المجهر او الميكروسكوب ماهو ؟ اجزاء تاريخ التقنيات

ماهو المجهر او الميكروسكوب

الميكروسكوب (الجمع: المجهر) أو الميكروسكوب (بالإنجليزية: Microscope) هو جهاز يكبر الأشياء الصغيرة غير المرئية بالعين المجردة أو يعرض التفاصيل الدقيقة للأشياء لاكتشاف ودراسة تركيبها واهتمامها العلمي. استكشف من خلال جهاز ميكروسكوب يسمى مجهر التفاصيل الدقيقة للأشياء أو الأشياء الصغيرة. يستخدم المصطلح “ميكرو” أو “ميكرو” لوصف الأشياء التي لا يمكن رؤيتها إلا بالمجهر. يعتبر المجهر من أكثر المعدات استخدامًا في علم الأحياء ، ويستخدمه علماء الأحياء لدراسة الكائنات الحية والخلايا والأجزاء الصغيرة التي لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة. هناك العديد من أنواع المجاهر وأكثرها شيوعًا وأقدمها هي المجاهر الضوئية أو الضوئية ، والتي تعتمد على استخدام خصائص الضوء لتكبير الأجسام أو عرض تفاصيلها ومكوناتها الدقيقة ، كما أن المجاهر الضوئية بسيطة ومعقدة. المجهر البسيط هو أي جهاز بمستوى واحد فقط من تكبير الصورة – أي أنه يوجد نظام عدسة واحد فقط ، وقد يتكون من عدسة واحدة فقط أو مجموعة من العدسات المتصلة لتشكيل نظام وظيفي. هذا هو السبب في أن العديد من الأدوات البصرية ، مثل العدسات المكبرة ، ونظارات القراءة ، وعدسات الصائغ تعتبر مجاهرًا بسيطة ، حتى نتمكن من الحصول على صور مكبرة للجسم. أما بالنسبة للمجهر المركب ، فهو يتكون من نظامي عدسة مختلفين ومستقلين على الأقل. يتكون النظام الأول من عدستين أو مجموعة من العدسات التي تشير إلى الكائن المراد تكبيره وإنشاء صورة حقيقية مكبرة للكائن فوق النقطة المحورية لنظام العدسة الثاني. يتكون النظام الثاني بشكل أساسي من عدستين علويتين ، مما يزيد من تكبير صورة الجسم الحقيقية التي يتكون منها النظام الأول. يتم تثبيت نظام العدسة في هذا النوع من المجهر أو المجهر من أجل الحصول على صورة مكبرة للغاية. لرؤية الصورة المكبرة ، يمكن للمشاهد تغيير المسافة بين صفيفتي العدسة للحصول على أوضح صورة. حتى وقت قريب ، كانت المجاهر أو المجاهر الضوئية هي المعدات المجهرية الوحيدة المستخدمة لتكبير العينات واختبارها. ولكن مع تطور العلوم والتكنولوجيا الحديثة ، ظهرت أنواع حديثة أخرى من المجاهر أو المجاهر غير البصرية ، والتي تعتمد على أنواع أخرى من الإشعاع ، مثل الأشعة السينية ، أو الحزم الأيونية أو الحزم الإلكترونية. تتمتع هذه الأجهزة الحديثة بقدرات تكبير وتحليل أعلى من المجاهر الضوئية ، لذلك يمكن لبعض الأنواع مراقبة وتصوير الجزيئات والذرات كوحدات منفصلة. يكمن سر هذه الأنواع الجديدة ، مثل استخدام الأشعة السينية أو استخدام الإلكترونات ، في أن الطول الموجي لها أقصر بكثير من الطول الموجي للضوء المرئي ، مما يسمح لها “برؤية” الأشياء الصغيرة جدًا. يتيح تطوير أدوات وتقنيات جديدة للعلماء اكتشاف أعمق ألغاز الحياة. ومع ذلك ، بالمقارنة مع الأنواع الأخرى ، لا تزال المجاهر الضوئية مستخدمة على نطاق واسع في البحث والتعليم بسبب فعاليتها وسهولة استخدامها وانخفاض تكلفتها.

تاريخ وبداية ميكروسكوب المجهر

ربما يمكن إرجاع بداية العلم المجهري إلى عصور ما قبل التاريخ ، عندما التقط رجل بدائي بلورة مستديرة أو زجاج سبج ولاحظ أن الأشياء كانت تكبر أكثر فأكثر. منذ آلاف السنين ، كان البشر يحاولون تطوير قدرته البصرية من خلال أدوات تعظم ما يراه. قام النحاتون القدامى في حضارة الشرق الأوسط القديمة بملء الكرات الزجاجية بالماء لتكبير التماثيل. تستخدم الكرة البلورية أيضًا لنفس الغرض. كانت عدسات القراءة البسيطة شائعة في الإمبراطورية الرومانية. في الحقبة اللاحقة ، كان تطوير هذا المجال بطيئًا ، لكن صناعة تلميع العدسات أصبحت فنًا متقدمًا في نهاية القرن السادس عشر. وفي نهاية القرن السادس عشر ، وخاصة في عام 1590 ، حدث أول اختراق علمي في هذا المجال ، عندما تمكنت شركة تصنيع عدسات ألمانية من تركيب عدسات متعددة في أنبوب بنظام معين لإنتاج أول مجهر مركب معروف للإنسان. لينس: هانز ليبرسي وزكريا يانسن. كان الطبيب الألماني جيوفاني فابر أول من ابتكر اسم “مجهر” أو “مجهر” على مجهر عام 1625 لوصف المجهر المركب للعالم الإيطالي جاليليو ، والذي أطلق عليه جاليليو “العين الصغيرة”. يعتبر تقرير “عين الذبابة” عام 1644 أول تقرير مفصل يعتمد على الملاحظات المجهرية للبنية الداخلية للأنسجة الحية. بحلول الستينيات والسبعينيات من القرن السادس عشر ، تم استخدام المجاهر على نطاق واسع في البحث العلمي والتعلم في إيطاليا وهولندا والمملكة المتحدة. في عام 1665 ، نشر العالم البريطاني روبرت هوكر ، مكتشف “الخلايا” في علم الأحياء ، كتابًا عن ملاحظاته ونتائج تجاربه من المنظور المجهري والفلكي ، وقد أحدثت معرفته بالمجهر تأثيرًا كبيرًا. يسمى الكتاب “التصوير الفوتوغرافي” وهو يحتوي على رسوم إيضاحية رائعة ، بما في ذلك الرسوم التوضيحية لميكروسكوب الخطاف الأصلي المشابه لتلك المستخدمة في المعامل اليوم. جاءت أكبر مساهمة في هذا المجال من أنتوني فان ليفينهوك ، الذي اكتشف خلايا الدم الحمراء والحيوانات المنوية وساعد في نشر المجهر كأسلوب بحث وبحث. في 9 أكتوبر 1676 ، أعلن فان ليوينهوك عن اكتشاف الكائنات الحية الدقيقة. في هذا الوقت ، تطور علم المجهر أسرع من أي وقت مضى. في عام 1893 ، طور August Kohler تقنية إضاءة نموذجية رئيسية تسمى “Kohler Illumination” ، والتي تعتبر أحد أسس البصريات الحالية. مجهر. هذا لأن هذه الطريقة تنشر إضاءة موحدة للغاية في العينة وتتغلب على العديد من قيود التقنية القديمة في إضاءة العينة. في عام 1953 ، مُنحت جائزة نوبل في الفيزياء إلى فريتز زرنيك لتطويره لتقنية جديدة لإضاءة العينات ، والتي تعمل على تحسين تباين العينات الشفافة عن طريق تغيير مرحلة موجات الضوء في مجهر تباين الطور. في عام 1955 ، طور جورج نومارسكي أيضًا تقنية إضاءة عينة شفافة أخرى تعتمد على تداخل الموجة الضوئية ، ما يسمى بـ “مجهر التداخل التفاضلي”.

احدث التقنيات مجهر

تساعد هذه الاكتشافات القائمة على الموجات الكهرومغناطيسية (الموجات الضوئية) والتكنولوجيا الحديثة على توسيع مجال الرؤية ، حتى نتمكن من رؤية ما لم نره. لقد رأى في خلايا البكتيريا والطحالب والفطريات ، ورأى كيف تتغذى وتتكاثر ، وكيف تغزو الكائنات الحية الدقيقة أجسامنا ، وكيف تقاتل خلايا الدم البيضاء ، التي تمثل المكونات الرئيسية لجهاز المناعة ، ضدها. وشهدت رؤية جديدة كاملة. لقد شاهد العلماء المكونات الخلوية والحمض النووي (DNA) والجينات الوراثية ، وبالتالي لديهم فهم عميق لعلم الوراثة وتطبيقاتها في الهندسة الوراثية. والمثير للدهشة أن المجهر الإلكتروني يستخدم أكثر الأشياء دقة التي لا يمكننا رؤيتها ، وهي الإلكترونات ، لتظهر لنا الجزء الأكثر دقة في تكوين الخلية ووظيفتها التي لا يمكننا رؤيتها. في هذا الصدد ، دعونا لا ننسى التطور الهائل للتلسكوبات الفضائية ، والتي تمكن الإنسان من رؤية الأجرام السماوية البعيدة والاطلاع على تفاصيل النجوم والكواكب. في الواقع ، وطأ البشر على سطح القمر ، ورأوه بأعينهم ، وتفقدوا أرضه ، ونهبوا تربته ، واستكشفت المركبات الفضائية عجائب الكون ، ونقلوا لنا صورًا غير مرئية بالعين المجردة. امام السلف. أما بالنسبة للمناظير الطبية الضوئية (المناظير الداخلية) ، فقد تمكن البشر من استخدام الألياف الضوئية في هذه المناظير لجعل الضوء ينتشر في مسار متعرج. لذلك ، تمكن من رؤية أدق التفاصيل لأنظمة الجسم المتعددة ، وأحدث ثورة في التشخيص المبكر للأمراض والأورام ، وأجرى الجراحة الأكثر دقة دون مضاعفات ، ويمكنه إدخال منظار داخلي صورة العين الاصطناعية للذبابة المنزلية ؛ مسح صورة المجهر الإلكتروني. دقيقة واحدة في الرحم تصور مرحلة نمو الجنين منذ الولادة ، مما يساعد على فهم الأشياء والحقائق في علم الأجنة التي لم نرها من قبل. كما أننا لم نشهد أشياء حدثت في سن مبكرة جدًا ، مثل مزيج من جزيئات المواد. شيء لا يمكننا رؤيته لأنه سريع جدًا. لقد حان الوقت لكي يرى الإنسان هذا الحدث الفريد. واستخدامه يشبه (الكاميرا) تشغيل شعاع الليزر في وقت قصير للغاية من 10 إلى 15 ثانية. وهذا يسمى (فيمتوثانية) ثانية واحدة ، وهو وعد تم الحصول عليه في عام 1999. يعتبر الاكتشاف العلمي للعالم أحمد كزافييه من جائزة بيل في الكيمياء بداية جديدة تسمح لنا برؤية التفاعلات بين ملايين الجزيئات من مواد مختلفة لم نرها من قبل.

ماهو المجهر الضوئي الميكروسكوب

من أجل مراقبة الكائنات الحية الصغيرة والخلايا ، يستخدم علماء الأحياء عادة مجهرًا ضوئيًا مركبًا ، كما هو موضح في الشكل أدناه. للمراقبة بواسطة المجهر الضوئي المركب ، يتم وضع العينة على شريحة زجاجية ، ولكن يجب أن تكون العينة رقيقة بما يكفي لتصبح شفافة أو صغيرة جدًا. ضع الشريحة الزجاجية مع العينة على افتتاح مرحلة المجهر (6). يرتفع الضوء من مصدر الضوء مثل المرآة أو المصباح المركب على القاعدة لأعلى (7) و (8). يمر الضوء عبر العينة ويمر عبر عدسة موضوعية (3) توضع مباشرة فوق العينة ، مما يكبر العينة. بعد ذلك ، تسقط الصورة المكبرة مع تثبيت أسطوانة العدسة على العدسة (1) في العدسة ، وعندما تصبح أكبر ، تراها عين المراقب. تحتوي معظم المجاهر الضوئية على مجموعة من الأهداف بتكبيرات مختلفة. من خلال تدوير عدسة الحيوان ، يمكنك تحديد العدسة وتركيزها في مجال الرؤية. يمكن للعدسة الموضوعية الكبيرة لمجهر بصري مركب نموذجي تكبير الصورة حتى 40 ضعف حجم العينة الأصلية. يسمى هذا التكبير بالتكبير الموضوعي ، وفي هذه الحالة يتم تمثيله بـ 40x (x تعني التكبير) ، ومن ناحية أخرى ، تقوم العدسة بتكبير العينة بمقدار 10 مرات (10x). لحساب تكبير المجهر ، يجب ضرب تكبير أكبر عدسة موضوعية (40x في هذه الحالة) بتكبير العدسة العينية (10x). والنتيجة هي تكبير إجمالي 400 مرة.

اجزاء المجهر

يتم تثبيت العدسة العينية (1) على الطرف العلوي للأسطوانة المعدنية في أعلى نقطة في المجهر ، والتي من خلالها تنظر العين إلى الداخل إلى العينة المراد فحصها. العدسة الموضوعية (3) مثبتة على القرص المتحرك في الطرف السفلي من الاسطوانة المعدنية ، بالقرب من الجسم المكبر. المجهر الموجود في الصورة مزود بثلاث عدسات موضوعية ، يمكنك اختيار إحداها ؛ العدسة الشيئية أقرب إلى العينة ، لذلك تسمى العدسة الشيئية. عدد هذه الأهداف ما بين 2-4 ، وتختلف أحجامها. يمكن تدوير تعديلين (4) ، أحدهما للضبط التقريبي والآخر للضبط الدقيق ، لرفع أو خفض عدسة عينة الدراسة للتوضيح بعد استخدام أي من العدسات الأربع لتحديد التكبير المطلوب. منضدة العمل (المنصة) (6) هي طائرة يمكن رفعها وخفضها أو تثبيتها ، مع فتحة ومشابك معدنية في المنتصف ، والتي تستخدم لتثبيت الشريحة الزجاجية التي توضع عليها العينة المراد تكبيرها. توجد المرآة (7) في الجزء السفلي من طاولة العمل ، وتتمثل وظيفتها في توجيه الضوء من خلال فتحة طاولة العمل وإضاءة العينة المركبة على الشريحة الزجاجية. بعض المجاهر مجهزة بمصابيح ضوئية بدلاً من المرايا. يحتوي المكثف (8) على وظيفة التكثيف ، والتي تجعل الضوء في شعاع واحد ويضيء المصباح الكشاف العينة الرقيقة ، بحيث يمر الضوء ويسقط على العدسة الشيئية.

المجهر او الميكروسكوب الالكتروني

تحدد الخصائص الفيزيائية قدرة تمييز المجهر الضوئي. إذا تجاوز التكبير 2000 مرة ، ستصبح الصورة النموذجية ضبابية أو مشوشة. لفحص عينات الخلايا الأصغر ، مثل كروموسومات الخلية أو الفيروسات ، قد يختار العلماء نوعًا من عدة أنواع من المجاهر الإلكترونية. في المجهر الإلكتروني ، يتم تصوير شعاع الإلكترون بدلاً من شعاع الضوء ، مما يعطي صورة مكبرة للعينة. هذا لأن الإلكترونات لها خصائص موجية ، وطولها الموجي أصغر بكثير من الضوء المرئي. لذلك ، فإن المجهر الإلكتروني أقوى بكثير من المجهر الضوئي لأنه يستخدم الخصائص الموجية للإلكترونات ، ومن خلال التحكم في أطوال موجاتها ، يمكن الحصول على صور تكوين جسم مجهرية أكثر دقة. (يجب أن يكون الطول الموجي لشعاع الضوء المستخدم أصغر من مقياس الجسم الذي يتم فحصه بواسطة المجهر ، وإلا فلن ينجح الفحص. وهذا هو سبب استخدام العلماء للمجاهر الإلكترونية ، لأن طول ضوءها أقل من الطول من الضوء المرئي من الضروري الحصول على صورة مكبرة واضحة ، أي أن الطول الموجي للضوء الموجه إلى الكائن أقل من قيمته المقاسة ، لذلك يتم تحديد الطول الموجي للضوء (يتراوح الطول الموجي للضوء المرئي بين 380 نانومتر و 750 نانومتر ). بالنسبة للطول الموجي ، على سبيل المثال ، يمكن التحكم في شعاع الإلكترون وتقليله إلى 3 نانومتر. لذلك يمكننا الحصول على صورة أكثر دقة وتكبيرها مليون مرة. يمكن لبعض المجاهر الإلكترونية أن تظهر محيط الذرات الفردية في العينة. DNA البلازميد (شظايا DNA) بأشكال مختلفة يراها تلسكوب الإلكترون النافذ. (التكبير 60.000 × / 80 كيلو فولت) يرسل المجهر الإلكتروني النافذ (EMN) شعاعًا من الإلكترونات عبر شريحة عينة رفيعة جدًا ، بينما تقوم العدسة المغناطيسية بجمع أشعة الإلكترون التي تمر عبر العينة وتوسع الصورة وتعديلها من خلال رؤيتها على شاشة فيديو أو فيلم فوتوغرافي ؛ هذه العملية سيتم إنشاء صورة مشابهة للصورة التي تراها في الصورة أ. يمكن لمجهر الإرسال الإلكتروني تكبير الأشياء حتى 200000 مرة ، ولكن أحد عيوبه هو أنه لا يمكن استخدامه لمراقبة العينات الحية. أما بالنسبة لمجهر المسح الإلكتروني (SEM) ، فإنه يوفر لنا صورًا مجسمة مذهلة ، كما هو موضح في الشكل ب. ليس من الضروري قطع العينة إلى شرائح رفيعة من أجل رؤية الداخل ، يكفي رش طلاء معدني رقيق. يمر شعاع من الإلكترونات عبر سطح العينة ، مما يتسبب في أن ينبعث الطلاء المعدني شعاع الإلكترون إلى شاشة الفوسفور أو لوحة التصوير ، مما يؤدي إلى تكوين صورة لسطح الجسم. يمكن لمجاهر المسح الإلكتروني أن تكبر الأجسام مليون مرة ، لكن لا يمكن استخدامها لمراقبة العينات الحية ، تمامًا كما في حالة المجاهر الإلكترونية الناقلة ، لأن طاقة الإلكترونات عالية جدًا (كلما زادت الطاقة ، زاد طول الموجة الإلكترونات وأشعتها). باختصار).

قد يعجبك ايضا
نحن نستخدم ملفات تعريف الارتباط لنمنحك أفضل تجربة ممكنة على موقعنا. بالمتابعة في استخدام هذا الموقع، فإنك توافق على استخدامنا لملفات تعريف الارتباط.
قبول
سياسة الخصوصية