წმინდა მასალის გამოყენება საგნების გასადიდებლად ისტორიიდან ჯერ კიდევ ჯერ კიდევ ჯერ კიდევ სათავეს იღებს, მაგრამ სათვალისთვის ლინზების პირველი ილუსტრაცია დაახლოებით 1350 წელს ითვლის. კითხვის გამადიდებელი სათვალე წინ უძღოდა ამ ილუსტრაციას, რომელიც 1200 – იანი წლების ბოლოს იწყება. ლინზების ამ ადრეული გამოყენების მიუხედავად, ბაქტერიების, წყალმცენარეების და პროტოზოების მიკროსკოპული სამყაროს აღმოჩენა თითქმის 300 წელს ელოდა.
TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)
გამადიდებელ შუშასა და რთულ სინათლის მიკროსკოპს შორის ერთი განსხვავება ის არის, რომ გამადიდებელი შუში იყენებს ერთ ობიექტივს ობიექტის გასადიდებლად, ხოლო რთული მიკროსკოპი იყენებს ორ ან მეტ ლინზას. კიდევ ერთი განსხვავება ისაა, რომ გამადიდებელი სათვალეებით შეიძლება გაუმჭვირვალე და გამჭვირვალე ობიექტების სანახავად გამოყენება, მაგრამ ა რთული მიკროსკოპი მოითხოვს, რომ ნიმუში საკმარისად თხელი ან გამჭვირვალე იყოს, რათა სინათლე გაატაროს მეშვეობით. ასევე, გამადიდებელი შუში იყენებს გარემოს სინათლეს, ხოლო სინათლის მიკროსკოპები იყენებენ სინათლის წყაროს (სარკედან ან ჩამონტაჟებული ნათურიდან) ობიექტის გასანათებლად.
გამადიდებელი ობიექტივი და გამადიდებელი მინა
გამადიდებელი ლინზები საუკუნეების განმავლობაში გამოიყენებოდა. ხანძრის დაწყება და გაუმართავი მხედველობის გამოსწორება ადრეული გამადიდებელი შუშის გამოყენებებსა და ფუნქციებს შორის იყო. ლინზების დოკუმენტირებული გამოყენება XIII საუკუნის ბოლოს დაიწყო გამადიდებელი სათვალეებით და სათვალეებით, რაც ხალხს კითხულობდა, ამიტომ სათვალეების ასოცირება მეცნიერებთან 1300 – იანი წლების დასაწყისში დაიწყო.
გამადიდებელი სათვალეებში გამოიყენება კონვექსის ობიექტივი, რომელიც დამონტაჟებულია საყრდენში. ამოზნექილი ლინზები უფრო თხელია კიდეებზე, ვიდრე შუაში. სინათლის ობიექტივში გავლისას, სინათლის სხივები ცენტრისკენ იხრება. გამადიდებელი შუში კონცენტრირებულია ობიექტზე, როდესაც სინათლის ტალღები ხვდება ზედაპირზე.
მარტივი vs. რთული მიკროსკოპი
უბრალო მიკროსკოპში გამოიყენება ერთი ობიექტივი, ამიტომ გამადიდებელი სათვალეები არის მარტივი მიკროსკოპები. სტერეოსკოპიული ან გამყოფი მიკროსკოპები, როგორც წესი, მარტივი მიკროსკოპებიცაა. სტერეოსკოპიული მიკროსკოპები იყენებენ ორ თვალის ან სათვალის თვალს, თითო თითო თვალისთვის, ბინოკულარული ხედვის დასაძლევად და ობიექტის სამგანზომილებიანი ხედვის უზრუნველსაყოფად. სტერეოსკოპიულ მიკროსკოპებს შეიძლება ჰქონდეთ განათების სხვადასხვა ვარიანტიც, რაც საშუალებას აძლევს ობიექტს განათდეს ზემოდან, ქვემოთ ან ორივე. გამადიდებელი სათვალეები და სტერეოსკოპიული მიკროსკოპები შეიძლება გამოყენებულ იქნას გაუმჭვირვალე ობიექტებზე დეტალების სანახავად, როგორიცაა კლდეები, მწერები ან მცენარეები.
რთული მიკროსკოპები ზედიზედ იყენებენ ორ ან მეტ ლინზას, რომ გაადიდონ ობიექტები სანახავად. ზოგადად, რთული მიკროსკოპები მოითხოვს, რომ ნიმუში დაათვალიერონ საკმარისად თხელი ან გამჭვირვალე, რომლითაც სინათლე გადის. ეს მიკროსკოპები უზრუნველყოფს დიდ გადიდებას, მაგრამ ხედი ორგანზომილებიანია.
რთული სინათლის მიკროსკოპი
რთული სინათლის მიკროსკოპები ჩვეულებრივ იყენებენ ორი ლინზას, რომელიც სხეულის მილშია გასწორებული. ნათურის ან სარკის შუქი გადის კონდენსატორს, ნიმუშს და ორივე ლინზას. კონდენსატორი აქცენტს აკეთებს სინათლეზე და შეიძლება ჰქონდეს ზამბახი, რომლის საშუალებითაც შესაძლებელია სინჯში გავლილი სინათლის რაოდენობის შეცვლა. Eyepiece ან თვალის ჩვეულებრივ შეიცავს ობიექტივი, რომელიც ადიდებს ობიექტს, რომ გამოიყურებოდეს 10-ჯერ (ასევე დაწერილი როგორც 10x) უფრო დიდი. ქვედა ობიექტივი ან ობიექტივი შეიძლება შეიცვალოს ცხვირის ნაწილის მობრუნებით, რომელიც მოიცავს სამ ან ოთხ მიზანს, რომელთაგან თითოეულს აქვს სხვადასხვა გადიდების ობიექტივი. ყველაზე ხშირად ობიექტივის ობიექტური სიძლიერე ოთხჯერ (4x), 10 ჯერ (10x), 40 – ჯერ (40x) და, ზოგჯერ, 100 – ჯერ (100x) მასშტაბების გაზრდაა. ზოგიერთი რთული სინათლის მიკროსკოპი ასევე შეიცავს ჩაზნექილ ობიექტივს, რომ გამოსწორდეს კიდეების გარშემო დაბინდვა.
გაფრთხილებები
არასოდეს გამოიყენოთ მზე, როგორც სინათლის წყარო, თუ იყენებთ რთული მიკროსკოპის სარკეს. ლინზების საშუალებით ფოკუსირებული მზის სინათლე თვალის დაზიანებას გამოიწვევს.
რთული სინათლის მიკროსკოპები, როგორც წესი, არის კაშკაშა ფენის მიკროსკოპები. ეს მიკროსკოპები გადასცემენ სინათლეს სინჯის ქვემოთ მდებარე კონდენსატორიდან, რის შედეგადაც ნიმუში უფრო მუქი გამოიყურება, ვიდრე მიმდებარე გარემო. ნიმუშების გამჭვირვალობამ შეიძლება გაუადვილოს დეტალების ხილვა დაბალი კონტრასტის გამო. ამრიგად, ნიმუშები ხშირად იღება უკეთესი კონტრასტის მისაღწევად.
Darkfield მიკროსკოპებს აქვთ შეცვლილი კონდენსატორი, რომელიც გადასცემს სინათლეს კუთხიდან. დახრილი შუქი უფრო მეტ კონტრასტს იძლევა დეტალების სანახავად. ნიმუში უფრო მსუბუქად გამოიყურება, ვიდრე ფონი. Darkfield მიკროსკოპები იძლევა უკეთეს დაკვირვებას ცოცხალი ნიმუშებისთვის.
ფაზის კონტრასტული მიკროსკოპები იყენებენ სპეციალურ მიზნებს და შეცვლილ კონდენსატორს ისე, რომ ნიმუშის დეტალები გამოჩნდეს განსხვავებით მიმდებარე მასალისგან, მაშინაც კი, როდესაც ნიმუში და მიმდებარე მასალა ოპტიკურად არის განწყობილი მსგავსი. კონდენსატორი და ობიექტური ობიექტივი აძლიერებს თუნდაც მცირე განსხვავებებს სინათლის გადაცემასა და რეფრაქციაში, ზრდის კონტრასტს. როგორც კაშკაშა მიკროსკოპების შემთხვევაში, ეგზემპლარი უფრო მუქი ჩანს, ვიდრე მიმდებარე მასალა.
მიკროსკოპების გადიდების პოვნა
განსხვავება ხელის ობიექტივისა და მიკროსკოპის გადიდებას შორის მოდის ლინზების რაოდენობაზე. გამადიდებელი შუშის ან ხელის ობიექტივით, გადიდება შემოიფარგლება ერთი ობიექტივით. მას შემდეგ, რაც ობიექტივს აქვს ერთი ფოკუსური მანძილი ობიექტივიდან ფოკუსის წერტილამდე, გადიდება ფიქსირდება. 1673 წელს ანტონი ვან ლიუენჰუკმა გააცნო მსოფლიოს თავისი პატარა "ცხოველების კანკები" უბრალო მიკროსკოპის ან ხელის ობიექტივის გამოყენებით, რომლის ზომებია 300 – ჯერ (300x) რეალური ზომით. მიუხედავად იმისა, რომ ლეუვენჰუკმა გამოიყენა ორკონტაქტიანი ობიექტივი, რომელიც უზრუნველყოფს სურათის უკეთეს გაფართოებას (ნაკლები დამახინჯება), გამადიდებელი სათვალეების უმეტესობა იყენებს ამოზნექილ ობიექტივს.
კომპონენტის მიკროსკოპებში გადიდების პოვნა მოითხოვს თითოეული ობიექტივის გადიდების ცოდნას, რომლის გავლაც ხდება სურათი. საბედნიეროდ, ჩვეულებრივ, ლინზები აღინიშნება. საერთო საკლასო მიკროსკოპებს აქვთ სათვალე, რომელიც ადიდებს ობიექტს და გამოიყურება 10 – ჯერ (10x) უფრო დიდი ვიდრე ობიექტის რეალური ზომა. რთული მიკროსკოპების ობიექტური ლინზები მიმაგრებულია მბრუნავ ცხვირსახოცზე ისე, რომ მნახველებს შეუძლიათ შეცვალონ გადიდების დონე ცხვირის ნაჭრის სხვა ობიექტივში მოქცევით.
მთლიანი გასადიდებლად რომ იპოვოთ, გაამრავლეთ ლინზების გადიდება ერთად. თუ ობიექტს ათვალიერებს ყველაზე დაბალი სიმძლავრის ობიექტივით, გამოსახულება გადიდდება 4x ობიექტური ობიექტივით და 10x გადიდდება eyepiece ობიექტივით. მთლიანი გადიდება იქნება:
4 \ ჯერ 10 = 40
ასე რომ, სურათი გამოჩნდება 40 – ჯერ (40x) –ზე მეტი ვიდრე რეალური ზომა.
მიკროსკოპისა და გამადიდებელი შუშის მიღმა
კომპიუტერებმა და ციფრულმა გამოსახულებამ მნიშვნელოვნად გააფართოვა მეცნიერების მიკროსკოპული სამყაროს ნახვის შესაძლებლობა.
კონფოკალურ მიკროსკოპს ტექნიკურად შეიძლება ეწოდოს რთული მიკროსკოპი, რადგან მას ერთზე მეტი ობიექტივი აქვს. ლინზები და სარკეები ლაზერებს ფოკუსირებენ ნიმუშის განათებული ფენების გამოსახულების შესაქმნელად. ეს სურათები გადის pinholes, სადაც ისინი ციფრულად აღბეჭდილი. ამ სურათების შენახვა და მანიპულირება შესაძლებელია ანალიზისთვის.
სკანირების ელექტრონული მიკროსკოპები (SEM) იყენებენ ელექტრონულ განათებას მოოქროვილი საგნების დასკანირებისთვის. ამ სკანირების შედეგად წარმოიქმნება სამგანზომილებიანი შავი და თეთრი გამოსახულებები ობიექტების გარედან. SEM იყენებს ერთ ელექტროსტატიკურ ლინზას და რამდენიმე ელექტრომაგნიტურ ლინზას.
გადაცემის ელექტრონული მიკროსკოპები (TEM) ასევე იყენებენ ელექტრონულ განათებას ერთი ელექტროსტატიკური ობიექტივით და რამდენიმე ელექტრომაგნიტური ლინზით, რათა შექმნან წვრილი ნაჭრების სკანირება ობიექტებში. წარმოებული შავი და თეთრი სურათები ორგანზომილებიანი ჩანს.
მიკროსკოპების მნიშვნელობა
ლინზები მათი გამოყენების ადრეულ ჩანაწერებს უსწრებდა XIII საუკუნის ბოლოს. ადამიანური ცნობისმოყვარეობა თითქმის ითხოვდა, რომ ხალხმა შეამჩნია ლინზების უნარი შეისწავლოს ძალიან მცირე ობიექტები. მე -10 საუკუნის არაბმა სწავლულმა ალ-ჰეიზენმა თქვა, რომ სინათლე იმოგზაურა სწორი ხაზებით და რომ ხედვა დამოკიდებულია საგნებისგან და მნახველის თვალში შუქზე. ალ-ჰაზენმა შეისწავლა მსუბუქი და ფერები წყლის სფეროების გამოყენებით.
ამასთან, ლინზების პირველი სურათი სათვალეებში (სათვალე) დაახლოებით 1350 წელს ითვლის. პირველი რთული მიკროსკოპის გამოგონება 1590-იან წლებში ზაქარია იანსენს და მის მამას, ჰანსს მიაჩნიათ. 1609 წლის ბოლოს გალილეომ თავდაყირა დააყენა რთული მიკროსკოპი, რათა დაიწყოს მისი ზემო ცაზე დაკვირვება, რაც სამუდამოდ შეცვლის სამყაროს ადამიანის აღქმას. რობერტ ჰუკმა გამოიყენა თავისი თვითნაკეთი კომპოზიციური მსუბუქი მიკროსკოპი, დასახელებული მიკროსკოპული სამყაროს შესასწავლად ნიმუში, რომელიც მან დაინახა კორპის ნაჭრებად "უჯრედები" და გამოაქვეყნა მრავალი დაკვირვება "მიკროგრაფიაში" (1665). ჰუკისა და ლიუვენჰუკის მიერ ჩატარებულმა გამოკვლევებმა საბოლოოდ გამოიწვია ჩანასახების თეორია და თანამედროვე მედიცინა.