"ማይክሮስኮፕ" የሚለው ቃል የግሪክ ሥሮች አሉት። ሁለት ቃላትን ያቀፈ ሲሆን በትርጉም ትርጉሙ "ትንሽ" እና "መልክ" ማለት ነው. የአጉሊ መነፅር ዋና ሚና በጣም ትናንሽ ነገሮችን ሲመረምር መጠቀም ነው. በተመሳሳይ ጊዜ ይህ መሳሪያ በአይን የማይታዩትን የሰውነት መጠን እና ቅርፅ ፣ መዋቅር እና ሌሎች ባህሪያትን እንዲወስኑ ያስችልዎታል።
የፍጥረት ታሪክ
በታሪክ ውስጥ ማይክሮስኮፕን የፈጠረው ማን እንደሆነ ትክክለኛ መረጃ የለም። አንዳንድ ምንጮች እንደሚገልጹት, በ 1590 የተነደፈው በ መነፅር ማምረት ውስጥ በመምህር ጃንሰን አባት እና ልጅ ነው. ሌላው የማይክሮስኮፕ ፈጣሪ ርዕስ ተፎካካሪ ጋሊልዮ ጋሊሊ ነው። እ.ኤ.አ. በ1609 ይህ ሳይንቲስት በአካድሚያ dei Lincei ለሕዝብ እይታ concave እና convex lenses ያለው መሳሪያ አቅርቧል።
በአመታት ውስጥ፣ በአጉሊ መነጽር የሚታዩ ነገሮችን የመመልከት ስርዓት ተሻሽሎ እና ተሻሽሏል። በታሪክ ውስጥ አንድ ትልቅ እርምጃ ቀላል የሆነ አክሮማቲክ የሚስተካከለው ሁለት-ሌንስ መሣሪያ መፈልሰፍ ነበር። ይህ ስርዓት በ1600ዎቹ መገባደጃ ላይ በኔዘርላንድ ሰው ክርስቲያን ሁይገንስ አስተዋወቀ። የዚህ ፈጣሪ አይኖችዛሬ በማምረት ላይ ናቸው. የእነሱ ብቸኛው ችግር የእይታ መስክ በቂ ያልሆነ ስፋት ነው። በተጨማሪም፣ ከዘመናዊ መሳሪያዎች ጋር ሲነጻጸር፣ የHuygens eyepieces ለዓይን የማይመች ቦታ አላቸው።
ለማይክሮስኮፕ ታሪክ ልዩ አስተዋፅዖ የተደረገው በእንደዚህ ያሉ መሳሪያዎች አምራች አንቶን ቫን ሊዌንሆክ (1632-1723) ነው። የባዮሎጂስቶችን ትኩረት ወደዚህ መሳሪያ የሳበው እሱ ነበር። Leeuwenhoek አነስተኛ መጠን ያላቸውን ምርቶች አንድ, ነገር ግን በጣም ጠንካራ ሌንስ የተገጠመላቸው ሠራ. እንደነዚህ ያሉ መሳሪያዎችን መጠቀም የማይመች ነበር, ነገር ግን በተዋሃዱ ማይክሮስኮፖች ውስጥ የሚገኙትን የምስል ጉድለቶች በእጥፍ አላደረጉም. ፈጣሪዎቹ ይህንን ጉድለት ማረም የቻሉት ከ150 ዓመታት በኋላ ነው። ከኦፕቲክስ ልማት ጋር፣ በተዋሃዱ መሳሪያዎች ውስጥ ያለው የምስል ጥራት ተሻሽሏል።
የአጉሊ መነጽር መሻሻል ዛሬም ቀጥሏል። ስለዚህ እ.ኤ.አ. በ 2006 በባዮፊዚካል ኬሚስትሪ ተቋም ውስጥ የሚሰሩ የጀርመን ሳይንቲስቶች ማሪያኖ ቦሲ እና ስቴፋን ሄል የቅርብ ጊዜውን የእይታ ማይክሮስኮፕ ሠሩ ። 10 nm እና ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን 3D ምስሎችን የመመልከት ችሎታ በመኖሩ መሳሪያው ናኖስኮፕ ይባላል።
የማይክሮስኮፖች ምደባ
በአሁኑ ጊዜ ትናንሽ ነገሮችን ለመመርመር የተነደፉ ልዩ ልዩ መሳሪያዎች አሉ። የእነሱ ስብስብ በተለያዩ መለኪያዎች ላይ የተመሰረተ ነው. ይህ ምናልባት የማይክሮስኮፕ አላማ ወይም የተቀበለው የመብራት ዘዴ፣ ለኦፕቲካል ዲዛይኑ የሚውለው መዋቅር ወዘተ ሊሆን ይችላል።
ነገር ግን እንደ ደንቡ ዋናዎቹ የማይክሮስኮፕ ዓይነቶችይህንን ስርዓት በመጠቀም በሚታዩ ጥቃቅን ቅንጣቶች መፍታት መሰረት ይከፋፈላሉ. በዚህ ክፍል መሰረት ማይክሮስኮፖች፡-
- ኦፕቲካል (ብርሃን)፤
-ኤሌክትሮኒካዊ፤
-ኤክስሬይ፤-የመቃኘት ፍተሻ።
በብዛት ጥቅም ላይ የዋሉ ማይክሮስኮፖች የብርሃን ዓይነት ናቸው። የእነሱ ሰፊ ምርጫ በኦፕቲክስ መደብሮች ውስጥ ይገኛል. በእንደዚህ አይነት መሳሪያዎች እርዳታ አንድን ነገር የማጥናት ዋና ተግባራት ተፈትተዋል. ሁሉም ሌሎች የአጉሊ መነጽር ዓይነቶች እንደ ልዩ ተከፋፍለዋል. አጠቃቀማቸው ብዙውን ጊዜ በቤተ ሙከራ ውስጥ ነው።
እያንዳንዱ ከላይ ከተጠቀሱት የመሳሪያ አይነቶች ውስጥ የራሱ የሆነ ንዑስ ዓይነት አለው ይህም በአንድ የተወሰነ አካባቢ ጥቅም ላይ ይውላል። በተጨማሪም, ዛሬ የትምህርት ቤት ማይክሮስኮፕ (ወይም ትምህርታዊ) መግዛት ይቻላል, ይህም የመግቢያ ደረጃ ስርዓት ነው. ለተጠቃሚዎች እና ለሙያ መሳሪያዎች የሚቀርብ።
መተግበሪያ
ማይክሮስኮፕ ምንድነው? የሰው ዓይን, ልዩ ባዮሎጂካል ዓይነት የዓይነ-ገጽታ ስርዓት, የተወሰነ የመፍትሄ ደረጃ አለው. በሌላ አነጋገር, አሁንም ሊለዩ በሚችሉበት ጊዜ በሚታዩ ነገሮች መካከል በጣም ትንሹ ርቀት አለ. ለመደበኛ ዓይን ይህ ጥራት በ 0.176 ሚሜ ውስጥ ነው. ነገር ግን የአብዛኞቹ የእንስሳት እና የእፅዋት ህዋሶች, ረቂቅ ተሕዋስያን, ክሪስታሎች, የአሎይስስ, የብረታ ብረት, ወዘተ ጥቃቅን መዋቅር ከዚህ ዋጋ በጣም ያነሱ ናቸው. እንደዚህ ያሉትን ነገሮች እንዴት ማጥናት እና መመልከት ይቻላል? የተለያዩ አይነት ማይክሮስኮፖች ሰዎችን ለመርዳት የሚመጡበት ቦታ ነው። ለምሳሌ, የኦፕቲካል ዓይነት መሳሪያዎች ርቀቱ ውስጥ ያሉትን መዋቅሮች ለመለየት ያስችላሉበንጥረ ነገሮች መካከል ቢያንስ 0.20 µm ነው።
ማይክሮስኮፕ እንዴት ነው የሚሰራው?
የሰው አይን በአጉሊ መነጽር ብቻ የሚታዩ ነገሮችን ለመመርመር የሚያስችል መሳሪያ ሁለት ዋና ዋና ነገሮች አሉት። እነሱም ሌንሶች እና የዓይን መነፅር ናቸው. እነዚህ የአጉሊ መነጽር ክፍሎች በብረት መሠረት ላይ በሚገኝ ተንቀሳቃሽ ቱቦ ውስጥ ተስተካክለዋል. እንዲሁም የርዕስ ሠንጠረዥ አለው።
ዘመናዊዎቹ የማይክሮስኮፖች ዓይነቶች ብዙውን ጊዜ የመብራት ስርዓት የታጠቁ ናቸው። ይህ በተለይ አይሪስ ድያፍራም ያለው ኮንዲነር ነው። የግዴታ የማጉያ መሳሪያዎች ጥቃቅን እና ማክሮ ዊንጣዎች ናቸው, ይህም ጥርሱን ለማስተካከል ያገለግላሉ. የአጉሊ መነፅር ንድፍ በተጨማሪም የኮንደሬተሩን አቀማመጥ የሚቆጣጠር ስርዓት እንዲኖር ያቀርባል።
በልዩ፣ ውስብስብ በሆኑ ማይክሮስኮፖች፣ ሌሎች ተጨማሪ ሲስተሞች እና መሳሪያዎች ብዙ ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላሉ።
ሌንስ
የማይክሮስኮፕን መግለጫ ስለ አንድ ዋና ዋና ክፍሎቹ ማለትም ከላንስ ታሪክ ጋር መጀመር እፈልጋለሁ። በምስሉ አውሮፕላን ውስጥ በጥያቄ ውስጥ ያለውን ነገር መጠን የሚጨምር ውስብስብ የኦፕቲካል ሲስተም ናቸው. የሌንሶች ንድፍ ነጠላ ብቻ ሳይሆን ሁለት ወይም ሶስት ሌንሶች የተጣበቁ አጠቃላይ ስርዓቶችን ያካትታል።
የእንዲህ ዓይነቱ የኦፕቲካል-ሜካኒካል ዲዛይን ውስብስብነት በአንድ ወይም በሌላ መሳሪያ መፍታት በሚገባቸው የተለያዩ ተግባራት ላይ የተመሰረተ ነው። ለምሳሌ፣ በጣም ውስብስብ የሆነው ማይክሮስኮፕ እስከ አስራ አራት ሌንሶች አሉት።
በሌንስ ውስጥ ተካትቷል።የፊት ለፊት ክፍል እና ስርአቶች ናቸው. የሚፈለገውን ጥራት ያለው ምስል ለመገንባት, እንዲሁም የአሠራር ሁኔታን ለመወሰን መሰረት የሆነው ምንድን ነው? ይህ የፊት ሌንሶች ወይም ስርዓታቸው ነው. አስፈላጊውን የማጉላት, የትኩረት ርዝመት እና የምስል ጥራት ለማቅረብ ቀጣይ የሌንስ ክፍሎች ያስፈልጋሉ. ይሁን እንጂ እንደነዚህ ያሉ ተግባራትን መተግበር የሚቻለው ከፊት መነፅር ጋር በማጣመር ብቻ ነው. የሚቀጥለው ክፍል ዲዛይኑ የቱቦውን ርዝመት እና የመሳሪያውን ሌንስ ቁመት ላይ ተጽዕኖ እንደሚያሳድር መጥቀስ ተገቢ ነው።
የአይን ቁራጮች
እነዚህ የማይክሮስኮፕ ክፍሎች በተመልካቹ አይን ሬቲና ላይ አስፈላጊውን በአጉሊ መነጽር እንዲታዩ የተነደፉ የኦፕቲካል ሲስተም ናቸው። የዐይን ሽፋኖች ሁለት ቡድን ሌንሶችን ይይዛሉ. ለተመራማሪው በጣም ቅርብ የሆነው አይን ይባላል እና የራቀኛው መስክ ተብሎ ይጠራል (በእርዳታው መነፅሩ በጥናት ላይ ያለውን ነገር ምስል ይገነባል)።
የመብራት ስርዓት
አጉሊ መነፅር ውስብስብ የዲያፍራም ፣ የመስታወት እና የሌንስ ዲዛይን አለው። በእሱ እርዳታ በጥናት ላይ ያለውን ነገር አንድ ወጥ የሆነ ማብራት ይረጋገጣል. በመጀመሪያዎቹ ማይክሮስኮፖች ውስጥ ይህ ተግባር በተፈጥሮ ብርሃን ምንጮች ተከናውኗል. የኦፕቲካል መሳሪያዎች እየተሻሻሉ ሲሄዱ መጀመሪያ ጠፍጣፋ እና ከዚያም ሾጣጣ መስተዋቶችን መጠቀም ጀመሩ።
እንደዚህ ባሉ ቀላል ዝርዝሮች በመታገዝ ከፀሀይ ወይም ከመብራቱ የሚመጡ ጨረሮች ወደ ጥናቱ ነገር ተመርተዋል. በዘመናዊው ማይክሮስኮፕ ውስጥ, የብርሃን ስርዓቱ የበለጠ ፍጹም ነው. ኮንዳነር እና ሰብሳቢን ያካትታል።
ርዕሰ ጉዳይ ሰንጠረዥ
ጥናት የሚያስፈልጋቸው ጥቃቅን ዝግጅቶች፣በጠፍጣፋ መሬት ላይ ተቀምጠዋል. ይህ የርዕሰ ጉዳይ ሰንጠረዥ ነው። የተለያዩ የአጉሊ መነጽር ዓይነቶች ይህ ወለል የተነደፈው የጥናት ነገር በተመልካቾች እይታ በአግድም ፣ በአቀባዊ ወይም በተወሰነ አንግል እንዲሽከረከር በሚያስችል መንገድ ነው ።
የአሰራር መርህ
በመጀመሪያው የጨረር መሳሪያ፣ የሌንስ ሲስተም የጥቃቅን ነገሮች ተገላቢጦሽ ምስል አቅርቧል። ይህም የቁስ አካል አወቃቀሩን እና ሊጠና የሚገባውን ትንሹን ዝርዝር ለማየት አስችሎታል። የብርሃን ማይክሮስኮፕ አሠራር መርህ ዛሬ በማጣቀሻ ቴሌስኮፕ ከተሰራው ሥራ ጋር ተመሳሳይ ነው. በዚህ መሳሪያ ውስጥ ብርሃን በመስታወት ክፍሉ ውስጥ ሲያልፍ ይገለበጣል።
ዘመናዊ የብርሃን ማይክሮስኮፖች እንዴት ያጎላሉ? የብርሃን ጨረሮች ወደ መሳሪያው ውስጥ ከገቡ በኋላ ወደ ትይዩ ዥረት ይለወጣሉ. ከዚያ በኋላ ብቻ በአይን መነጽር ውስጥ ያለው የብርሃን ነጸብራቅ ነው, በዚህ ምክንያት ጥቃቅን ነገሮች ምስል ይጨምራል. በተጨማሪም ይህ መረጃ በእይታ ተንታኝ ውስጥ ለተመልካቹ አስፈላጊ በሆነው መልክ ይገባል ።
የብርሃን ማይክሮስኮፖች ንዑስ ዓይነቶች
ዘመናዊ የጨረር መሳሪያዎች ይመደባሉ፡
1። ለምርምር፣ ለስራ እና ለት/ቤት ማይክሮስኮፕ እንደ ውስብስብነት ክፍል።
2። ለቀዶ ሕክምና፣ ባዮሎጂካል እና ቴክኒካል በማመልከቻው መስክ።
3። በአጉሊ መነጽር ለተንጸባረቀ እና ለሚተላለፈው ብርሃን፣ የደረጃ ግንኙነት፣ luminescent እና ፖላራይዜሽን።4። የብርሃን ፍሰቱ ወደ ተገለበጠ እና ቀጥተኛ አቅጣጫ።
የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፖች
በጊዜ ሂደት፣ ጥቃቅን ነገሮችን ለመመርመር የተነደፈ መሳሪያ ከጊዜ ወደ ጊዜ ፍጹም እየሆነ መጥቷል። ከብርሃን ማነፃፀር ነፃ የሆነ ሙሉ ለሙሉ የተለየ የአሠራር መርህ ጥቅም ላይ የዋለባቸው እንዲህ ዓይነት ማይክሮስኮፖች ታዩ። የቅርብ ጊዜዎቹን የመሳሪያ ዓይነቶች በመጠቀም ሂደት ውስጥ ኤሌክትሮኖች ተሳትፈዋል። እንደነዚህ ያሉት ስርዓቶች የቁስ አካልን በጣም ትንሽ ከመሆናቸው የተነሳ የብርሃን ጨረሮች በቀላሉ በዙሪያቸው እንዲታዩ ያደርጋሉ።
የኤሌክትሮን አይነት ማይክሮስኮፕ ለምንድነው? በሞለኪውላዊ እና በንዑስ ሴሉላር ደረጃ ላይ ያሉትን ሴሎች አወቃቀር ለማጥናት ይጠቅማል. እንዲሁም ተመሳሳይ መሳሪያዎች ቫይረሶችን ለማጥናት ጥቅም ላይ ይውላሉ።
የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፖች ንድፍ
በአጉሊ መነጽር የማይታዩ ነገሮችን ለማየት የቅርብ ጊዜ መሳሪያዎች አሠራር ምንድ ነው? የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ ከብርሃን ማይክሮስኮፕ የሚለየው እንዴት ነው? በመካከላቸው ተመሳሳይነት አለ?
የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ አሰራር መርህ በኤሌክትሪክ እና መግነጢሳዊ መስኮች ባላቸው ባህሪያት ላይ የተመሰረተ ነው. የእነሱ ተዘዋዋሪ ሲሜትሜትሪ በኤሌክትሮን ጨረሮች ላይ የማተኮር ችሎታ አለው። በዚህ መሠረት "የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ ከብርሃን ማይክሮስኮፕ እንዴት ይለያል?" የሚለውን ጥያቄ መመለስ እንችላለን. በውስጡ, እንደ ኦፕቲካል መሳሪያ ሳይሆን, ምንም ሌንሶች የሉም. የእነሱ ሚና የሚጫወተው በአግባቡ በተሰሉ መግነጢሳዊ እና ኤሌክትሪክ መስኮች ነው. እነሱ የሚፈጠሩት አሁኑ በሚያልፍባቸው ጥቅልሎች ነው። በዚህ ሁኔታ, እንደዚህ ያሉ መስኮች እንደ ኮንቬንሽን ሌንስ ይሠራሉ. የአሁኑ ሲጨምር ወይም ሲቀንስ የትኩረት ርዝመት ይቀየራል።የመሳሪያ ርቀት።
ስለ ወረዳው ሥዕላዊ መግለጫ፣ ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ ከብርሃን መሣሪያ የወረዳ ዲያግራም ጋር ተመሳሳይ ነው። ብቸኛው ልዩነት የኦፕቲካል ኤለመንቶች ከነሱ ጋር በሚመሳሰሉ ኤሌክትሪክ መተካታቸው ነው።
በኤሌክትሮን ማይክሮስኮፖች ውስጥ ያለ ነገርን ማጉላት የሚከሰተው በጥናት ላይ ባለው ነገር ውስጥ በሚያልፈው የብርሃን ጨረሮች የመነቀል ሂደት ምክንያት ነው። በተለያዩ ማዕዘኖች ውስጥ, ጨረሮቹ ወደ ተጨባጭ ሌንስ አውሮፕላኖች ውስጥ ይገባሉ, የናሙናው የመጀመሪያ ማጉላት ይከናወናል. ከዚያም ኤሌክትሮኖች ወደ መካከለኛው ሌንስ መንገዱን ያልፋሉ. በውስጡም የእቃው መጠን መጨመር ለስላሳ ለውጥ አለ. የተጠኑ ቁሳቁሶች የመጨረሻው ምስል በፕሮጀክሽን ሌንሶች ተሰጥቷል. ከእሱ፣ ምስሉ በፍሎረሰንት ስክሪን ላይ ይወድቃል።
የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ አይነቶች
ዘመናዊ የማጉያ ዓይነቶች የሚከተሉትን ያካትታሉ፡
1። TEM፣ ወይም ማስተላለፊያ ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ። በዚህ ዝግጅት ውስጥ፣ እስከ 0.1µm ውፍረት ያለው በጣም ቀጭን ነገር ምስል በኤሌክትሮን ጨረር በጥናት ላይ ካለው ንጥረ ነገር ጋር በመገናኘት እና በመቀጠል በማግኔት ሌንሶች በዓላማው ይገለጻል።
2። SEM፣ ወይም የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ መቃኘት። እንዲህ ዓይነቱ መሣሪያ የበርካታ ናኖሜትሮች ቅደም ተከተል ከፍተኛ ጥራት ያለው የአንድ ነገር ገጽታ ምስል ለማግኘት ያስችላል. ተጨማሪ ዘዴዎችን በሚጠቀሙበት ጊዜ፣ እንዲህ ዓይነቱ ማይክሮስኮፕ በአቅራቢያ ያሉ የንብርብሮች ኬሚካላዊ ቅንጅቶችን ለመወሰን የሚረዳ መረጃ ይሰጣል።3። መቃኛ መቃኛ ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ፣ ወይም STM። ይህንን መሳሪያ በመጠቀም, ከከፍተኛ ቦታ ጋር የመተላለፊያ ንጣፎች እፎይታፈቃድ. ከ STM ጋር በመሥራት ሂደት ውስጥ, በጥናት ላይ ላለው ነገር ሹል የሆነ የብረት መርፌ ይቀርባል. በተመሳሳይ ጊዜ, የጥቂት አንግስትሮምስ ርቀት ብቻ ይጠበቃል. በመቀጠልም በመርፌው ላይ ትንሽ እምቅ ይሠራል, በዚህ ምክንያት የዋሻው ፍሰት ይነሳል. በዚህ አጋጣሚ ተመልካቹ በጥናት ላይ ያለውን ነገር ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ምስል ይቀበላል።
Leuwenhoek ማይክሮስኮፖች
በ2002፣ የጨረር መሣሪያዎችን የሚያመርት አዲስ ኩባንያ በአሜሪካ ታየ። የምርት ክልሉ ማይክሮስኮፖችን፣ ቴሌስኮፖችን እና ቢኖኩላሮችን ያጠቃልላል። እነዚህ ሁሉ መሳሪያዎች የሚለያዩት በከፍተኛ የምስል ጥራት ነው።
የኩባንያው ዋና መሥሪያ ቤት እና ልማት ክፍል የሚገኘው በዩናይትድ ስቴትስ ውስጥ በፍሪሞንድ (ካሊፎርኒያ) ከተማ ውስጥ ነው። ነገር ግን የማምረቻ ተቋማትን በተመለከተ, በቻይና ውስጥ ይገኛሉ. ለዚህ ሁሉ ምስጋና ይግባውና ኩባንያው የላቁ እና ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን ምርቶች በተመጣጣኝ ዋጋ ለገበያ ያቀርባል።
ማይክሮስኮፕ ይፈልጋሉ? Levenhuk አስፈላጊውን አማራጭ ይጠቁማል. የኩባንያው የኦፕቲካል መሳሪያዎች ክልል በጥናት ላይ ያለውን ነገር ለማጉላት ዲጂታል እና ባዮሎጂካል መሳሪያዎችን ያጠቃልላል. በተጨማሪም ገዢው ቀርቧል እና የዲዛይነር ሞዴሎች በተለያዩ ቀለሞች ተፈፅመዋል።
የሌቨንሁክ ማይክሮስኮፕ ሰፊ ተግባር አለው። ለምሳሌ የመግቢያ ደረጃ ማሰልጠኛ መሳሪያ ከኮምፒዩተር ጋር ሊገናኝ ይችላል እና እየተካሄደ ያለውን የምርምር ቪዲዮም መቅዳት ይችላል። Levenhuk D2L ሞዴል በዚህ ተግባር የታጠቁ ነው።
ኩባንያው የተለያየ ደረጃ ያላቸው ባዮሎጂካል ማይክሮስኮፖችን ያቀርባል። እነዚህ ቀላል ሞዴሎች እና አዳዲስ ነገሮች ናቸውለባለሙያዎች ተስማሚ።
