Tại sao gọi là kính hiển vi quang học

Một thiết bị nhằm mục đích phóng đại và quan sát các vật thể nhỏ. Theo nghĩa rộng, sử dụng chùm điện tử kính hiển vi điện tử , Mặc dù nó bao gồm kính hiển vi ion sử dụng các ion, nhưng thuật ngữ kính hiển vi chỉ đơn giản dùng để chỉ kính hiển vi quang học sử dụng ánh sáng. Kính hiển vi quang học tạo ảnh thật phóng đại của một vật phút bằng vật kính, sau đó phóng đại nó bằng thị kính để tạo ảnh ảo ở khoảng cách nhìn rõ. Người ta nói rằng cái gọi là kính hiển vi phức hợp được hình thành bởi sự kết hợp của cả vật kính và thị kính được phát minh bởi các bậc thầy cảnh tượng người Hà Lan Hans Janssen và Zacharias Janssen từ năm 1590 đến năm 1609, và kính hiển vi phức hợp này ngày nay. Đây là cấu hình cơ bản của tất cả các kính hiển vi. Mặt khác, ngay cả khi nó là sự kết hợp của một hoặc một số thấu kính, kính hiển vi kiểu ống kính lúp chẳng hạn như kính lúp phóng đại một vật bằng một thấu kính lồi có thể được gọi là kính hiển vi đơn. Tuy nhiên, để tăng độ phóng đại với kiểu kính lúp, cần tạo ảnh ảo được phóng đại bởi thấu kính lồi có tiêu cự ngắn tại trường xem rõ, và khi độ phóng đại tăng lên, thấu kính và mẫu sẽ rất gần với mắt người. Có những giới hạn do những khó khăn cơ bản như tầm nhìn khó tránh khỏi và hạn hẹp.

Mặt khác, ở loại kính hiển vi ghép, vật kính có tiêu cự ngắn trước tiên tạo ra ảnh thật phóng đại của mẫu gần đầu trên của ống kính, sau đó thị kính tạo ra ảnh ảo được phóng đại để nhìn rõ. khoảng cách. , Lúc này, mắt và mẫu có thể cách xa nhau ít nhất bằng chiều dài ống kính, tạo điều kiện thuận lợi cho việc quan sát. Chức năng của thị kính chỉ đơn giản là kính lúp, nhưng nó cũng có chức năng như một thấu kính trường (thấu kính trường) dẫn hướng ánh sáng xung quanh trường nhìn đến mắt một cách hiệu quả.

Không quá lời khi nói rằng hiệu suất của kính hiển vi hầu hết được quyết định bởi vật kính, và lịch sử của kính hiển vi cũng có thể nói là lịch sử của vật kính. Người ta nói rằng Giovanni Battista Amici (1786-1863) ở Ý đã bắt đầu đặt một thấu kính lồi lõm ở đầu của vật kính với mặt phẳng của thấu kính trên mặt vật. Người ta nói rằng việc khám phá ra một điểm uốn quan trọng để có được hình ảnh mà không bị hôn mê là do nhà nghe nhạc người Anh Joseph Jackson Lister (1786-1869) thực hiện, nhưng điều này sau đó đã được E. Abbe thực hiện trong tình trạng ô sin để loại bỏ hôn mê. Nó đã được lý thuyết là.

Loại bỏ quang sai màu do vật kính tạo ra cũng là một vấn đề lớn, và điểm này cũng thường xảy ra với kính thiên văn, nhưng ngày xưa, quá trình achromatization hai màu bằng sự kết hợp của kính vương miện và kính đá lửa, được gọi là achromat, đã bắt đầu. với sự phát triển của vật liệu quang học. Kết quả là, chúng tôi đã đạt được một thấu kính apochromat với quang sai màu được hiệu chỉnh hoàn toàn cho ba màu hiện đại. Độ phân giải thể hiện hiệu suất của vật kính hiển vi có giới hạn dựa trên bản chất sóng của ánh sáng, bất kể quang sai hình học được điều chỉnh tốt đến mức nào. Chính Abbe là người đầu tiên làm sáng tỏ điều này về mặt lý thuyết, và có thể nói lý thuyết nhiễu xạ của nó đã đặt nền móng cho lý thuyết vi mô.

Kính hiển vi quang học được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp, thủy sản và công nghiệp, bao gồm sinh học, y học, khoáng sản và luyện kim. Đặc biệt, nếu ngược lại chùm tia sáng của vật kính hiển vi, vật thể có thể thu nhỏ và chiếu lên thay vì phóng to, và có thể nói công nghệ in thạch bản hình thành nền tảng của ngành bán dẫn ngày nay được xây dựng dựa trên sự mở rộng này.
Iwao Ogura

Sự phát triển và sinh học của kính hiển vi

Kể từ khi phát minh ra kính hiển vi từ cuối thế kỷ 16 đến đầu thế kỷ 17, kính hiển vi được sản xuất chủ yếu ở Ý và Hà Lan thông qua những cải tiến của Galilei và cộng sự, và trở nên khá phổ biến vào giữa thế kỷ 17. . Kết quả nổi bật là của Anh. R. móc Đó là sự phát hiện ra các tế bào bằng cách. Ông đã quan sát mặt cắt của các mảnh bần và than, tìm thấy các tế bào ở đó, và xuất bản một mô tả chi tiết trong cuốn sách Micrographia hoặc mô tả sinh lý của các cơ quan phút (1665). Tuy nhiên, ý định của Hook là giải thích tại sao nút chai lại nhẹ và đàn hồi do thành phần tế bào của nút chai và than củi, và tại sao mặt cắt ngang của than củi lại phát sáng màu đen. Nó đã được tách ra. Có thể nói, kết quả đầu tiên của nghiên cứu thực vật bằng kính hiển vi chính là "Giải phẫu thực vật" (1682) của Nehemiah Grew người Anh.

Mặt khác, A. van Leeuwenhoek ở Hà Lan đã sử dụng một thiết bị ống kính đơn nhỏ để quan sát tế bào máu (hồng cầu) và động vật nguyên sinh, thậm chí còn phát hiện ra vi khuẩn. Ngoài ra, M. Malpighi người Ý đã phát hiện ra sự kết nối của các đầu tận cùng của các mao mạch và ủng hộ thuyết tuần hoàn máu (1675). Cũng trong khoảng thời gian này, R. de Graf người Hà Lan đã phát hiện ra một tế bào trứng (1668).

Bằng cách này, các tế bào tự do chủ yếu được quan sát ở động vật, và các tế bào hồng cầu thường được quan sát đặc biệt bởi vì kính hiển vi thời đó vẫn chưa hoàn thiện và công nghệ chuẩn bị mẫu vẫn chưa phát triển. Là. Đặc biệt, vì các thấu kính có quang sai lớn được sử dụng nên có giới hạn trong việc sử dụng hiệu quả của chúng, và kết quả là, những khám phá mới không được tích lũy liên tục, và những khám phá mới đã được thực hiện bằng quan sát bằng kính hiển vi từ thế kỷ 17 đến thế kỷ 18. Sự phát triển chậm chạp.

Tuy nhiên, kỳ vọng vào kính hiển vi rất cao, và vào thế kỷ 18, L. Euler ở Đức và John Dollond ở Anh đã phát hiện ra rằng quang sai màu có thể được loại bỏ bằng cách kết hợp các thấu kính làm bằng các loại thủy tinh khác nhau. .. Điều này không dẫn đến kết quả ngay lập tức, nhưng mang lại triển vọng cho việc nghiên cứu và cải tiến kính quang học, và vào cuối thế kỷ 18 (1791), Beerdsnijder của Hà Lan đã có một thấu kính tổng hợp không có quang sai màu. Kính hiển vi có độ phóng đại cao đầu tiên được chế tạo. Điều này đã được cải thiện hơn nữa vào những năm 1830, và Carl Zeiss được thành lập vào năm 1946, và kính hiển vi bắt đầu xuất hiện trên thị trường dưới dạng sản phẩm thương mại. Vào khoảng thời gian này, các kỹ thuật nhuộm và cố định mô giải phẫu cũng được kết hợp, và các nghiên cứu quan sát ở cấp độ mô và tế bào bắt đầu phát triển đáng kể, đặt cơ sở cho việc ủng hộ lý thuyết tế bào (1838, 39). Điều này đã thúc đẩy những cải tiến trong công nghệ chuẩn bị mẫu, và vào nửa sau của thế kỷ 19, phương pháp đoạn parafin, phương pháp nhuộm nhiều màu và phương pháp vĩnh viễn đã được sử dụng. Sự chuẩn bị Phương pháp sản xuất đã được phát triển và đạt được tiến bộ nhanh chóng. Trong quá trình này, người ta đã phát hiện ra quá trình thụ tinh (1841), nguyên phân (1867), quy luật số lượng nhiễm sắc thể không đổi (1887-88), nguyên phân (1887), v.v. và các vết nứt dọc của nhiễm sắc thể (1883, 84). , Một nghiên cứu chi tiết về bộ máy meiotic (1879, 80, 82) đã được thực hiện, và lý thuyết tế bào được thiết lập kết hợp với sự xác nhận của việc thừa nhận rằng động vật nguyên sinh là sinh vật đơn bào, tinh trùng và trứng cũng là sinh vật đơn bào. Nó được thành lập như là cơ sở của sinh học hiện đại và cung cấp các điều kiện để khám phá lại quy luật di truyền của Mendel.

Vào khoảng thời gian đó, một thiết bị ngưng tụ trường tối đã được phát triển để làm rõ sự tồn tại của các hạt mịn dưới giới hạn khả năng phân giải của hệ thấu kính bằng cách chỉ quan sát ánh sáng phản xạ hoặc nhiễu xạ của vật thể, chứ không phải ánh sáng truyền qua của vật thể. .. Ngoài ra, kính hiển vi phân cực kiểm tra tính dị hướng quang học và lưỡng chiết của tinh thể bằng cách lắp bộ phân cực và bộ phân tích vào hệ thống thấu kính cũng được sử dụng cho các mẫu sinh học, và được sử dụng để nghiên cứu cấu trúc của tinh bột và thành tế bào. Nó đã trở thành như vậy. Kính hiển vi phân cực sau đó đã được ứng dụng để quan sát các tế bào sống, và cũng có hiệu quả trong việc nghiên cứu các sợi trục chính và sợi sao của sự phân hạch hạt nhân.

Kể từ những năm 1950, kính hiển vi tương phản pha thay đổi sự chuyển pha giữa sóng ánh sáng trực tiếp và ánh sáng nhiễu xạ thành sự khác biệt giữa ánh sáng và bóng tối đã trở nên phổ biến và được sử dụng để quan sát các tế bào sống, đặc biệt là nhiễm sắc thể, ti thể và bộ máy Golgi trong cơ thể sống. tế bào. Đã đóng góp vào việc nghiên cứu. Sau đó, một kính hiển vi giao thoa vi sai đã được chế tạo để bù đắp cho những thiếu sót của kính hiển vi tương phản pha, và có thể quan sát mặt cắt quang học của các vật liệu thô tương đối dày, và nó đã được sử dụng cho các nghiên cứu sinh lý của tế bào. Ngoài ra, kính hiển vi huỳnh quang được trang bị nguồn sáng cải tiến và thiết bị ngưng tụ kiểu chiếu sáng epi giúp bạn có thể quan sát sự hiện diện của các protein cụ thể, axit nucleic, v.v. trong tế bào bằng cách sử dụng các kết quả của miễn dịch học và kính hiển vi điện tử. Đồng thời, nó đã trở thành một phương pháp quan trọng để nghiên cứu tế bào.
Shichiro Sato

Tổ chức

Cấu tạo cơ bản của kính hiển vi là một vật kính và một thị kính (thị kính), nhưng một ống kính gắn hai đầu, một ổ quay cho phép thay đổi vật kính một cách dễ dàng, một bệ (bệ) giữ mẫu, và một mẫu. Hệ thống quang học ngưng tụ (hệ thống ngưng tụ) để chiếu sáng được đỡ trên bàn ổn định bằng một cánh tay. Có một tay cầm thực hiện hoạt động hai bước của chuyển động thô và chuyển động tinh để lấy nét chính xác, và bằng cách xoay này, vật kính và thị kính có thể được di chuyển lên xuống tích hợp với ống kính. Nhiều loại cũng có nguồn sáng tích hợp để chiếu sáng mẫu.

Chiều dài từ bề mặt thân (mặt bích) của vật kính đến đầu trên của ống thấu kính hỗ trợ thị kính được gọi là chiều dài ống cơ học, được đặt thành 160 mm theo tiêu chuẩn JIS ở Nhật Bản, nhưng khác nhau tùy thuộc vào nhà sản xuất ở nước ngoài.

Độ phóng đại của kính hiển vi là tích số giữa độ phóng đại của vật kính và độ phóng đại của thị kính. Độ phóng đại của vật kính được sử dụng ở Nhật Bản nói chung là 4, 5, 10, 20, 40, 60 và 100. Chức năng của thị kính về cơ bản là một ống kính lúp và độ phóng đại là giá trị thu được bằng cách chia khoảng cách nhìn rõ (nói chung 250 mm) theo tiêu cự, nhưng 5, 10, 15 và 20 là các giá trị chung. Là. Nếu thấu kính được khắc với x10, điều này có nghĩa là 10x.

Hiệu suất kính hiển vi

(1) Độ phân giải Ngay cả khi tổng độ phóng đại được tăng lên đơn giản bằng cách kết hợp vật kính và thị kính, không phải lúc nào bạn cũng có thể đọc được thông tin về phần nhỏ của mẫu. Độ phân giải là mức độ thực tế mà các phần nhỏ của mẫu có thể được nhìn thấy và được biểu thị bằng khoảng cách giữa hai điểm gần nhất có thể được phân tách và xác định trên đối tượng mẫu. Ngay cả khi quang sai của vật kính được hiệu chỉnh đủ, một điểm của vật không tập trung vào một điểm hình học do bản chất sóng của ánh sáng, mà lan truyền theo một vòng tròn gọi là đĩa thoáng khí. Bán kính của đĩa thoáng khí này tỷ lệ với bước sóng λ của ánh sáng và tỷ lệ nghịch với khẩu độ số (NA) của thấu kính, sẽ được mô tả sau và được biểu thị bằng 0,61 λ / NA. Khi vật mẫu tự phát ra ánh sáng, mỗi điểm trên vật thể được coi là một nguồn sáng điểm độc lập, và trong trường hợp như vậy nó được cho là không mạch lạc, nhưng độ phân giải tại thời điểm đó bằng bán kính của vật thể. đĩa của chính nó. .. Để cải thiện độ phân giải (giảm giá trị), nên tăng khẩu độ số hoặc rút ngắn bước sóng. Với mục đích này, có thể sử dụng kính hiển vi tử ngoại sử dụng tia cực tím có bước sóng ngắn.

(2) Khẩu độ số Nếu góc nghiêng lớn nhất của tia sáng phát ra từ một điểm trên trục chính của vật kính và đi vào thấu kính có trục chính là u , và chiết suất của môi trường giữa vật và vật kính thấu kính là n , thì n sin u được gọi là khẩu độ số. Như đã mô tả ở trên, vì độ phân giải của vật kính tỷ lệ nghịch với khẩu độ số, khẩu độ số có thể được tăng lên để cải thiện độ phân giải. Chiết suất n là 1 nếu môi trường là không khí, u là về mặt toán học 90 độ và phạm tội u là giá trị tối đa 1, nhưng trong thực tế nó là không thể, u là khoảng 70 độ, phạm tội Giới hạn là khoảng 0,95 trong u. Tuy nhiên, ý tưởng đổ đầy môi trường được đề cập bằng chất lỏng thay vì không khí để tăng khẩu độ số đã được thực hiện từ Amichi vào năm 1840, và điều này được gọi là ngâm. Thông thường, dầu tuyết tùng có chiết suất 1,515 được sử dụng làm chất lỏng và đạt được NA = lên đến khoảng 1,4.

(3) Độ phân giải và độ phóng đại toàn phần Độ phân giải của kính hiển vi được xác định bởi vật kính, nhưng cần phải kết hợp điều này với một thị kính thích hợp để có thể nhìn thấy các chi tiết nhỏ một cách trực quan mà không bị thừa hoặc thiếu. Kể từ Abbe, người ta nói rằng tổng độ phóng đại tương đương với 500 đến 1000 lần khẩu độ số là tốt.

(4) Các vật mẫu của Kính hiển vi mạch lạc và không mạch lạc hiếm khi tự phát ra ánh sáng, và ánh sáng từ các nguồn sáng khác được đưa vào bởi hệ thống quang học chiếu sáng. Vì lý do này, thường xảy ra trường hợp các sóng ánh sáng phát ra từ hai điểm liền kề trên một vật thể không phải là không mạch lạc, mà là gần với trạng thái kết hợp tương quan với pha của chúng. Độ phân giải dưới ánh sáng hoàn toàn mạch lạc cao gấp đôi so với độ phân giải không nhất quán, hoặc 1,22λ / NA. Độ phân giải thực tế của kính hiển vi không chỉ được xác định bởi vật kính, và phải được xem xét bao gồm cả hệ thống quang học chiếu sáng và phương pháp chiếu sáng của nó, nhưng trong hầu hết các trường hợp, nó phải được coi là sự kết hợp một phần giữa mạch lạc và không mạch lạc.

kiểu

(1) Kính hiển vi sinh học Là mẫu sinh học được chuẩn bị và quan sát bằng ánh sáng truyền qua. Các mảnh mẫu trên lam kính thường bị ố vàng và ánh sáng đi vào vật kính khi được che bởi tấm kính che. Do đó, vật kính dùng cho kính hiển vi sinh học có đặc điểm là được thiết kế trên cơ sở giả định rằng giữa chúng có một tấm kính che có độ dày 0,17 mm được lắp vào.

(2) Kính hiển vi luyện kim Để quan sát bề mặt của một vật không trong suốt như mẫu kim loại, một nửa gương được đặt giữa vật kính và thấu kính thị kính, và bề mặt mẫu được chiếu sáng bằng ánh sáng chiếu sáng do vật này đưa vào (chiếu sáng epi ). ), Quan sát ánh sáng phản xạ. Vật kính được thiết kế không dựa trên cơ sở là kính che và khác với vật kính dành cho sinh vật sống.

(3) Kính hiển vi ánh sáng phân cực Về cơ bản, một phần tử phân cực (phân cực) được lắp vào phía hệ thống quang học chiếu sáng, và một mẫu được chiếu sáng bằng ánh sáng phân cực được quan sát bằng cách đặt một bộ phân tích (máy phân tích) vào giữa vật kính và thấu kính thị kính. , Dùng để quan sát các mẫu tinh thể.

(4) Kính hiển vi giao thoa. Kính hiển vi này được sử dụng để quan sát sự khác biệt nhỏ về đường quang học gây ra bởi sự truyền hoặc phản xạ của mẫu dưới dạng các vân giao thoa hoặc màu giao thoa, và được sử dụng để quan sát sự không đồng đều của bề mặt vật thể và độ dày của màng mỏng.

(5) Kính hiển vi tương phản pha Ánh sáng truyền qua của một vật có độ truyền gần như đồng đều nhưng chiết suất thay đổi tùy thuộc vào vị trí, chẳng hạn như một mẫu truyền qua sinh học không nhuộm màu, sẽ thay đổi pha của nó tương ứng. Kính hiển vi tương phản pha được sử dụng để chuyển sự thay đổi pha này thành sự chênh lệch mật độ và quan sát nó. Nhà phát minh Frits Zernike (1888-1963) người Hà Lan đã nhận giải Nobel Vật lý cho thành tựu này.

(6) Kính hiển vi hai mắt Mặc dù chỉ có một vật kính nhưng quang lộ được một lăng kính chia thành hai thị kính để có thể quan sát bằng cả hai mắt. Đặc điểm là khoảng cách (khoảng cách hoạt động) giữa vật kính và mẫu lớn nên dễ dàng thao tác trên bàn mẫu trong khi quan sát. Do đó, độ phóng đại của vật kính thấp từ 1 đến 4, và độ phóng đại của thị kính cao hơn nhiều. Nó thường được sử dụng trong ngành công nghiệp bán dẫn.

(7) Kính hiển vi chiếu Là kính hiển vi chiếu được chiếu lên màn hình lớn để quan sát thay vì quan sát từng cá nhân bằng thị kính. Nó có đặc điểm là người quan sát ít bị mỏi mắt, đồng thời có thể quan sát được đông người, nhưng cần chiếu sáng mạnh và mẫu dễ bị hỏng, khuếch đại độ sáng bằng tia laze là Đang được nghiên cứu.

(8) Khác Kính hiển vi trường tối (còn gọi là kính hiển vi siêu nhỏ) chiếu ánh sáng theo đường chéo vào môi trường chứa các hạt mịn và quan sát các hạt mịn tỏa sáng do hiện tượng Tyndall trong trường tối và quan sát huỳnh quang tạo ra từ một vật thể bằng cách chiếu xạ với tia cực tím. Ngoài ra còn có một kính hiển vi huỳnh quang.
Iwao Ogura


Page 2

एक उपकरण जिसका उद्देश्य मिनट की वस्तुओं को बढ़ाना और निरीक्षण करना है। एक व्यापक अर्थ में, एक इलेक्ट्रॉन बीम का उपयोग करें इलेक्ट्रॉनिक माइक्रोस्कोप , यद्यपि इसमें आयन माइक्रोस्कोप शामिल है जो आयनों का उपयोग करता है, माइक्रोस्कोप शब्द का अर्थ केवल एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप है जो प्रकाश का उपयोग करता है। एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप एक उद्देश्य लेंस के साथ एक मिनट की वस्तु की आवर्धित वास्तविक छवि बनाता है, और एक स्पष्ट दृष्टि दूरी पर एक आभासी छवि बनाने के लिए इसे ऐपिस के साथ आगे बढ़ाता है। यह कहा जाता है कि दोनों उद्देश्य लेंस और ऐपिस दोनों के संयोजन से गठित तथाकथित यौगिक माइक्रोस्कोप का आविष्कार 1590 से 1609 तक डच तमाशा स्वामी हंस जानसेन और ज़ाक्रिएस जैन्सेन द्वारा किया गया था, और यह यौगिक माइक्रोस्कोप आज भी है। यह सभी सूक्ष्मदर्शी का मूल विन्यास है। दूसरी ओर, भले ही यह एक या कई लेंसों का एक संयोजन है, एक लूप-प्रकार माइक्रोस्कोप जैसे कि एक तथाकथित आवर्धक कांच जो एकल उत्तल लेंस के साथ किसी वस्तु को बढ़ाता है, जिसे एकल माइक्रोस्कोप कहा जा सकता है। हालांकि, लाउप प्रकार के साथ आवर्धन को बढ़ाने के लिए, एक उत्तल लेंस द्वारा आवर्धित छवि को स्पष्ट फोकल लंबाई के साथ एक स्पष्ट क्षेत्र में बढ़ाना आवश्यक है, और जैसा कि आवर्धन बढ़ता है, लेंस और नमूना बहुत मानव आंख के करीब। अपरिहार्य और संकीर्ण दृष्टि जैसी मूलभूत कठिनाइयों के कारण सीमाएं हैं।

दूसरी ओर, यौगिक माइक्रोस्कोप प्रकार में, एक छोटी फोकल लंबाई के साथ एक ऑब्जेक्टिव लेंस पहले लेंस बैरल के ऊपरी छोर के पास नमूने की एक आवर्धित वास्तविक छवि बनाता है, और फिर एक ऐपिस एक आभासी छवि बनाता है जो एक स्पष्ट दृष्टि से बढ़ाया जाता है दूरी। , इस समय, आंख और नमूने को कम से कम लेंस बैरल की लंबाई से एक दूसरे से अलग किया जा सकता है, जो अवलोकन की सुविधा देता है। ऐपिस का कार्य केवल लूप ही है, लेकिन यह एक फील्ड लेंस (फील्ड लेंस) के रूप में भी कार्य करता है जो आंखों के देखने के क्षेत्र के चारों ओर प्रकाश को प्रभावी ढंग से निर्देशित करता है।

यह कहना कोई अतिशयोक्ति नहीं है कि माइक्रोस्कोप का प्रदर्शन ज्यादातर उद्देश्य लेंस द्वारा निर्धारित किया जाता है, और माइक्रोस्कोप के इतिहास को उद्देश्य लेंस का इतिहास भी कहा जा सकता है। ऐसा कहा जाता है कि इटली में जियोवन्ती बतिस्ता एमिसी (1786-1863) ने ऑब्जेक्टिव लेंस की नोक पर एक प्लैनो-उत्तल लेंस लगाना शुरू कर दिया था, जिसमें ऑब्जेक्ट के किनारे पर लेंस लगा हुआ था। ऐसा कहा जाता है कि कोमा के बिना एक छवि प्राप्त करने के लिए एक महत्वपूर्ण विभक्ति बिंदु की खोज ब्रिटिश लिस्टर जोसेफ जैक्सन लिस्टर (1786-1869) द्वारा की गई थी, लेकिन यह बाद में ई। अब्बे द्वारा कोमा को खत्म करने के लिए साइन की स्थिति में किया गया था। यह के रूप में वर्गीकृत किया गया था।

ऑब्जेक्टिव लेंस द्वारा उत्पन्न क्रोमैटिक एब्रेशन का उन्मूलन भी एक बड़ी समस्या है, और यह बिंदु दूरबीनों के साथ भी आम है, लेकिन पुराने दिनों में, मुकुट कांच और चकमक ग्लास के संयोजन से दो-रंग अवर्णीकरण, तथाकथित अक्रोमैट, शुरू हुआ ऑप्टिकल सामग्री के विकास के साथ। नतीजतन, हम तीन आधुनिक रंगों के लिए पूरी तरह से सही रंगीन विपथन के साथ एक एपोक्रोमैट लेंस तक पहुंच गए हैं। माइक्रोस्कोप ऑब्जेक्टिव लेंस के प्रदर्शन को व्यक्त करने वाले रिज़ॉल्यूशन में प्रकाश की तरंग प्रकृति के आधार पर एक सीमा होती है, चाहे कितनी भी अच्छी तरह से ज्यामितीय प्रकाशिकी विपथन को ठीक किया जाता है। यह एबे था जिसने सबसे पहले इस सिद्धांत को स्पष्ट किया, और यह कहा जा सकता है कि इसके विवर्तन सिद्धांत ने सूक्ष्म सिद्धांत की नींव रखी।

जीव विज्ञान, चिकित्सा, खनिज, और धातु विज्ञान सहित ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप कृषि, मत्स्य पालन और उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। विशेष रूप से, यदि माइक्रोस्कोप ऑब्जेक्टिव लेंस की लाइट बीम को उलट दिया जाता है, तो ऑब्जेक्ट को बड़ा होने के बजाय कम और प्रक्षेपित किया जा सकता है, और यह कहा जा सकता है कि आज के अर्धचालक उद्योग का आधार बनाने वाली लिथोग्राफी तकनीक इस विस्तार पर बनाई गई थी।
इवाओ ओगुरा

माइक्रोस्कोप विकास और जीव विज्ञान

16 वीं शताब्दी के अंत से 17 वीं शताब्दी की शुरुआत तक माइक्रोस्कोप के आविष्कार के बाद से, गैलीली एट अल द्वारा सुधार के माध्यम से माइक्रोस्कोप मुख्य रूप से इटली और नीदरलैंड में बनाया गया था। और 17 वीं शताब्दी के मध्य में काफी लोकप्रिय हो गया। । उत्कृष्ट परिणाम इंग्लैंड का था। आर। हुक यह कोशिकाओं की खोज थी। उन्होंने कॉर्क फ्लेक्स और चारकोल के क्रॉस-सेक्शन का अवलोकन किया, वहां कोशिकाएं पाईं, और मिनिट बॉडीज़ (1665) की पुस्तक माइक्रोग्रैफ़िया या शारीरिक विवरण में एक विस्तृत चित्रण प्रकाशित किया। हालांकि, हुक का इरादा यह बताना है कि कॉर्क और लकड़ी का कोयला की सेलुलर संरचना के कारण कॉर्क हल्का और लोचदार क्यों है, और लकड़ी का कोयला का क्रॉस सेक्शन काला क्यों चमकता है। इसे अलग कर दिया गया। यह कहा जा सकता है कि पौधों पर सूक्ष्म अनुसंधान का पहला परिणाम इंग्लैंड के नेहेमिया ग्रे द्वारा "पौधों की शारीरिक रचना" (1682) था।

दूसरी ओर, नीदरलैंड के ए। वैन लीवेनहोएक ने रक्त कोशिकाओं (एरिथ्रोसाइट्स) और प्रोटोजोआ और यहां तक कि खोजे गए जीवाणुओं का निरीक्षण करने के लिए एक छोटे एकल-लेंस उपकरण का उपयोग किया। इसके अलावा, इटली के एम। माल्पीघी ने केशिकाओं के सिरों के संबंध की खोज की और रक्त परिसंचरण सिद्धांत (1675) का समर्थन किया। उसी समय के आसपास, डच आर। डी। ग्राफ ने एक अंडा सेल (1668) की खोज की।

इस तरह, जानवरों में मुख्य रूप से मुक्त कोशिकाएं देखी गईं, और लाल रक्त कोशिकाओं को अक्सर विशेष रूप से मनाया गया क्योंकि उस समय माइक्रोस्कोप अभी भी बेहद अधूरा था और नमूना तैयार करने की तकनीक अभी भी अविकसित थी। है। विशेष रूप से, चूंकि बड़े aberrations वाले लेंस का उपयोग किया गया था, उनके प्रभावी उपयोग की एक सीमा थी, और परिणामस्वरूप, नई खोजों को लगातार संचित नहीं किया गया था, और 17 वीं शताब्दी से 18 वीं शताब्दी तक सूक्ष्म अवलोकन द्वारा नई खोज की गई थी। विकास सुस्त था।

हालांकि, माइक्रोस्कोप के लिए उम्मीदें अधिक हैं, और 18 वीं शताब्दी में जर्मनी के एल। यूलर और इंग्लैंड के जॉन डॉलॉन्ड ने पाया कि विभिन्न प्रकार के ग्लास से बने लेंसों को मिलाकर रंगीन विपथन को समाप्त किया जा सकता है। .. इससे तत्काल परिणाम नहीं मिले, लेकिन ऑप्टिकल ग्लास के अनुसंधान और सुधार के लिए संभावनाएं दीं, और 18 वीं शताब्दी (1791) के अंत तक, डच बीरडस्नीडर के पास क्रोमेटिक अपघटन के बिना एक समग्र लेंस था। पहला उच्च-आवर्धन माइक्रोस्कोप बनाया गया था। यह 1830 के दशक में और बेहतर हुआ, और कार्ल ज़ीस की स्थापना 1946 में हुई, और माइक्रोस्कोप बाजार पर वाणिज्यिक उत्पादों के रूप में दिखाई देने लगे। इस समय के आसपास, शारीरिक ऊतक निर्धारण और धुंधला तकनीकों को भी शामिल किया गया था, और ऊतक और कोशिका स्तर पर अवलोकन संबंधी अध्ययन नाटकीय रूप से विकसित करना शुरू कर दिया था, सेल सिद्धांत (1838, 39) की वकालत करने के लिए आधार तैयार करना। इससे नमूना तैयार करने की तकनीक में सुधार हुआ है, और 19 वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में, पैराफिन अनुभाग विधि, एकाधिक धुंधला विधि और स्थायी विधि का उपयोग किया गया था। तैयारी विनिर्माण विधि विकसित की गई और तेजी से प्रगति की गई। इस प्रक्रिया में, निषेचन (1841), माइटोसिस (1867), गुणसूत्रों की निरंतर संख्या (1887-88), अर्धसूत्रीविभाजन (1887), आदि की खोज की गई, और गुणसूत्रों के अनुदैर्ध्य विदर (1883, 84)। , मेयोटिक तंत्र (1879, 80, 82) का एक विस्तृत अध्ययन किया गया था, और सेल सिद्धांत को मान्यता की पुष्टि के साथ संयोजन में स्थापित किया गया था कि प्रोटोजोआ एककोशिकीय जीव हैं और शुक्राणु और अंडे भी एककोशिकीय जीव हैं। यह आधुनिक जीव विज्ञान के आधार के रूप में स्थापित किया गया था और मेंडल के आनुवंशिक कानून के पुनर्वितरण के लिए शर्तों को प्रदान किया गया था।

उस समय के आसपास, एक डार्क-फील्ड संघनक उपकरण विकसित किया गया था, जो लेंस सिस्टम की संकल्प शक्ति की सीमा के नीचे बारीक कणों के अस्तित्व को स्पष्ट करता है, केवल वस्तु द्वारा परावर्तित या विक्षेपित प्रकाश का अवलोकन करके, वस्तु का संचरित प्रकाश नहीं। .. इसके अलावा, एक ध्रुवीकरण माइक्रोस्कोप जो एक ध्रुवीकरण और लेंस सिस्टम में एक विश्लेषक डालकर ऑप्टिकल अनिसोट्रॉपी और क्रिस्टल के बीरफिरेंस की जांच करता है, का उपयोग जैविक नमूनों के लिए भी किया जाता है, और स्टार्च और सेल की दीवारों की संरचना का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जाता है। ऐसा हो गया। ध्रुवीकरण माइक्रोस्कोप बाद में जीवित कोशिकाओं के अवलोकन के लिए लागू किया गया था, और स्पिंडल थ्रेड्स और परमाणु विखंडन के स्टेलेट थ्रेड्स के अध्ययन में भी प्रभावी था।

1950 के दशक के बाद से, चरण-विपरीत सूक्ष्मदर्शी जो प्रत्यक्ष प्रकाश की तरंगों के बीच चरण बदलाव को बदलते हैं और प्रकाश और अंधेरे के बीच अंतर में प्रकाश व्यापक हो गए हैं और जीवित कोशिकाओं, विशेष रूप से क्रोमोसोम, माइटोकॉन्ड्रिया, और जीवित रहने में गोल्गी तंत्र के अवलोकन के लिए उपयोग किया जाता है। कोशिकाओं। के अध्ययन में योगदान दिया। उसके बाद, एक अंतर हस्तक्षेप माइक्रोस्कोप जो चरण-विपरीत माइक्रोस्कोप की कमियों के लिए मुआवजा दिया गया था, और यह अपेक्षाकृत मोटे कच्चे माल के ऑप्टिकल क्रॉस सेक्शन का निरीक्षण करना संभव हो गया, और इसका उपयोग कोशिकाओं के शारीरिक अध्ययन के लिए किया गया है। इसके अलावा, एक बेहतर प्रकाश स्रोत और एक ep-रोशनी प्रकार संघनक उपकरण से सुसज्जित एक प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोप प्रतिरक्षा विज्ञान, और एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के परिणामों का उपयोग करके कोशिकाओं में विशिष्ट प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड आदि की उपस्थिति का निरीक्षण करना संभव बनाता है। इसी समय, यह सेल अनुसंधान के लिए एक महत्वपूर्ण तरीका बन गया है।
शिचिरो सातो

संविधान

माइक्रोस्कोप की मूल संरचना एक ऑब्जेक्टिव लेंस और एक ऐपिस (ऐपिस) है, लेकिन एक लेंस बैरल जो इन दोनों छोरों को जोड़ता है, एक रिवॉल्वर जो उद्देश्य लेंस को आसानी से बदलने की अनुमति देता है, एक प्लेटफ़ॉर्म (चरण) जो नमूना रखता है। और एक नमूना। रोशनी के लिए संघनक ऑप्टिकल प्रणाली (कंडेनसर सिस्टम) को एक स्थिर तालिका पर एक हाथ द्वारा समर्थित किया जाता है। एक ऐसा हैंडल होता है जो ठीक से फोकस करने के लिए मोटे मूवमेंट और फाइन मूवमेंट का टू-स्टेप ऑपरेशन करता है और इसे मोड़कर ऑब्जेक्टिव लेंस और ऐपिस को लेंस बैरल के साथ इंटीग्रेट करके ऊपर और नीचे ले जाया जा सकता है। कई में नमूना रोशनी के लिए एक अंतर्निहित प्रकाश स्रोत भी है।

ऑब्जेक्शन का समर्थन करने वाले लेंस बैरल के ऊपरी छोर पर वस्तुनिष्ठ लेंस की शरीर (निकला हुआ किनारा) की सतह को यांत्रिक ट्यूब की लंबाई कहा जाता है, जो जापान में JIS मानक में 160 मिमी तक निर्धारित है, लेकिन अलग-अलग होती है विदेशों में निर्माता।

माइक्रोस्कोप का आवर्धन, उद्देश्य लेंस के आवर्धन और ऐपिस के आवर्धन का गुणनफल है। जापान में उपयोग किए जाने वाले वस्तुनिष्ठ लेंस का आवर्धन सामान्यतः 4, 5, 10, 20, 40, 60 और 100 है। ऐपिस का कार्य मूल रूप से एक लाउड है, और आवर्धन स्पष्ट दृष्टि दूरी को विभाजित करके प्राप्त मूल्य है (आम तौर पर फोकल लंबाई से 250 मिमी), लेकिन 5, 10, 15 और 20 सामान्य मूल्य हैं। है। यदि लेंस को x10 से उकेरा गया है, तो इसका मतलब 10x है।

माइक्रोस्कोप प्रदर्शन

(1) रिज़ॉल्यूशन भले ही कुल बढ़ाई उद्देश्य लेंस और ऐपिस के संयोजन से बढ़ा हो, लेकिन नमूना के ठीक हिस्से की जानकारी पढ़ना हमेशा संभव नहीं होता है। रिज़ॉल्यूशन वास्तविक सीमा है, जिसमें नमूना के ठीक हिस्सों को देखा जा सकता है, और दो निकटतम बिंदुओं के बीच की दूरी को व्यक्त किया जाता है जिसे नमूना ऑब्जेक्ट पर अलग और पहचाना जा सकता है। भले ही वस्तुनिष्ठ लेंस का पृथक्करण सही ढंग से ठीक किया गया हो, वस्तु का एक बिंदु प्रकाश की तरंग प्रकृति के कारण एक ज्यामितीय बिंदु पर केंद्रित नहीं होता है, लेकिन एक चक्र में फैलता है जिसे हवादार डिस्क कहा जाता है। इस हवादार डिस्क की त्रिज्या प्रकाश की तरंग दैर्ध्य λ के आनुपातिक है और लेंस के संख्यात्मक एपर्चर (NA) के विपरीत आनुपातिक है, जिसे बाद में वर्णित किया जाएगा, और 0.61 λ / NA द्वारा दर्शाया गया है। जब नमूना वस्तु स्वयं से प्रकाश उत्सर्जित करती है, तो वस्तु पर प्रत्येक बिंदु को एक स्वतंत्र बिंदु प्रकाश स्रोत माना जाता है, और इस तरह के मामले में इसे असंगत कहा जाता है, लेकिन उस समय का संकल्प वायु के त्रिज्या के बराबर होता है डिस्क ही। .. संकल्प में सुधार करने के लिए (मूल्य में कमी), संख्यात्मक एपर्चर को बढ़ाया जाना चाहिए या तरंग दैर्ध्य को छोटा किया जाना चाहिए। इस प्रयोजन के लिए, एक पराबैंगनी किरणों का उपयोग करके एक पराबैंगनी किरणों का एक छोटा तरंग दैर्ध्य का उपयोग किया जा सकता है।

(2) संख्यात्मक एपर्चर तो उद्देश्य लेंस के ऑप्टिकल अक्ष पर एक बिंदु से उत्सर्जित और प्रकाश की किरणों का अधिकतम झुकाव कोण ऑप्टिकल अक्ष के साथ लेंस में प्रवेश यू, और वस्तु और उद्देश्य के बीच माध्यम का अपवर्तक सूचकांक है लेंस n है , तो n sin u को संख्यात्मक एपर्चर कहा जाता है। जैसा कि ऊपर वर्णित है, चूंकि उद्देश्य लेंस का संकल्प संख्यात्मक एपर्चर के विपरीत आनुपातिक है, संकल्प को बेहतर बनाने के लिए संख्यात्मक एपर्चर को बढ़ाया जा सकता है। अपवर्तनांक n 1 है अगर मध्यम हवा है, यू गणितीय 90 डिग्री है और पाप यू अधिकतम मान 1 है, लेकिन वास्तव में यह असंभव है, यू के आसपास 70 डिग्री है, पाप सीमा यू में चारों ओर 0.95 है। हालांकि, 1840 में अमीची के बाद से संख्यात्मक एपर्चर को बढ़ाने के लिए हवा के बजाय तरल के साथ प्रश्न को माध्यम भरने का विचार किया गया है, और इसे विसर्जन कहा जाता है। आम तौर पर, 1.515 के अपवर्तक सूचकांक के साथ देवदार तेल का उपयोग तरल के रूप में किया जाता है, और NA = लगभग 1.4 तक हासिल किया जाता है।

(3) रिज़ॉल्यूशन और कुल आवर्धन माइक्रोस्कोप का रिज़ॉल्यूशन उद्देश्य लेंस द्वारा निर्धारित किया जाता है, लेकिन इसे उचित ऐपिस के साथ संयोजित करना और अतिरिक्त या कमी के बिना ठीक भागों को देखना आवश्यक है। अब्बे के बाद से, यह कहा जाता है कि संख्यात्मक वृद्धि का 500 से 1000 गुना के बराबर कुल आवर्धन अच्छा है।

(4) सुसंगत और आसन्न माइक्रोस्कोप नमूना वस्तुएं शायद ही कभी खुद से प्रकाश उत्सर्जित करती हैं, और अन्य प्रकाश स्रोतों से प्रकाश रोशनी ऑप्टिकल सिस्टम द्वारा पेश किया जाता है। इस कारण से, यह अक्सर ऐसा होता है कि एक वस्तु पर दो आसन्न बिंदुओं से निकलने वाली प्रकाश तरंगें असंगत नहीं होती हैं, बल्कि एक सुसंगत अवस्था के करीब होती हैं जो उनके चरणों से संबंधित होती हैं। पूरी तरह से सुसंगत रोशनी के तहत संकल्प असंगत या 1.22λ / NA से दोगुना है। एक माइक्रोस्कोप का वास्तविक रिज़ॉल्यूशन केवल उद्देश्य लेंस द्वारा निर्धारित नहीं किया जाता है, और इसे रोशनी ऑप्टिकल सिस्टम और इसकी रोशनी विधि सहित माना जाना चाहिए, लेकिन ज्यादातर मामलों में इसे सुसंगत और असंगत के बीच एक आंशिक सुसंगत माना जाना चाहिए।

प्रकार

(1) जैविक माइक्रोस्कोप एक जैविक नमूना है जो संचरित प्रकाश के साथ तैयार और मनाया जाता है। ग्लास स्लाइड पर नमूना गुच्छे अक्सर दागदार होते हैं और कवर ग्लास द्वारा कवर करते समय प्रकाश उद्देश्य में प्रवेश करता है। इसलिए, जैविक सूक्ष्मदर्शी के लिए उद्देश्य लेंस को इस धारणा पर डिज़ाइन किया गया है कि 0.17 मिमी की मोटाई के साथ एक कवर ग्लास उन पर डाला जाता है।

(२) धातु-संबंधी सूक्ष्मदर्शी, एक अपारदर्शी वस्तु की सतह जैसे कि धातु का नमूना देखने के लिए, एक आधा दर्पण उद्देश्य लेंस और ऐपिस लेंस के बीच में रखा जाता है, और नमूना सतह को इस पर पेश रोशनी के साथ रोशन किया जाता है (एपी-रोशनी) ) का है। ), परिलक्षित प्रकाश का निरीक्षण करें। ऑब्जेक्टिव लेंस को कवर ग्लास के आधार पर नहीं बनाया गया है और यह जीवित जीवों के लिए अलग है।

(3) ध्रुवीकृत प्रकाश माइक्रोस्कोप मूल रूप से, एक ध्रुवीकरण तत्व (ध्रुवीकरण) को रोशनी की ऑप्टिकल प्रणाली की तरफ से डाला जाता है, और ध्रुवीकृत प्रकाश के साथ प्रबुद्ध एक नमूना ऑब्जेक्टिव लेंस (लेंस) और ऐपिस लेंस के बीच एक विश्लेषक (विश्लेषक) डालकर मनाया जाता है। Ine क्रिस्टलीय नमूनों के अवलोकन के लिए उपयोग किया जाता है।

(4) इंटरफेरेंस माइक्रोस्कोप इसका उपयोग इंटरफेरिंग फ्रिंज या हस्तक्षेप रंगों के रूप में एक नमूने के संचरण या प्रतिबिंब के कारण होने वाले मामूली ऑप्टिकल पथ अंतर का निरीक्षण करने के लिए किया जाता है, और इसका उपयोग वस्तु की सतह की असमानता और पतली फिल्म की मोटाई का निरीक्षण करने के लिए किया जाता है।

(५) चरण-विपरीत माइक्रोस्कोप किसी वस्तु का संचरित प्रकाश, जिसका संप्रेषण लगभग एकसमान होता है, लेकिन जिसका अपवर्तक सूचकांक स्थान के आधार पर बदलता है, जैसे कि एक अस्थिर जैविक रूप से प्रेषित नमूना, अपने चरण को तदनुसार बदलता है। एक चरण-विपरीत माइक्रोस्कोप का उपयोग इस चरण परिवर्तन को घनत्व अंतर में परिवर्तित करने और इसका निरीक्षण करने के लिए किया जाता है। इस उपलब्धि के लिए नीदरलैंड के आविष्कारक, फ्रिट्स ज़र्निकी (1888-1963) को भौतिकी का नोबेल पुरस्कार मिला।

(६) दूरबीन स्टीरियोमरस्कोप हालांकि केवल एक वस्तुनिष्ठ लेंस होता है, ऑप्टिकल पथ को दो चश्मे से एक प्रिज्म में विभाजित किया जाता है ताकि अवलोकन दोनों आंखों से किया जा सके। विशेषता यह है कि ऑब्जेक्टिव लेंस और नमूने के बीच की दूरी (ऑपरेटिंग दूरी) बड़ी है ताकि अवलोकन के दौरान नमूना तालिका पर काम करना आसान हो। इसलिए, उद्देश्य लेंस का आवर्धन 1 से 4 के रूप में कम है, और ऐपिस का आवर्धन बहुत अधिक है। इसका उपयोग अक्सर अर्धचालक उद्योग में किया जाता है।

(7) प्रोजेक्शन माइक्रोस्कोप एक प्रोजेक्शन माइक्रोस्कोप जिसे एक ऐपिस का उपयोग करके व्यक्तिगत अवलोकन के बजाय अवलोकन के लिए एक बड़ी स्क्रीन पर प्रक्षेपित किया जाता है। यह पर्यवेक्षक की कम आंखों की थकान की विशेषता है और एक ही समय में बड़ी संख्या में लोगों द्वारा मनाया जा सकता है, लेकिन यह मजबूत प्रकाश के साथ रोशन करने के लिए आवश्यक है और नमूना आसानी से क्षतिग्रस्त हो जाता है, और एक लेजर का उपयोग करके चमक बढ़ जाती है। अध्ययन किया जा रहा।

(() अन्य एक डार्क-फील्ड माइक्रोस्कोप (जिसे अल्ट्रामाइक्रोस्कोप भी कहा जाता है) जो कि प्रकाश के माध्यम से तिरछे कणों में प्रकाश की घटना करते हैं और महीन कणों का अवलोकन करते हैं जो एक डार्क फील्ड में टाइन्डल घटना के कारण चमकते हैं, और विकिरण द्वारा किसी वस्तु से उत्पन्न प्रतिदीप्ति का निरीक्षण करते हैं। पराबैंगनी किरणों के साथ। एक प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोप भी है जो करता है।
इवाओ ओगुरा


Page 3

Sebuah perangkat yang bertujuan untuk memperbesar dan mengamati benda-benda kecil. Dalam arti luas, gunakan berkas elektron mikroskop elektronik , Meskipun termasuk mikroskop ion yang menggunakan ion, istilah mikroskop hanya mengacu pada mikroskop optik yang menggunakan cahaya. Mikroskop optik membuat gambar nyata yang diperbesar dari objek kecil dengan lensa obyektif, dan selanjutnya memperbesarnya dengan lensa mata untuk membuat gambar virtual pada jarak penglihatan yang jelas. Dikatakan bahwa apa yang disebut mikroskop majemuk yang dibentuk oleh kombinasi lensa obyektif dan lensa okuler ditemukan oleh ahli kacamata Belanda Hans Janssen dan Zacharias Janssen dari tahun 1590 sampai 1609, dan mikroskop majemuk ini ada sekarang. Ini adalah konfigurasi dasar dari semua mikroskop. Di sisi lain, meskipun itu adalah kombinasi dari satu atau beberapa lensa, mikroskop tipe pembesar seperti kaca pembesar yang memperbesar suatu objek dengan satu lensa cembung dapat disebut mikroskop tunggal. Namun demikian, untuk meningkatkan pembesaran dengan jenis pembesar, perlu untuk membuat bayangan maya yang diperbesar dengan lensa cembung dengan panjang fokus pendek pada bidang pandang yang jelas, dan dengan bertambahnya pembesaran, lensa dan sampel menjadi sangat penting. dekat dengan mata manusia. Ada batasan karena kesulitan mendasar seperti penglihatan yang tidak terhindarkan dan sempit.

Di sisi lain, dalam jenis mikroskop majemuk, lensa obyektif dengan panjang fokus pendek pertama-tama membuat gambar nyata sampel yang diperbesar di dekat ujung atas laras lensa, dan kemudian lensa mata membuat gambar virtual yang diperbesar menjadi penglihatan yang jelas. jarak. , Pada saat ini, mata dan sampel dapat dipisahkan satu sama lain setidaknya dengan panjang tabung lensa, yang memfasilitasi pengamatan. Fungsi lensa okuler hanyalah sebagai pembesar itu sendiri, tetapi juga berfungsi sebagai lensa bidang (field lens) yang secara efektif memandu cahaya di sekitar bidang pandang ke mata.

Tidak berlebihan jika dikatakan bahwa kinerja mikroskop sebagian besar ditentukan oleh lensa obyektif, dan sejarah mikroskop juga bisa dikatakan sebagai sejarah lensa obyektif. Konon Giovanni Battista Amici (1786-1863) di Italia mulai memasang lensa plano-cembung pada ujung lensa obyektif dengan sisi datar lensa pada sisi benda. Dikatakan bahwa penemuan titik belok penting untuk memperoleh gambar tanpa koma dilakukan oleh pendengar Inggris Joseph Jackson Lister (1786-1869), tetapi ini kemudian dilakukan oleh E. Abbe dalam kondisi sinus untuk menghilangkan koma. Itu diteorikan sebagai.

Penghapusan penyimpangan kromatik yang dihasilkan oleh lensa obyektif juga merupakan masalah besar, dan hal ini juga umum terjadi pada teleskop, tetapi di masa lalu, akromatisasi dua warna dengan kombinasi kaca mahkota dan kaca flint, yang disebut achromat, dimulai. dengan perkembangan bahan optik. Hasilnya, kami telah mencapai lensa apokromat dengan penyimpangan kromatik terkoreksi penuh untuk tiga warna modern. Resolusi yang mengekspresikan kinerja lensa objektif mikroskop memiliki batasan berdasarkan sifat gelombang cahaya, tidak peduli seberapa baik penyimpangan optik geometris dikoreksi. Abbe-lah yang pertama kali mengklarifikasi hal ini secara teoritis, dan dapat dikatakan bahwa teori difraksinya meletakkan dasar bagi teori mikroskopis.

Mikroskop optik banyak digunakan dalam pertanian, perikanan, dan industri, termasuk biologi, kedokteran, mineral, dan metalurgi. Secara khusus, jika berkas cahaya lensa obyektif mikroskop dibalik, objek dapat diperkecil dan diproyeksikan daripada diperbesar, dan dapat dikatakan bahwa teknologi litografi yang menjadi dasar industri semikonduktor saat ini dibangun di atas ekstensi ini.
Iwao Ogura

Perkembangan mikroskop dan biologi

Sejak penemuan mikroskop dari akhir abad ke-16 hingga awal abad ke-17, mikroskop dibuat terutama di Italia dan Belanda melalui penyempurnaan oleh Galilei dkk., Dan menjadi cukup populer di pertengahan abad ke-17. . Hasil yang luar biasa adalah hasil dari Inggris. R. hook Itu adalah penemuan sel oleh. Dia mengamati penampang serpihan gabus dan arang, menemukan sel di sana, dan menerbitkan penggambaran rinci dalam buku Micrographia atau deskripsi Fisiologis Badan Menit (1665). Namun, tujuan Hook adalah untuk menjelaskan mengapa gabus ringan dan elastis karena komposisi seluler dari gabus dan arang, dan mengapa penampang arang bersinar hitam. Itu dipisahkan. Dapat dikatakan bahwa hasil pertama penelitian mikroskopis pada tumbuhan lebih merupakan “Anatomi Tumbuhan” (1682) oleh Nehemiah Grew dari Inggris.

Di sisi lain, A. van Leeuwenhoek dari Belanda menggunakan perangkat lensa tunggal kecil untuk mengamati sel darah (eritrosit) dan protozoa, dan bahkan menemukan bakteri. Selain itu, M. Malpighi dari Italia menemukan hubungan ujung kapiler dan mendukung teori sirkulasi darah (1675). Sekitar waktu yang sama, Dutch R. de Graf menemukan sel telur (1668).

Dengan cara ini, sel-sel bebas terutama diamati pada hewan, dan sel darah merah sering diamati secara khusus karena mikroskop pada saat itu masih sangat tidak lengkap dan teknologi penyiapan sampel masih belum berkembang. Aku s. Khususnya, karena lensa dengan aberasi besar digunakan, ada batasan untuk penggunaan efektifnya, dan akibatnya, penemuan baru tidak terus menerus terakumulasi, dan penemuan baru dibuat melalui pengamatan mikroskopis dari abad ke-17 hingga abad ke-18. Pembangunan lambat.

Namun, harapan untuk mikroskop tinggi, dan pada abad ke-18, L. Euler dari Jerman dan John Dollond dari Inggris menemukan bahwa penyimpangan kromatik dapat dihilangkan dengan menggabungkan lensa yang terbuat dari berbagai jenis kaca. .. Hal ini tidak memberikan hasil langsung, tetapi memberikan prospek untuk penelitian dan peningkatan kaca optik, dan pada akhir abad ke-18 (1791), Dutch Beerdsnijder memiliki lensa komposit tanpa penyimpangan kromatik. Mikroskop pembesaran tinggi pertama dibuat. Ini semakin ditingkatkan pada tahun 1830-an, dan Carl Zeiss didirikan pada tahun 1946, dan mikroskop mulai muncul di pasar sebagai produk komersial. Sekitar waktu ini, fiksasi jaringan anatomi dan teknik pewarnaan juga dimasukkan, dan studi observasi pada tingkat jaringan dan sel mulai berkembang secara dramatis, meletakkan dasar untuk mendukung teori sel (1838, 39). Hal ini telah mendorong peningkatan dalam teknologi preparasi sampel, dan pada paruh kedua abad ke-19, metode bagian parafin, metode pewarnaan ganda, dan metode permanen digunakan. Persiapan Metode pembuatan dikembangkan dan mengalami kemajuan pesat. Dalam proses ini, pembuahan (1841), mitosis (1867), hukum jumlah konstan kromosom (1887-88), meiosis (1887), dll. Ditemukan, dan celah longitudinal kromosom (1883, 84). , Sebuah studi rinci tentang peralatan meiosis (1879, 80, 82) dilakukan, dan teori sel ditetapkan dalam kombinasi dengan konfirmasi pengakuan bahwa protozoa adalah organisme uniseluler dan bahwa sperma dan telur juga organisme uniseluler. Itu ditetapkan sebagai dasar biologi modern dan menyediakan kondisi untuk penemuan kembali hukum genetik Mendel.

Sekitar waktu itu, perangkat kondensasi medan-gelap dikembangkan yang menjelaskan keberadaan partikel halus di bawah batas daya pisah sistem lensa dengan hanya mengamati cahaya yang dipantulkan atau difraksi oleh objek, bukan cahaya yang dipancarkan objek. .. Selain itu, mikroskop polarisasi yang memeriksa anisotropi optik dan birefringence kristal dengan memasukkan polarizer dan penganalisis ke dalam sistem lensa juga digunakan untuk sampel biologis, dan digunakan untuk mempelajari struktur pati dan dinding sel. Ini menjadi begitu. Mikroskop polarisasi kemudian diaplikasikan pada pengamatan sel hidup, dan juga efektif dalam studi benang spindel dan benang fisi inti bintang.

Sejak tahun 1950-an, mikroskop fase kontras yang mengubah pergeseran fase antara gelombang cahaya langsung dan cahaya terdifraksi menjadi perbedaan antara terang dan gelap telah tersebar luas dan digunakan untuk mengamati sel-sel hidup, terutama kromosom, mitokondria, dan peralatan Golgi dalam kehidupan. sel. Berkontribusi pada studi. Setelah itu, mikroskop interferensi diferensial yang mengkompensasi kekurangan mikroskop fase kontras dibuat, dan menjadi mungkin untuk mengamati penampang optik bahan baku yang relatif tebal, dan telah digunakan untuk studi fisiologis sel. Selain itu, mikroskop fluoresensi yang dilengkapi dengan sumber cahaya yang ditingkatkan dan perangkat kondensasi jenis epi-iluminasi memungkinkan untuk mengamati keberadaan protein tertentu, asam nukleat, dll. Dalam sel dengan memanfaatkan hasil imunologi, dan mikroskop elektron. Pada saat yang sama, ini telah menjadi metode penting untuk penelitian sel.
Shichiro Sato

Konstitusi

Struktur dasar mikroskop adalah lensa obyektif dan lensa okuler (eyepiece), tetapi laras lensa yang menempelkan kedua ujungnya, revolver yang memungkinkan lensa obyektif diganti dengan mudah, platform (panggung) yang menampung sampel, dan sampel. Sistem optik kondensasi (sistem kondensor) untuk penerangan didukung pada meja yang stabil dengan sebuah lengan. Terdapat pegangan yang melakukan operasi dua langkah yaitu gerakan kasar dan gerakan halus untuk fokus secara presisi, dan dengan memutarnya, lensa obyektif dan eyepiece dapat digerakkan ke atas dan ke bawah secara integral dengan laras lensa. Banyak juga yang memiliki sumber cahaya built-in untuk iluminasi sampel.

Panjang dari permukaan bodi (flensa) lensa obyektif ke ujung atas laras lensa yang menopang lensa okuler disebut panjang tabung mekanis, yang disetel 160 mm dalam standar JIS di Jepang, tetapi berbeda bergantung pada produsen di luar negeri.

Perbesaran mikroskop adalah hasil kali dari perbesaran lensa obyektif dan perbesaran lensa okuler. Perbesaran lensa obyektif yang digunakan di Jepang umumnya 4, 5, 10, 20, 40, 60 dan 100. Fungsi lensa okuler pada dasarnya adalah pembesar, dan pembesaran adalah nilai yang didapat dengan membagi jarak penglihatan jelas (umumnya 250 mm) dengan panjang fokus, tetapi 5, 10, 15, dan 20 adalah nilai umum. Aku s. Jika lensa diukir dengan x10, ini berarti 10x.

Kinerja mikroskop

(1) Resolusi Sekalipun perbesaran total hanya ditingkatkan dengan menggabungkan lensa obyektif dan eyepiece, tidak selalu mungkin untuk membaca informasi bagian halus dari sampel. Resolusi adalah sejauh mana bagian halus sampel dapat terlihat, dan dinyatakan dengan jarak antara dua titik terdekat yang dapat dipisahkan dan diidentifikasi pada objek sampel. Sekalipun penyimpangan lensa obyektif sudah cukup terkoreksi, satu titik objek tidak berkonsentrasi pada satu titik geometris karena sifat gelombang cahayanya, tetapi menyebar dalam lingkaran yang disebut cakram Airy. Jari-jari cakram lapang ini sebanding dengan panjang gelombang λ cahaya dan berbanding terbalik dengan bukaan numerik (NA) lensa, yang akan dijelaskan nanti, dan diwakili oleh 0,61 λ / NA. Ketika objek sampel memancarkan cahaya dengan sendirinya, setiap titik pada objek dianggap sebagai sumber cahaya titik independen, dan dalam kasus seperti itu dikatakan tidak koheren, tetapi resolusi pada saat itu sama dengan jari-jari Airy. disk itu sendiri. .. Untuk meningkatkan resolusi (menurunkan nilai), bukaan numerik harus ditingkatkan atau panjang gelombang harus dipersingkat. Untuk tujuan ini, mikroskop ultraviolet yang menggunakan sinar ultraviolet yang memiliki panjang gelombang pendek dapat digunakan.

(2) Bukaan numerik Jika sudut kemiringan maksimum sinar cahaya yang dipancarkan dari satu titik pada sumbu optik lensa obyektif dan masuk ke lensa dengan sumbu optik adalah u , dan indeks bias medium antara objek dan objek. lensa adalah n , maka n sin u disebut bukaan numerik. Seperti dijelaskan di atas, karena resolusi lensa obyektif berbanding terbalik dengan bukaan numerik, bukaan numerik dapat ditingkatkan untuk meningkatkan resolusi. Indeks bias n adalah 1 jika media adalah udara, u adalah matematis 90 derajat dan dosa u adalah nilai maksimum 1, namun pada kenyataannya tidak mungkin, u adalah sekitar 70 derajat, dosa batas adalah sekitar 0,95 di u. Namun demikian, gagasan untuk mengisi media yang dimaksud dengan cairan alih-alih udara untuk meningkatkan apertur numerik telah dipraktikkan sejak Amichi pada tahun 1840, dan ini disebut pencelupan. Biasanya, minyak cedar dengan indeks bias 1,515 digunakan sebagai cairan, dan NA = hingga sekitar 1,4 tercapai.

(3) Resolusi dan pembesaran total Resolusi mikroskop ditentukan oleh lensa obyektif, tetapi perlu untuk menggabungkan ini dengan lensa mata yang sesuai dan melihat bagian halus secara visual tanpa kelebihan atau kekurangan. Sejak Abbe, dikatakan bahwa pembesaran total yang setara dengan 500 hingga 1000 kali bukaan numerik adalah baik.

(4) Objek sampel mikroskop yang koheren dan tidak koheren jarang memancarkan cahaya sendiri, dan cahaya dari sumber cahaya lain diperkenalkan oleh sistem optik iluminasi. Untuk alasan ini, sering terjadi bahwa gelombang cahaya yang dipancarkan dari dua titik yang berdekatan pada suatu objek bukannya tidak koheren, tetapi lebih mendekati keadaan koheren yang berkorelasi dengan fasenya. Resolusi di bawah iluminasi koheren penuh adalah dua kali resolusi tidak koheren, atau 1,22λ / NA. Resolusi sebenarnya dari mikroskop tidak hanya ditentukan oleh lensa obyektif, dan harus dipertimbangkan termasuk sistem optik iluminasi dan metode iluminasi, tetapi dalam banyak kasus harus dianggap sebagai koheren parsial antara koheren dan tidak koheren.

Tipe

(1) Mikroskop Biologi Sampel biologis yang disiapkan dan diamati dengan cahaya yang ditransmisikan. Serpihan sampel pada kaca geser sering bernoda dan cahaya masuk ke obyektif saat ditutup oleh kaca penutup. Oleh karena itu, lensa obyektif untuk mikroskop biologi dicirikan dengan dirancang dengan asumsi disisipkan kaca penutup dengan ketebalan 0,17 mm.

(2) Mikroskop metalurgi Untuk mengamati permukaan benda buram seperti sampel logam, setengah cermin ditempatkan di antara lensa obyektif dan lensa okuler, dan permukaan sampel diterangi dengan cahaya iluminasi yang diperkenalkan oleh ini (epi-iluminasi ). ), Amati cahaya yang dipantulkan. Lensa obyektif dirancang tidak pada premis kaca penutup dan berbeda dari lensa untuk organisme hidup.

(3) Mikroskop cahaya terpolarisasi Pada dasarnya, elemen polarisasi (polarizer) disisipkan pada sisi sistem optik iluminasi, dan sampel yang diterangi dengan cahaya terpolarisasi diamati dengan memasukkan alat analisa (penganalisis) antara lensa obyektif dan lensa okuler. , Digunakan untuk mengamati sampel kristal.

(4) Mikroskop interferensi Ini digunakan untuk mengamati sedikit perbedaan jalur optik yang disebabkan oleh transmisi atau refleksi sampel sebagai pinggiran interferensi atau warna interferensi, dan digunakan untuk mengamati ketidakrataan permukaan objek dan ketebalan lapisan tipis.

(5) Mikroskop kontras-fase Cahaya yang ditransmisikan dari suatu objek yang transmitansinya hampir seragam tetapi indeks biasnya berubah tergantung pada lokasi, seperti sampel yang ditransmisikan secara biologis tanpa noda, mengubah fase yang sesuai. Mikroskop kontras fase digunakan untuk mengubah perubahan fase ini menjadi perbedaan kepadatan dan mengamatinya. Penemunya, Frits Zernike (1888-1963) dari Belanda, menerima Hadiah Nobel Fisika untuk pencapaian ini.

(6) Stereomikroskop Binokuler Meskipun hanya ada satu lensa obyektif, jalur optik dibagi menjadi dua lensa okuler oleh sebuah prisma sehingga pengamatan dapat dilakukan dengan kedua mata. Ciri-cirinya adalah jarak (jarak operasi) antara lensa obyektif dan sampel cukup besar sehingga mudah untuk mengerjakan tabel sampel sambil mengamati. Oleh karena itu, perbesaran lensa obyektif serendah 1 sampai 4, dan perbesaran lensa okuler jauh lebih tinggi. Ini sering digunakan dalam industri semikonduktor.

(7) Proyeksi mikroskop Mikroskop proyeksi yang diproyeksikan ke layar besar untuk pengamatan daripada pengamatan individu menggunakan lensa mata. Hal ini ditandai dengan berkurangnya kelelahan mata pengamat dan pada saat yang sama dapat diamati oleh banyak orang, tetapi perlu diterangi dengan cahaya yang kuat dan sampel mudah rusak, dan penguatan kecerahan menggunakan laser sedang dipelajari.

(8) Lainnya Mikroskop medan gelap (juga disebut mikroskop ultrasonik) yang memasukkan cahaya secara diagonal ke dalam media yang mengandung partikel halus dan mengamati partikel halus yang bersinar karena fenomena Tyndall di medan gelap, dan mengamati fluoresensi yang dihasilkan dari suatu objek melalui iradiasi dengan sinar ultraviolet. Ada juga mikroskop fluoresensi yang bisa melakukannya.
Iwao Ogura


Page 4

  • ছোট বস্তুর ছবি magnifier
    • মাইক্রোস্কোপের আবিষ্কর্তা কোষের আবিষ্কারের দিকে নিয়ে যায়

একটি মাইক্রোস্কোপ (প্রাচীন গ্রিক থেকে: μικρός , মিকো , "ছোট" এবং σκοπεῖν , skopeîn , "চেহারা" বা "দেখুন") একটি উপকরণ যে চোখে চোখে দেখতে ছোট ছোট বস্তু দেখতে ব্যবহৃত হয়। মাইক্রোস্কোপি এমন একটি উপকরণ ব্যবহার করে ছোট বস্তু এবং কাঠামোর তদন্তের বিজ্ঞান। মাইক্রোস্কোপিক মানে একটি অণুবীক্ষণ যন্ত্র দ্বারা সহায়তা না করা পর্যন্ত চোখের অদৃশ্য।
অনেক ধরনের মাইক্রোস্কোপ আছে, এবং তাদের বিভিন্ন উপায়ে গ্রুপ করা যেতে পারে। এক উপায় হল যন্ত্রগুলি একটি নমুনা তৈরি করে চিত্রগুলি তৈরি করতে বর্ণনা করা, যাতে আলোকীয় বা ইলেকট্রনগুলির একটি আলোর আলোকীয় পথের একটি নমুনা পাঠানো হয়, অথবা স্ক্যানিং দ্বারা এবং একটি নমুনা থেকে একটি ছোট দূরত্ব একটি প্রোব ব্যবহার সবচেয়ে সাধারণ মাইক্রোস্কোপ (এবং আবিষ্কৃত হতে প্রথম) অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপ, যা একটি ইমেজ উত্পাদন একটি নমুনা মাধ্যমে পাস আলো ব্যবহার করে। অন্যান্য প্রধান ধরনের মাইক্রোস্কোপগুলি হল প্রতিপ্রভ মনিটরপ, ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ (উভয়, ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ এবং স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ) এবং বিভিন্ন ধরণের স্ক্রিন প্রোব মাইক্রোস্কোপ।

একটি বস্তুর জরিমানা অংশ magnifying এবং দেখার জন্য একটি ডিভাইস। সেখানে ইলেক্ট্রন beams এবং আয়ন অণুবীক্ষণ যে আয়ন ব্যবহার ব্যবহার ইলেক্ট্রন অণুবীক্ষণ, কিন্তু অণুবীক্ষণ ভাষী সাধারণত একটি অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপ যে আই-পীস সঙ্গে একটি উদ্দেশ্য লেন্স দ্বারা একটি বাস্তব চিত্র বর্ধিত হয়। জৈবিক পর্যবেক্ষণ ইত্যাদির জন্য ব্যবহৃত সাধারণ মাইক্রোস্কোপগুলি ছাড়াও, গাঢ় ক্ষেত্রের মাইক্রোস্কোপ , ফেজ কনট্রাস্ট মাইক্রোস্কোপ , বিস্ফোরিত মাইক্রোস্কোপ , ধাতব মাইক্রোস্কোপ , পোলারাইজিং মাইক্রোস্কোপ , অতিবেগুনী মাইক্রোস্কোপ ইত্যাদি বিশেষ ধরনের রয়েছে। একটি আনুষঙ্গিক লেন্স এবং একটি আইফিস সংমিশ্রণ ব্যবহার করে একটি মাইক্রোস্কোপ 16 শতকের শেষ থেকে 17 শতকের শুরুর দিকে ডাচ চশমার মানুষ যারা Janssen বাবা দ্বারা আবিষ্কৃত হয়েছে বলা হয়। মাইক্রোস্কোপের বিকাশের ফলে জীববিজ্ঞানে একটি নতুন দিক খোলা হয়েছে এবং অনেকগুলি ফলাফল পাওয়া গেছে যার মধ্যে রয়েছে হুক দ্বারা কোষ আবিষ্কার। মাইক্রোস্কোপ উভয় লেন্স এবং আলো ডিভাইস (প্রতিফলিত মিরর, condenser, মধ্যচ্ছদা), লেন্স ব্যারেল, মাউন্ট বেস, ফোকাস ডিভাইস (মোটা আন্দোলন / সূক্ষ্ম আন্দোলন), রিভলভার (উদ্দেশ্য লেন্স পরিবর্তন ডিভাইস) অপটিক্যাল সিস্টেমের সঙ্গে সজ্জিত করা হয়, নমুনা চলন্ত ডিভাইস এটি মেকানিক্যাল সিস্টেমের মধ্যে রয়েছে। বর্ধমানটি মূল লেন্স এবং আইপিসের বিবর্ধনের পণ্য সমান, অথবা উভয়ই ফোকাল লেন্থগুলি হল f 1 , f 2 , অপটিক্যাল সিলিন্ডার দৈর্ঘ্য (পূর্ববর্তী ফোকাল পয়েন্ট এবং পরবর্তী ফ্রন্ট ফোকাল পয়েন্টের দূরত্ব ) Δ হয়, স্পষ্ট দৃষ্টি দূরত্ব 250 মিমি হিসাবে 250 মিমি / চ 1 চ 2 এটি প্রায় 2000 গুণ বেশি। থিওরিটিক্যালভাবে, রেজোলিউশনের (বৈষম্যমূলক পয়েন্টগুলির মধ্যে ন্যূনতম দূরত্ব) দৈর্ঘ্যের তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সমান সংখ্যক আচ্ছাদন দ্বারা বিভক্ত। তেল মোমবাতি পদ্ধতি (সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার বৃদ্ধি করার জন্য নমুনা এবং সিডার তেল সঙ্গে উদ্দেশ্য লেন্স immersing) এছাড়াও 0.2 μm সীমাবদ্ধ।
→ সম্পর্কিত আইটেম Kushikawa Houmu | ইন্টারফারোমেট্রিক মাইক্রোস্কোপ | উচ্চ তাপমাত্রা মাইক্রোস্কোপ | উদ্দেশ্য লেন্স

অন্যান্য ভাষাসমূহ