میکروسکوپ چیست
میکروسکوپ
میکروسکوپ – ریز بین چیست ؟:
میکروسکوپ از دو واژه میکرو ( ریز ) و سکوپ ( مشاهده ) تشکیل شده است، پس می توان از واژه ریزبین هم استفاده کرد.
همیشه دیدن اجسام با چشم امکان پذیر نیست، بعضی از اجسام هستند که برای دیدن آنها باید از وسیله ای خاص استفاده شود، برای از بین بردن این مشکل از وسیله ای به نام میکروسکوپ (microscope ) یا ریزبین استفاده می شود.
از ابتدای تاریخ انسان ها روش های زیادی برای دیدن اجسام ریز بکار بردند ولی هیچ کدام خیلی نتیجه بخش نبود. حدود سال 1500 میلادی توانستند بعضی از شیشه های دوربین را کشف کنند که به وسیله آن بتوانند تا حدودی در بزرگنمایی اجسام ریز به آنها کمک کند.
می توان از « Anton von »، « Lee von hook » و « Haber Johnson» سازنده شیشه عینک در استفاده از میکروسکوپ در اوایل قرن هفدهم اشاره کرد.
لی وان هوک جزء یکی از اولین مخترعینی بود که مشاهدات خود در زیر میکروسکوپ را ثبت کرد. میکروسکوپ لی وان هوک می توانست تصاویر را 42 بار بزرگ کند.
میکروسکوپ های اولیه از نظر ساختاری بسیار ساده بودند در واقع ساختار میکروسکوپ های اولیه را دو عدسی و دو لوله متحرک تشکیل می دادند، این میکروسکوپ ها نمی توانستند اندازه های دقیق و تصاویر مطلوبی را ارائه دهند.
در اواخر سال 1600 یک صنعتگر ایتالیایی به نام « Com Panni » یک نوع میکروسکوپ برای نمونه های شفاف ساخت که متاسفانه خیلی کارآمد نبود.
در سال 1700 افرادی مثل «John Marshall »توانستند پیشرفت های زیادی در ساختار میکروسکوپ به وجود بیاورند ولی متاسفانه ساختار عدسی پیشرفت زیادی نکرد.
ساختار میکروسکوپ در سال 1800 تغییرات چشم گیری داشت، قبل از سال 1800 در ساختار میکروسکوپ لنز هایی که بتوانند نور را منعکس کنند وجود نداشت و این کمبود باعث میشد که همیشه رنگ و تصویر تار دیده شود و اگر یک رنگ در کانون بود رنگ های دیگر وجود نداشتند و متاسفانه سازندگان میکروسکوپ نتوانسته بودند این معظل را برطرف کنند.
در اوایل قرن نوزدهم شخصی به نام « Chester Moor » توانست عدسی های کاملی بسازد ولی تا سال 1830 که لنزهای کروماتیک تولید شدند از این عدسی ها استفاده ای نشد. یکی از ایرادات این عدسی ها اعوجاج نوری بود که باعث تار نشان دادن تصویر می شد.
در سال 1886 « Ernst Abbe» و « Carl Ziz » در آلمان توانستند با ساختن عدسی های معروف به اپوکروماتیک این مشکل را برطرف کنند( از اوایل سال 1800 میکروسکوپ ها به صورت میکروسکوپ های امروزی درآمدند.)
در سال 1893 « August Kohler » دستگاه نور افکن که امروزه به اسم لامپ معروف است را اختراع کرد.
در سال 1935 «Fritz Zryng» یک نوع میکروسکوپ اختراع کرد که می شد نمونه تاریک و نامشخص نمونه مورد آزمایش را با آن دید.
امروزه از میکروسکوپ در بیمارستان ها، دانشگاه ها، آزمایشگاه ها، سازمان های تحقیقاتی، کارخانجات و آموزش و پرورش استفاده می شود.
انواع میکروسکوپ
به طور کلی سه نوع اصلی میکروسکوپ وجود دارد:
میکروسکوپ ( ریزبین ) الکترونی
میکروسکوپ ( ریزبین ) نوری
میکروسکوپ ( ریزبین ) کاوشگر
میکروسکوپ الکترونی:
اولین میکروسکوپ الکترونی در سال 1939 ساخته شد. تا قبل از سال 1939 افراد زیادی تلاش کردند که بزرگنمایی تصاویر را بیشتر کنند که نتیجه این تلاش ها منجر به ساخته شدن میکروسکوپ الکترونی شد.
در میکروسکوپ های الکترونی برای بزرگنمایی تصاویر از پرتو الکترونی استفاده می شود. قدرت بزرگنمایی این میکروسکوپ ها از میکروسکوپ های نوری بیشتر است. در میکروسکوپ های الکترونی تصاویر معمولا روی یک صفحه فلورسنت یا از طریق عکس برداری مشاهده می شود.
در تقسیم بندی میکروسکوپ های الکترونی می توان به میکروسکوپ های SEM یا میکروسکوپ های الکترونی روبشی( Scanning Electron Microscope)وTEMیا میکروسکوپ های الکترونی عبوری ( Transmisson Electron Microscope) اشاره کرد.
میکروسکوپ های SEM :
microscope SEM
میکروسکوپ های الکترونی روبشی معمولا در خلاء کار می کنند، به این ترتیب که بعد از ایجاد خلاء، توسط پرتو الکترونی عملیات روبش بر روی سطح نمونه انجام می شود بنابراین از سطح نمونه تصویری بر روی صفحه نمایشگر قابل مشاهده است.
در این نوع میکروسکوپ ها بزرگنمایی تصاویر از 10 تا 100000 برابر است و همچنین قادر به تهیه تصویر سه بعدی با قدرت تفکیکی 3 تا 100 نانومتر است. میکروسکوپ های SEM بیشتر برای اهداف پژوهشی و تحقیقاتی کاربرد دارند.
میکروسکوپ های TEM :
میکروسکوپ
میکروسکوپ های TEM شبیه میکروسکوپ های نوری است با این تفاوت که در میکروسکوپ های نوری از پرتو نور استفاده می شود ولی در میکروسکوپ های TEM از پرتو الکترون استفاده می شود.
این میکروسکوپ ها می توانند تصاویری با بزرگنمایی 1000 تا 1000000 برابر و قدرت تفکیکی کوچکتر از 1 نانومتر را تهیه کند. تصاویر در میکروسکوپ های الکترونی عبوری شفاف و دو بعدی می باشد.
با ورود میکروسکوپ های الکترونی به عرصه فناوری امکان تصویر برداری در ابعاد نانومتری فراهم گردید. مشاهده نمونه ها در ابعاد مولکولی افق های تازه ای بر روی محققین گشود و منجر به تولید محصولات متنوع و کاربردی در حوزه نانو گردید. نیاز به آماده سازی نمونه که موجب تغییر در آن می شود و همچنین قرارگیری نمونه در محیط خلاء از محدودیت های عمده تصویر برداری با میکروسکوپ های الکترونی می باشند.
با اختراع میکروسکوپ های پروب روبشی در اواخر قرن بیستم امکان تصویر برداری از نمونه بدون نیاز به خلاء فراهم گردید و نقطه عطفی در نانوسکوپی اتفاق افتاد. میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM ) دسته ای از میکروسکوپ های پروب روبشی می باشد که که علاوه بر مواد رسانا می تواند از نمونه های زیستی و و غیررسانا نیز تصویر برداری کرده و خواص مختلف نمونه ها را در مقیاس نانو تعیین و در اختیار محققین قرار دهد.
به طور کلی می توان عملکرد AFM را تا به امروز به سه دسته تقسیم کرد:
1-تصویر برداری از سطح نمونه با دقت نانومتری
2-تعیین خواص مواد در مقیاس نانو
3-نانولیتوگرافی و جابجایی
میکروسکوپ نوری:
حدودا سال 1700 میلادی « Anton Lee Von Hook » دانشمند هلندی موفق به اختراع میکروسکوپ (ریزبین) نوری شد.
میکروسکوپ نوری اولین میکروسکوپی است که توسط بشر ساخته شد.
مراحل تکمیل میکروسکوپ نوری:
1)میکروسکوپ لی وان هوک Lee von hook) ( 42 بار بزرگ می کند.
2)میکروسکوپ رودلف ویرخف Rudolf Weirkhof) (دارای قدرت بزرگنمایی تا 500 برابر است.
3)میکروسکوپ مولر Muller) (دارای قدرت بزرگنمایی 1000 برابر است.
به میکروسکوپ نوری میکروسکوپ مرکب نیز گفته می شود، چون بزرگنمایی میکروسکوپ، مجموع بزرگنمایی دو عدسی آن می باشد که یکی عدسی شیئی (objective) و دیگری عدسی چشمی است (ocular) است.و همچنین به دلیل اینکه نور از قسمتی شفاف عبور می کند و زمینه اطراف نمونه مورد مطالعه را روشن می کند به میکروسکوپ های زمینه روشن (Bright field) نیز معروف اند. در این میکروسکوپ، منبع نوردهنده، نور مرئی است که معمولا از یک لامپ با تشعشع زیاد و یا یک آینه برای بازتاباندن نور به داخل میکروسکوپ استفاده می گردد.
میکروسکوپ دانش آموزی
میکروسکوپ دانش اموزی ابزار مناسبی جهت آموزش و یادگیری دانش آموزان در سطوح مختلف می باشد. میکروسکوپ دانش آموزی شامل میکروسکوپ های یک چشمی، دو چشمی، دو نفره، سه نفره و پنج نفره است.
میکروسکوپ-دانش-آموزی
میکروسکوپ بیولوژی
میکروسکوپ بیولوژی
