เลนส์แช่น้ำมันที่จำเป็นในการดูแบคทีเรีย

กล้องจุลทรรศน์แสงเป็นเครื่องมือสำคัญของนักแบคทีเรียวิทยา แบคทีเรียมีขนาดเล็กเกินไปที่จะเห็นโดยลำพัง แบคทีเรียบางชนิดมีขนาดเล็กมากจนมองไม่เห็นด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงอันทรงพลังโดยไม่ได้รับความช่วยเหลือเพียงเล็กน้อย ซึ่งเป็นความช่วยเหลือเล็กน้อยในรูปของเลนส์จุ่มน้ำมัน เลนส์ที่ต้องการการแช่น้ำมันทั้งหมดจัดเป็นวัตถุประสงค์ที่มีกำลังขยายสูง

ดวงตาของคุณมีพื้นผิวที่หักเหแสงเพื่อให้โฟกัสไปที่เรตินาของคุณ ตำแหน่งของจุดแสงบนเรตินาขึ้นอยู่กับมุมที่แสงเข้าตา ดวงตาของคุณโฟกัสแสงจากมุมที่ต่างกันสองมุมที่จุดที่แตกต่างกันสองจุด การแยกจุดขึ้นอยู่กับความแตกต่างของมุม หากจุดสองจุดอยู่ใกล้กันมากพอจนกระตุ้นเซลล์เดียวกันบนเรตินาของคุณ คุณจะไม่สามารถแยกมันออกจากกันได้ นั่นเป็นเหตุผลที่คุณไม่สามารถมองเห็นแบคทีเรียได้: มุมระหว่างแสงที่มาจากทั้งสองด้านของแบคทีเรียนั้นเล็กมากจนตาของคุณกลมกลืนไปกับแสงอื่น

กล้องจุลทรรศน์เปรียบเสมือนเลนส์เสริมที่อยู่ตรงหน้าคุณ จุดประสงค์ทั้งหมดคือเพื่อขยายมุมของแสงที่มาจากวัตถุ ดังนั้นกล้องจุลทรรศน์จะทำหน้าที่เหมือนแว่นขยายขนาดใหญ่อันเดียว ดัดแสงเพื่อให้ดูเหมือนกับว่าวัตถุนั้นกระจายออกไป แต่การใช้เลนส์ขนาดใหญ่เพียงตัวเดียวสำหรับงานจะสร้างภาพที่มืดและบิดเบี้ยว ดังนั้นกล้องจุลทรรศน์จึงใช้เลนส์ขนาดเล็กสองสามตัว: วัตถุใกล้กับตัวอย่างและตาหรือเลนส์ใกล้ตาใกล้กับดวงตาของคุณ เลนส์แต่ละตัวมีกำลังขยายของตัวเอง กำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์ทั้งหมดเป็นผลคูณของกำลังขยายของเลนส์ทั้งสอง ตา 10 เท่า - อันที่ขยายได้ 10 เท่า - โดยมีวัตถุประสงค์ 20 เท่าจะให้กำลังขยายโดยรวม 200 เท่า

แสงจะโค้งงอเมื่อเปลี่ยนจากพื้นผิวหนึ่งไปอีกพื้นผิวหนึ่ง จำเป็นต้องมีสองสิ่ง: แสงต้องกระทบส่วนต่อประสานในมุมหนึ่ง และ "ความหนาแน่น" ของวัสดุทั้งสองต้องแตกต่างกัน นี่ไม่ใช่ความหนาแน่นโดยน้ำหนัก แต่เป็นความหนาแน่นของแสงชนิดหนึ่งที่เรียกว่าดัชนีการหักเหของแสง

ยิ่งกำลังขยายสูงเท่าใด มุมของแสงที่วัตถุต้องเก็บจากตัวอย่างก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น โดยปกติ แบคทีเรียจะอยู่ในหยดน้ำที่มีอยู่ในสไลด์แก้ว และแสงจะโค้งงอเมื่อออกจากสไลด์ สิ่งนี้มีผลทำให้โคนแสงที่มาจากแบคทีเรียแพร่กระจายไปยังโคนที่ใหญ่ยิ่งขึ้นไปอีก เมื่อใช้กำลังขยายสูง กรวยของแสงจะต้องใหญ่มาก - ใหญ่มากจนอาจพลาดเลนส์ไปได้เลย นั่นคือที่มาของการแช่น้ำมัน

กรวยแสงจากสไลด์แก้วกระจายออกไปด้วยเหตุผลสองประการ: เนื่องจากเป็นมุมที่สัมพันธ์กับ พื้นผิวและเนื่องจากดัชนีการหักเหของอากาศต่ำกว่าดัชนีการหักเหของแสง กระจก. น้ำมันมีดัชนีการหักเหของแสงเท่ากันกับกระจก ดังนั้นโคนของแสงจึงไม่กระจายออกไปมากเกินไป แต่แสงจะอยู่ที่มุมเดิมจนกว่าจะถึงเลนส์ใกล้วัตถุ

เลนส์ใกล้วัตถุต้องได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อโฟกัสที่ตัวอย่างผ่านน้ำมัน แต่เลนส์จำนวนมากได้รับการออกแบบในลักษณะนี้ โดยทั่วไป เลนส์ใกล้วัตถุที่มีขนาด 60X ขึ้นไปอาจใช้น้ำมัน และแน่นอนว่าเมื่อคุณถึง 100 เท่า เนื่องจากเลนส์ตาโดยทั่วไปมี 10 เท่า น้ำมันจึงจำเป็นสำหรับการดูแบคทีเรียด้วยกำลังขยาย 1000 เท่า