Διαφορετικά είδη μικροσκοπίων και χρήσεις τους

Ενώ οι περισσότεροι άνθρωποι απεικονίζουν το σύνθετο μοντέλο από την εργαστηριακή τάξη όταν σκέφτονται μικροσκόπια, πολλοί τύποι μικροσκοπίων είναι πραγματικά διαθέσιμοι. Αυτές οι χρήσιμες συσκευές χρησιμοποιούνται καθημερινά από ερευνητές, ιατρικούς τεχνικούς και μαθητές. ο τύπος που επιλέγουν εξαρτάται από τους πόρους και τις ανάγκες τους. Ορισμένα μικροσκόπια παρέχουν μεγαλύτερη ανάλυση με χαμηλότερη μεγέθυνση και αντίστροφα, και κυμαίνονται στο κόστος από δεκάδες έως χιλιάδες δολάρια.

Το απλό μικροσκόπιο θεωρείται γενικά το πρώτο μικροσκόπιο. Δημιουργήθηκε τον 17ο αιώνα από τον Antony van Leeuwenhoek, ο οποίος συνδύασε έναν κυρτό φακό με μια βάση για δείγματα. Μεγέθυνση μεταξύ 200 και 300 φορές, ήταν ουσιαστικά ένα μεγεθυντικό φακό. Ενώ αυτό το μικροσκόπιο ήταν απλό, ήταν ακόμα αρκετά ισχυρό για να παρέχει στον van Leeuwenhoek πληροφορίες σχετικά με βιολογικά δείγματα, συμπεριλαμβανομένης της διαφοράς στα σχήματα μεταξύ των ερυθρών αιμοσφαιρίων. Σήμερα, τα απλά μικροσκόπια δεν χρησιμοποιούνται συχνά επειδή η εισαγωγή ενός δεύτερου φακού οδήγησε στο πιο ισχυρό σύνθετο μικροσκόπιο.

Με δύο φακούς, το σύνθετο μικροσκόπιο προσφέρει καλύτερη μεγέθυνση από ένα απλό μικροσκόπιο. ο δεύτερος φακός μεγεθύνει την εικόνα του πρώτου. Τα σύνθετα μικροσκόπια είναι μικροσκόπια φωτεινού πεδίου, που σημαίνει ότι το δείγμα είναι αναμμένο από κάτω και μπορεί να είναι διοφθαλμικό ή μονοφθαλμικό. Αυτές οι συσκευές παρέχουν μεγέθυνση 1.000 φορές, η οποία θεωρείται υψηλή, αν και η ανάλυση είναι χαμηλή. Αυτή η υψηλή μεγέθυνση, ωστόσο, επιτρέπει στους χρήστες να ρίχνουν μια προσεκτική ματιά σε αντικείμενα πολύ μικρά για να τα δουν με γυμνό μάτι, συμπεριλαμβανομένων των μεμονωμένων κυττάρων. Τα δείγματα είναι συνήθως μικρά και έχουν κάποιο βαθμό διαφάνειας. Επειδή τα σύνθετα μικροσκόπια είναι σχετικά φθηνά αλλά χρήσιμα, χρησιμοποιούνται παντού, από ερευνητικά εργαστήρια έως τάξεις βιολογίας γυμνασίου.

Το στερεοφωνικό μικροσκόπιο, που ονομάζεται επίσης μικροσκόπιο ανατομής, παρέχει μεγέθυνση έως και 300 φορές. Αυτά τα διοφθαλμικά μικροσκόπια χρησιμοποιούνται για την εξέταση αδιαφανών αντικειμένων ή αντικειμένων που είναι πολύ μεγάλα για να τα δείτε με σύνθετο μικροσκόπιο, καθώς δεν απαιτούν προετοιμασία διαφανειών. Αν και η μεγέθυνσή τους είναι σχετικά χαμηλή, εξακολουθούν να είναι χρήσιμες. Παρέχουν μια κοντινή, τρισδιάστατη προβολή των υφών της επιφάνειας των αντικειμένων και επιτρέπουν στον χειριστή να χειριστεί το αντικείμενο κατά την προβολή. Τα στερεοσκοπικά μικροσκόπια χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές βιολογικών και ιατρικών επιστημών, καθώς και στη βιομηχανία ηλεκτρονικών, όπως από εκείνους που κατασκευάζουν κυκλώματα ή ρολόγια.

Σε αντίθεση με τα στερεοφωνικά και σύνθετα μικροσκόπια, τα οποία χρησιμοποιούν κανονικό φως για το σχηματισμό εικόνας, το συνεστιακό μικροσκόπιο χρησιμοποιεί ένα φως λέιζερ για τη σάρωση δειγμάτων που έχουν βαφτεί. Αυτά τα δείγματα προετοιμάζονται σε διαφάνειες και εισάγονται. Στη συνέχεια, με τη βοήθεια ενός διχρωμικού καθρέφτη, η συσκευή παράγει μια μεγεθυμένη εικόνα στην οθόνη του υπολογιστή. Οι χειριστές μπορούν επίσης να δημιουργήσουν τρισδιάστατες εικόνες, συγκεντρώνοντας πολλαπλές σαρώσεις. Όπως και το σύνθετο μικροσκόπιο, αυτά τα μικροσκόπια προσφέρουν υψηλό βαθμό μεγέθυνσης, αλλά η ανάλυσή τους είναι πολύ καλύτερη. Χρησιμοποιούνται συνήθως στη βιολογία των κυττάρων και στις ιατρικές εφαρμογές.

Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης, ή SEM, χρησιμοποιεί ηλεκτρόνια και όχι φως για το σχηματισμό εικόνας. Τα δείγματα σαρώνονται υπό συνθήκες κενού ή πλησίον κενού, επομένως πρέπει πρώτα να προετοιμάζονται ειδικά υποβάλλονται σε αφυδάτωση και στη συνέχεια επικαλύπτονται με ένα λεπτό στρώμα ενός ευνοϊκού υλικού, όπως ο χρυσός. Αφού το αντικείμενο ετοιμαστεί και τοποθετηθεί στον θάλαμο, το SEM παράγει μια τρισδιάστατη, ασπρόμαυρη εικόνα στην οθόνη του υπολογιστή. Προσφέροντας άφθονο έλεγχο της ποσότητας μεγέθυνσης, τα SEM χρησιμοποιούνται από ερευνητές στις φυσικές, ιατρικές και βιολογικές επιστήμες για να εξετάσουν μια σειρά δειγμάτων από έντομα έως οστά.

Όπως και το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης, το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης (TEM) χρησιμοποιεί ηλεκτρόνια για τη δημιουργία μιας μεγεθυνμένης εικόνας και τα δείγματα σαρώνονται σε κενό, οπότε πρέπει να είναι ειδικά προετοιμασμένα. Σε αντίθεση με το SEM, ωστόσο, το TEM χρησιμοποιεί μια προετοιμασία διαφανειών για να λάβει μια δισδιάστατη προβολή δειγμάτων, οπότε είναι πιο κατάλληλο για την προβολή αντικειμένων με κάποιο βαθμό διαφάνειας. Το TEM προσφέρει υψηλό βαθμό μεγέθυνσης και ανάλυσης, καθιστώντας το χρήσιμο στις φυσικές και βιολογικές επιστήμες, τη μεταλλουργία, τη νανοτεχνολογία και την ιατροδικαστική ανάλυση.