هر آنچه در مورد «میکروسکوپ» باید بدانید!

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا، کلمه «میکروسکوپ» از واژه‌های یونانی «micro» به معنای کوچک و «skopion» به معنای دیدن گرفته شده است؛ به‌عبارت‌دیگر، میکروسکوپ امکان دیدن چیزهای بسیار کوچکی را فراهم می‌کند که با چشم غیرمسلح دیده نمی‌شوند. «زاخاریاس یانسن» هلندی با اختراع میکروسکوپ، در دنیای علم، انقلابی برپا کرد. «رابرت هوک» دانشمند انگلیسی نیز در 1665 با کمک میکروسکوپ موفق شد سلول را کشف کند.

میکروسکوپ یک ابزار علمی است که به ما کمک می‌کند چیزهای بسیار ریز (مانند باکتری‌ها) را بزرگ‌تر و واضح‌تر ببینیم. همچنین با میکروسکوپ می‌توانیم ابعاد اشیاء میکروسکوپی را اندازه‌گیری کنیم. گفتنی است میکروسکوپ‌ها فقط برای مشاهده چیزهای کوچکی مانند ویروس‌ها، سلول‌ها و بلورها مفید هستند که به عدسی شیئی میکروسکوپ نزدیک باشند و نمی‌توان از آنها برای مشاهده چیزهای دور استفاده کرد.

میکروسکوپ در زیست‌شناسی، بیشتر برای مطالعه موجودات تک‌سلولی (مانند آمیب و جلبک) و موجودات چند سلولی استفاده می‌شود. بااین‌حال، این ابزار علمی به مشاهدات زیستی محدود نمی‌شود و در رشته‌های دیگر مانند شیمی و فیزیک نیز کاربرد دارد. مثلاً دانشمندان می‌توانند اتم‌ها و مولکول‌ها را زیر یک میکروسکوپ خاص و پیشرفته‌ای به نام SEM (میکروسکوپ الکترونی روبشی) مشاهده کنند.

بخش‌های میکروسکوپ

میکروسکوپ‌ها انواع مختلفی دارند و هر نوع نیز قطعات خاص خود را دارد. در این قسمت، بخش‌های یک میکروسکوپ معمولی (میکروسکوپ نوری) معرفی می‌شود:

• لوله/سر: لوله بخش اصلی میکروسکوپ نوری است که چشمی و لنزهای شیئی به آن متصل می‌شوند.
• چشمی: گروهی از لنزها هستند که در یک ظرف تعبیه شده‌اند. نمونه مورد بررسی از طریق چشمی دیده می‌شود.
• لنزهای شیئی: نزدیک‌ترین لنزها به نمونه مورد بررسی، لنزهای شیئی هستند که امکان فوکوس و بزرگنمایی نمونه را فراهم می‌آورند. معمولاً سه عدسی شیئی در یک میکروسکوپ کلاس اقتصادی وجود دارد که هر عدسی شیئی دارای بزرگنمایی متفاوتی است.
• صفحه گردان: صفحه متحرک کوچکی که لنزهای شیئی روی آن وصل می‌شود. این صفحه به انتخاب عدسی شیئی مورد نیاز برای مشاهده نمونه کمک می‌کند.
• لام: یک قطعه شیشه‌ای مستطیلی ساده است که برای نگهداری نمونه برای مشاهده استفاده می‌شود.
• گیره: قطعه‌ای فلزی است که برای نگه داشتن لام استفاده می‌شود.
• کندانسور: میزان نوری را که به سمت لام می‌آید، کنترل می‌کند.
• منبع نور: یک لامپ  LED است که نور تولید شده آن از کندانسور عبور می‌کند.
• بزرگنمایی زیاد: یک دستگیره چرخشی است که برای تنظیم دقیق جزئیات نمونه استفاده می‌شود.
• بزرگنمایی کم: دستگیره چرخشی است که برای فوکوس نمونه استفاده می‌شود.
• بازو: پایه را به لوله اصلی میکروسکوپ متصل می‌کند.
• پایه: تکیه‌گاهی که میکروسکوپ محکم روی آن قرار می‌گیرد.

انواع میکروسکوپ

در سراسر دنیا از میکروسکوپ‌ها برای اهداف متنوعی استفاده می‌شود. برخی از میکروسکوپ‌ها برای مطالعه سلولی مفید هستند و بعضی دیگر برای مطالعه خاک.

 تعدادی از مهم‌ترین و معروف‌ترین انواع میکروسکوپ از قرار زیر است:

• میکروسکوپ ساده: میکروسکوپ‌هایی که فقط یک عدسی دارند در دسته میکروسکوپ‌های ساده قرار می‌گیرند.  به‌طورکلی ذره‌بین‌ها جزء میکروسکوپ‌های ساده محسوب می‌شوند. بزرگنمایی میکروسکوپ‌های ساده حداکثر 300 برابر است. امروزه دیگر میکروسکوپ‌های ساده کاربردی ندارند و از این گروه فقط ذره‌بین‌ها مانده‌اند.

• میکروسکوپ مرکب:  میکروسکوپ مرکب بهتر از یک میکروسکوپ ساده است و بیش از یک عدسی دارد. بزرگنمایی این میکروسکوپ‌ها به هزار تا دو هزار برابر می‌رسد و نمای بسیار واضحی را ارائه می‌دهد.  این دستگاه‌ها معمولاً در آزمایشگاه‌های زیست‌شناسی مدارس و آزمایشگاه‌های پاتولوژی استفاده می‌شوند.

• میکروسکوپ استریو: این میکروسکوپ نمای سه‌بعدی از نمونه مورد مشاهده را ارائه می‌دهد.  همچنین می‌تواند اشیای مات مانند بلورها، سنگ‌ها، فلزات و جواهرات را به‌خوبی نشان دهند. بااین‌حال، بزرگنمایی این میکروسکوپ‌ها بسیار محدود است و اجسام را در نمای سه‌بعدی تا 300 برابر بزرگنمایی می‌کند.
• میکروسکوپ کانفوکال : این میکروسکوپ از نور لیزر برای تمرکز بر روی نمونه استفاده می‌کند تا وضوح تصویر افزایش داده و تصویر شفاف‌تری به نمایش بگذارد.

• میکروسکوپ الکترونی روبشی  (SEM) :  SEM یکی از پیشرفته‌ترین و مدرن‌ترین میکروسکوپ‌هایی است که یک نمونه را یک میلیون بار بزرگ می‌کند. این میکروسکوپ‌ها برای بزرگنمایی نمونه نیازی به نور ندارند و از پرتوهای الکترون برای گرفتن تصویر نمونه استفاده می‌کند. SEM ها در زمینه زیست‌شناسی، شیمی و فیزیک بسیار کارآمد هستند.

• میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) : میکروسکوپ الکترونی عبوری بر روی همان اصول SEM کار می‌کند و فقط در روش‌های تشخیص الکترون‌ها برای تشکیل تصویری از نمونه متفاوت است. اگرچه TEM  تصویر واضح‌تری نسبت به SEM  ارائه می‌کند اما ناحیه بسیار کوچک‌تری را نسبت به SEM  برای مشاهده پوشش می‌دهد.

تاریخچه میکروسکوپ

میکروسکوپ اصلی که می‌تواند برای بزرگنمایی اجسام مورد استفاده قرار گیرد اولین بار توسط  «زاخاریاس یانسن» در سال 1590 ساخته شد. پس‌ازآن، پیشرفت‌ها ادامه یافت و وضوح و بزرگنمایی میکروسکوپ بهتر و بهتر شد. جهش بعدی در توسعه میکروسکوپ توسط «رابرت هوک» زمانی انجام شد که سلول را  1665  کشف کرد. او میکروسکوپی را ساخته و استفاده کرد که از سه عدسی تشکیل شده بود.  پیشرفت میکروسکوپ‌ها به آنجا رسیده است که امروزه شاهد میکروسکوپ‌های دیجیتال و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)  هستیم.

حقایق جالب

• «گالیلو گالیله» در حال ساخت تلسکوپ، موفق شد نسخه بهتری از میکروسکوپ را در سال 1609 بسازد.
• چشم انسان قادر است اشیایی به اندازه 0.1 میلی‌متر (100 میکرومتر) را در شرایط خوب ببیند.
• گاهی اوقات نمونه مورد مشاهده بسیار شفاف است و ساختار آن دیده نمی‌شود. در این حالت ابتدا نمونه با رنگ، رنگ‌آمیزی می‌شود تا ساختارهای آن نمایان شود.