تعتبر الميكروسكوبات الضوئية المركبة والتلسكوبات أدوات حيوية متقدمة تعمل على تكبير الكائنات التي يصعب رؤيتها بالعين المجردة، مما يساعد في دراسة الكائنات الدقيقة والتفاصيل الدقيقة في العلوم المختلفة.
الميكروسكوب الضوئي المركب
يتميز الميكروسكوب الضوئي المركب بوجود مجموعة من العدسات بالإضافة إلى مصدر ضوء مدمج.
يشمل هذا النوع من الميكروسكوبات عدسات بصرية في كلتي العدستين العينية، وعدسات موضوعية تُركب في أنف دوارة قريبة من العينة المدروسة.
بينما يُمكن أن يتواجد أحيانًا كمجهر ذو عدسة واحدة، فإن الملاحظة باستخدام الميكروسكوبات الثنائية العدسة هي الأكثر شيوعًا في يومنا هذا.
يرجع تاريخ الميكروسكوب الضوئي الأول إلى عام 1595م، عندما قام زكرياس يانسن بتطوير جهاز يحقق تكبيرًا يصل إلى 9 أضعاف باستخدام أنابيب منزلقة.
منذ ذلك الحين، تطورت الميكروسكوبات بشكل كبير، حيث تُقدم الأجهزة الحديثة حاليًا تكبيرًا يتراوح بين 1000X و 2000X.
بفضل مصدر الضوء الموجود في القاعدة، يُعتبر الميكروسكوب الضوئي المركب جهاز مجال مشرق.
يعني الفحص المجهري باستخدام المجال الساطع أن العينة تضاء من الأسفل بينما يتم عرضها من الأعلى.
مع الإضاءة الساطعة، يتكون التباين من امتصاص العينة للضوء على عكس المجال المظلم الذي تُظهر فيه العينة سلوكًا يشتت الضوء.
يستخدم الميكروسكوب الضوئي المركب عدسات موضوعية قريبة من الكائن المدروس لجمع الضوء وتركيزه، مما يسهم في إنتاج صورة حقيقية لهذا الكائن داخل الجهاز.
تُكبر صورة الكائن بعد ذلك بواسطة عدسة ثانية أو مجموعة من العدسات التي تُعرف بالعدسة العينية.
وتقدم هذه العملية صورة افتراضية مقلوبة للكائن بتكبير عالٍ، مما يتيح تحصيل تفاصيل دقيقة جداً.
تتمتع الميكروسكوبات الضوئية المركبة الشائعة بإمكانية تبادل العدسات الموضوعية، مما يُساعد المستخدمين على تعديل مستويات التكبير بسهولة. كما يتيح الجهاز إعدادات إضاءة أكثر تطورًا، مثل تباين الطور.
التكبير
يمثل التكبير القدرة على عرض الكائن بصورة أكبر من حجمه الحقيقي، للحصول على صورة مكبرة بشكل جيد، يجب تسجيل تفاصيل دقيقة للعينة المعنية، إذ أن التكبير وحده لا يكفي لتحقيق ذلك.
لحساب التكبير الكلي عند استخدام الميكروسكوب الضوئي المركب، يُضرب قوة العدسة الموضوعية (4x أو 10x أو 40x) عادةً في قوة العدسة العينية، والتي تكون غالبًا 10x.
على سبيل المثال، عند استخدام عدسة عينية 10x مع عدسة موضوعية 40x، يُنتج تكبير 400x، مما يمكّن العين المجردة من رؤية العينة بتفاصيل مضاعفة 400 مرة.
تعتبر الدقة العالية أو القدرة التحليلية للميكروسكوب ضرورية لرؤية التفاصيل القيمة المكونة للصورة. كما تؤثر جودة الإضاءة بشكل كبير، حيث تتطلب زيادة الدقة استخدام أطوال موجية قصيرة للضوء.
مسافة العمل
تزداد مسافة العمل كلما قل التكبير، بينما تقل المسافة عند زيادة التكبير، مما يضع العينة في خطر التلف إذا لم يتم توخي الحذر عند التعامل مع المسافات القصيرة.
لذا، ينبغي توخي الحذر مع العدسات التي تتطلب زيوت خاصة، حيث تمتلك هذه العدسات أقل مسافة عمل، مما يستوجب معالجة دقيقة.
ما يمكن مشاهدته
باستخدام شريحة ملونة معدة مسبقًا، يُمكن رؤية:
- البكتيريا.
- الكروموسومات.
- العضيات.
- الطلائعيات.
- المسحات.
- الدم.
- البكتيريا المُلطخة سلبًا.
- أقسام الأنسجة السميكة.
كما يتيح استخدام الأحواض الرطبة غير الملوثة للعناصر الحية رؤية:
- مياه البركة.
- الطلائعيات الحية.
- الخلايا النباتية مثل الطحالب.
قد تكون صعوبة التمييز بين العينات الصغيرة مرتفعة، خاصة بدون تصبغ طبيعي، مما يعني الحاجة إلى استخدام ميكروسكوب إلكتروني لرؤية الجزيئات والذرات والفيروسات، حيث لم يتمكن الميكروسكوب الضوئي من أن يؤدي هذه الوظيفة.
أنواع الميكروسكوبات الضوئية المركبة
توجد ثلاثة أنواع من الميكروسكوبات الضوئية المركبة:
ميكروسكوب ضوئي مركب أحادي العدسات – Monocular
- يعتمد على عدسة عينية واحدة فقط عند عرض العينة، مما قد يُسبب قيودًا عند الرغبة في استخدام كاميرا CCD.
- رغم ذلك، فإن هذا النوع من الميكروسكوبات يُعتبر خفيف الوزن وغير مكلف.
ميكروسكوب ضوئي مركب ثنائي العدسات – Binocular
- يستعمل عدستين يتيحان راحة أكبر أثناء الاستخدام ويُعتبر الخيار الأكثر شيوعًا.
ميكروسكوب ضوئي مركب ثلاثي العدسات – Trinocular
- يتميز بثلاث عدسات عينية، ويمكن استخدام الأنبوب العيني الثالث من قبل شخص آخر في نفس الوقت أو كاميرا CCD، مما يجعله الخيار الأغلى بين الأنواع المذكورة.
عادةً ما تُضبط الميكروسكوبات على زوايا 45 أو 30 درجة مع إمكانية تعديل المسافة بين الحدقات، اعتمادًا على التفضيلات الشخصية.
استخدامات وفوائد الميكروسكوب الضوئي المركب
- تُعتبر بساطة وراحة استخدام الميكروسكوب الضوئي المركب من أبرز مزاياه.
- يتميز هذا الجهاز بصغر حجمه النسبي، مما يسهل استخدامه وتخزينه، كما يُزود بمصدر الضوء الخاص به.
- بفضل العدسات المتعددة، يستطيع الميكروسكوب الضوئي المركب الكشف عن تفاصيل دقيقة في العينات.
- يمكن للأشخاص غير المتخصصين أيضاً الاستفادة من رؤية مذهلة لعالم يصعب اكتشافه بالعين المجردة.
هل هناك فائدة من دفع المزيد من المال لشراء ميكروسكوب ضوئي مركب؟
هناك فكرة خاطئة شائعة حول شراء الميكروسكوبات الضوئية المركبة، حيث يعتقد الكثيرون وخاصة الهواة أن شراء جهاز بمبلغ يزيد عشرة أضعاف سيّحقق لهم دقة أفضل بمقدار عشرة أضعاف، وهذا غير دقيق.
مع ذلك، هناك مزايا لدفع المزيد من المال للحصول على ميكروسكوب بحث، تشمل:
- أهداف أحادية اللون.
- أهداف خالية من التوتر.
- مكثفات تسمح باستخدام طرق تباين متعددة.
- استقرار ومرونة أفضل.
- توافر قطع الغيار.
- خدمة ودعم منتج ممتاز.
تابع أيضًا:
التلسكوب
يُعتبر التلسكوب أداة بصرية تهدف إلى مراقبة الأجسام البعيدة من خلال العدسات أو المرايا المنحنية أو مزيج منهما، لرصد الأجسام البعيدة عبر انبعاثها أو امتصاصها أو انعكاسها للإشعاع الكهرومغناطيسي.
كانت أول التلسكوبات العملية المعروفة هي تلسكوبات انكسارية، والتي قام باختراعها في هولندا في أوائل القرن السابع عشر، واستُخدمت في تطبيقات متعددة على مستوى الأرض وفي علم الفلك.
نبذة تاريخية عن التلسكوب
تم تطوير التلسكوب العاكس المعتمد على المرايا لتركيز الضوء بعد عدة عقود من inventing أول تلسكوب انكساري.
خلال القرن العشرين، تم ابتكار أنواع جديدة من التلسكوبات، بما في ذلك التلسكوبات الراديوية في الثلاثينيات، وتلسكوبات الأشعة تحت الحمراء في الستينيات.
اليوم، تشير كلمة تلسكوب إلى مجموعة واسعة من الأدوات القادرة على اكتشاف مناطق متعددة من الطيف الكهرومغناطيسي وأجهزة الكشف الأخرى.
تصنيف التلسكوبات
تغطي كلمة “تلسكوب” مجموعة متنوعة من الأدوات، معظمها قادرة على اكتشاف الإشعاعات الكهرومغناطيسية، ولكن هناك اختلافات كبيرة في كيفية قيام علماء الفلك بجمع الضوء في نطاقات تردد مختلفة.
يمكن تصنيف التلسكوبات بناءً على أطوال الموجات التي تكتشفها:
- تلسكوبات الأشعة السينية، التي تعالج أطوال موجية أقصر من الأشعة فوق البنفسجية.
- تلسكوبات فوق البنفسجية، تستخدم أطوال موجية أقصر من الضوء المرئي.
- تلسكوبات ضوئية تستخدم الضوء المرئي.
- تلسكوبات الأشعة تحت الحمراء، تعتمد على أطوال موجية أطول من الضوء المرئي.
- تلسكوبات أقل من المليمتر، تستخدم أطوال موجات ميكروويف أطول من الأشعة تحت الحمراء.
- تلسكوبات راديوية تستخدم أطوال موجية أطول.
استخدامات وفوائد التلسكوب
- تعتبر فتحة التلسكوب أضعاف الفتحة البشرية، مما يمكّن من رؤية الأجسام التي يصعب رؤيتها عادة بالعين المجردة.
- يمكن تجهيز التلسكوب لتسجيل الضوء على مدار فترة طويلة باستخدام أفلام تصوير أو كاشفات إلكترونية مثل أجهزة قياس الضوء أو كاشفات CCD.
- الميزة الرئيسية الثالثة للتلسكوبات الكبيرة هي دقتها العالية، مما يسمح لها بتمييز التفاصيل الدقيقة.
