• Advertisement

آشنائي با ميكروسكوپ و انواع آن

مطالب درسی مربوط به دانشجویان زیست دریا در این بخش قرار دارد

مدير انجمن: yasaman

آشنائي با ميكروسكوپ و انواع آن

پستتوسط yasaman » سه شنبه 25 اسفند 1388, 11:55 am

آشنائي با ميكروسكوپ و انواع آن
________________________________________
میکروسکوپ چیست ؟
ميكروسكوپ يكي از وسايل آزمايشگاهي اصلي در آزمايشگاه گياه شناسي است . كه در اينجا انواع آن را مورد بحث و بررسي قرار داده و طرز كار با ميكروسكوپ نوري معمولي را به تفصيل ارائه مينمائيم .
ميكروسكوپهاي مختلف داراي بزرگنمائي هاي متفاوتي ميباشند كه عموماً با وجود عدسيهاي گوناگون، تصوير نمونه مورد نظر چند برابر ميشود . اصول كلي در تمامي انواع ميكروسكوپها براساس عبور نور با طول موجهاي متفاوت از چندين عــدسي محدب ميباشد كه هرچقدر طول موج نور بكار رفته در ميكروسكوپ مزبور كوتاهتر باشد قدرت تفكيك و يا جــداكنندگي آن ميكروسكوپ بيشتر است . براي مثال قدرت تفكيك چشم انسان 1/0 ميليمتر ميباشد و ميكروسكوپ نوري معمولي 24/0 ميكرون .
در طول قرن هیجدهم میکروسکوپ در زمره وسایل تفریحی به شمار می‌آمد. با پژوهشهای بیشتر پیشرفتهای قابل توجهی در شیوه ساختن عدسی شئی حاصل شد. بطوری که عدسی‌های دیگر بصورت ذره‌ بینهای معمولی نبودند بلکه خطاهای موجود در آنها که به کجنمایی معروف هستند، دفع شده‌اند و آنها می‌توانستند جرئیات یک شی را دقیقا نشان دهند. پس از آن در طی پنجاه سال، پژوهشگران بسیاری تلاش کردند تا بر کیفیت و مرغوبیت این وسیله بیافزایند. بالاخره ارنست آبه توانست مبنای علمی میزان بزرگنمایی میکروسکوپ را تعریف کند.
بدین ترتیب میزان بزرگنمایی مفید آن بین ۵۰ تا ۲۰۰۰ برابر مشخص شد. البته می‌توان میکروسکوپ‌هایی با بزرگنمایی بیش از ۲۰۰۰ برابر ساخت. مثلاً قدرت عدسی چشمی را بیشتر کرد. اما قدرت تفکیک نور ثابت است و درنتیجه حتی بزرگنمایی بیشتر می‌تواند دو نقطه از یک شی را بهتر تفکیک کند. هر چه بزرگنمایی شی افزایش یابد به میزان پیچیدگی آن افزوده می‌شود. بزرگنمایی شی در میکروسکوپهای تحقیقاتی جدید معمولاً ۳X، ۶X، ۱۰X، ۱۲X، ۴۰X و ۱۰۰X است. در نتیجه بزرگنمایی در این میکروسکوپ بین ۱۸ تا ۱۵۰۰ برابر است. چون بزرگنمایی میکروسکوپ نوری بدلیل وجود محدودیت پراش از محدوده معینی تجاوز نمی‌کند برای بررسی بسیاری از پدیده‌هایی که احتیاج به بزرگنمایی خیلی بیشتر دارند مفید است. تحقیقات بسیاری صورت گرفت تا وسیله دقیق تری با بزرگنمایی بیشتر ساخته شود. نتیجه این پژوهشها منجر به ساختن میکروسکوپ الکترونی شد.
انواع میکروسکوپ از نظر نوع آشکارساز
میکروسکوپ‌های الکترونی
میکروسکوپ الکترونی روبشی
میکروسکوپ الکترونی عبوری
میکروسکوپ نوری
میکروسکوپ نوری عبوری
میکروسکوپ نوری بازتابی
میکروسکوپ‌های پراب پویشی
میکروسکوپ نیروی جانبی
میکروسکوپ نیروی اتمی
میکروسکوپ نیروی مغناطیسی
میکروسکوپ تونلی پویشی
میکروسکوپ میدان نزدیک نوری
میکروسکوپ ولتاژ پویشی
انواع ميكروسكوپ به طور کلی به سه دسته زیر تقسیم می شوند :
1. ميكروسكوپ پلاريزان:
كاربرد آن در زمين شناسي است و براي مطالعه خواص نوري بلورها، شناسايي كاني ها ،مطالعه پترولوژي و پتروگرافي سنگ هاي آذرين ،دگرگوني و رسوبي از آن استفاده مي شود
2. ميكروسكوپ پيناكولار:
دوچشمي هستند و فقط اجسام را بزرگ مي كنند در زمين شناسي در قسمت فسيل شناسي كاربرد بيشتري دارد.
3. ميكروسكوپ انعكاسي:
براي شناسايي كاني هاي فلزي مورد استفاده قرار مي كيرند چون آن ها نور را از خودشان عبور نمي دهند .و براي مطالعه شكل و اندازه آنها بررسي مراحل كاني سازي ،وضعيت و رابطه نسبي كاني ها به يكديگر.
انواع میکروسکوپ آشکارساز
میکروسکوپ نوری
با توجه به گسترش روز افزون میکروسکوپها در شاخه‌های مختلف علوم پزشکی و صنعت هر روزه شاهد پیشرفتهای مختلف در صنعت میکروسکوپها می‌باشیم. این پیشرفتها شامل پیشرفت سیستم روزی طراحی اجزای مکانیکی ، پایداری استحکام و راحتی در استفاده از آنها می‌باشد. میکروسکوپهای نوری معمولی که در تحقیقات بیولوژیکی و پزشکی بکار می‌روند دو دسته می‌باشند. یک دسته دارای چشمه نوری مجزا از میکروسکوپ می‌باشند و دسته دوم میکروسکوپهایی می‌باشند که دارای چشمه نوری تعبیه شده در میکروسکوپ می‌باشند. میکروسکوپهای معمولی مدرن مورد استفاده از نوع دوم می‌باشد و تقریبا ساخت و استفاده نوع اول منسوخ شده است.
اجزای اصلی میکروسکوپ نوری
پایه
یک قطعه شامل یک بخش پایین به صورتهای مختلف و گاهی بصورت نعل اسبی می‌باشد که بر روی میز محل مطالعه قرار می‌گیرد. پایه دارای ستون می‌باشد که اجزا مختلف به آن متصل می‌شود، وزن پایه نسبتا زیاد است و اجزائی که بر روی پایه سوارند عبارتند از: چشمه نور و حرکت دهنده لوله میکروسکوپ.
لوله
میکروسکوپهای مختلف تک چشمی (monocular) و یا دو چشمی (binocular) می‌باشند، وقتی به مدت طولانی می‌خواهیم از میکروسکوپ استفاده کنیم دو چشمی بهتر است، چون مانع خستگی چشم می‌باشد. لوله شامل دو گروه عدسی به نامهای چشمی و شیئی است.
عدسیهای شیئی
در میکروسکوپهای معمولی چهار عدسی شیئی بر روی صفحه چرخان نصب شده که ویژگیهای این عدسیها بصورت زیرا است:
عدسی شیئی آکروماتیک X10 (16 میلیمتری با N.A = 0.3)
عدسی شیئی آکروماتیک X40 (4 میلیمتری با N.A = 0.65)
عدسی فلورئیت X45 (35 میلیمتری)
عدسی آکروماتیک X90 (2 میلیمتری و N.A = 1.2)
دو عدسی اول در حالت خشک و دو عدسی بعدی در حالت ایمرسیون روغنی مورد استفاده قرار می‌گیرند. وظیفه عدسی شئی تهیه تصویر بزرگ شده از شیئی مورد نظر است عدسیهای شیئی وقتی به صورت خشک بکار می‌روند، دارای N.A زیاد نمی‌باشند و لذا مدت تفکیک آنها است. استفاده از روش ایمرسیون روغنی می‌تواند موجب افزایش N.A و افزایش روزلوشن شود. عدسیهای شیئی معمولا بصورت عدسیهای مرکب می‌باشند. کیفیت در عدسیهای شیئی وابسته به شدت روشنایی تصویر می‌توان تفکیک می‌باشد.
عدسیهای چشمی
وظایفی که چشمی بر عهده دارند عبارتند از: بزرگ سازی تصویر معکوس حاصله از عدسی شیئی ، تشکیل تصویر مجازی از تصویر حاصله بوسیله عدسی شیئی ، اندازه گیری و سنجش اجزا واقع در تصویر. چشمیها دارای انواع مختلفی می‌باشند که دو نوع معروف و معمول آنها عبارتند از چشمی هویگنس (Huygenian) و چشمی رامزدن (Ramsden). چشمی هویگنس متشکل از دو عدسی سطح محدب می‌باشد که یک طرف هر کدام مسطح و یکطرف محدب می‌باشد.
در نوع هویگنس سطح محدب هر دو عدسی بطرف پایین می‌باشد و بین این دو عدسی دیافراگم قرار گرفته ، دیافراگم در محل کانون عدسی بالای عدسی چشمی واقع است. عدسی پایین پرتوهای رسیده از عدسی شی را جمع آوری نموده و در محل دیافراگم یا در نزدیکی آن متمرکز می‌نماید. عدسی چشمی این تصویر را بزرگ نموده و البته بصورت یک تصویر مجازی بزرگ شده به چشم فرد مشاهده‌گر منتقل می‌کند.
کار دیافراگم کاهش خیره کننده‌گی نور رسیده به چشم بیننده است.چشمیهای هویگنس به چشمیهای منفی معروفند و دارای بزرگنمایی 10 و 5 می‌باشند. چشمی هویگنس دارای قیمت نسبتا ارزان و کارایی مناسب می‌باشد، اشکال عمده آن محدود بودن میدان دید و عدم تامین راحتی کافی برای چشم است. چشمیهای رامزدن به چشمیهای مثبت معروفند، این چشمیها با دقت خوبی انحرافات عدسیهای آپکروماتیک را تصحیح می‌نمایند.
سیستم روشنایی
میکروسکوپها دارای محدودیتهای متعددی می‌باشند و لیکن در عمل اغلب روشنایی میکروسکوپ موجب محدودیت اصلی می‌شود. بنابراین تلاشهای زیادی در تهیه روشنایی و روش تهیه روشنایی مناسب برای میکروسکوپها گردیده است. پس تهیه نور مناسب می‌تواند نقش اساسی در وضوح تصویر داشته باشد. روشنی محیط نمی‌تواند برای تهیه تصویر مناسب و کافی باشد، لذا در تهیه روشنایی حتما باید از لامپها و چشمه‌های مصنوعی نوری استفاده می‌شود. لامپهای مورد استفاده در میکروسکوپها عبارتند از:
• لامپ هالوژن: این لامپ نور سفید ایجاد می‌کند و متشکل از یک رشته تنگستن در گاز هالوژن می‌باشد. حاصلضرب شدت نور حاصله در طول عمر این لامپ تقریبا ثابت است. از لحاظ قیمت در مقایسه با لامپ جیوه و گزنون ارزانتر می‌باشد و برای کارهای فتومیکروگرافی مفید است.
• لامپ تنگستن: این لامپها در میکروسکوپهای ارزان قیمت و آموزشی بکار می‌روند.
• لامپ گزنون: این نوع لامپ یک لامپ تخلیه الکتریکی است. این لامپها دارای پایداری بیشتری نسبت به لامپهای جیوه‌ای می‌باشند.
• لامپ جیوه‌ای: این لامپ همانند لامپ گزنون از طریق تخلیه الکتریکی ایجاد نور می‌نماید. لامپ جیوه‌ای حاوی مقدار کمی جیوه است که در اثر یونیزه شدن هوای داخل لامپ ، یونهای تولید شده موجب تبخیر و یونیزه شدن جیوه‌ها می‌شوند.
کندانسور
وظیفه کندانسور متمرکز سازی نور بر روی نمونه می‌باشد. کندانسور در زیر Stage که محل قرار‌‌‌گیری نمونه است واقع می‌شود.
• کندانسور آبه: این نوع کندانسور عموما در میکروسکوپهای معمولی بکار می‌روند. در این نوع کندانسورها دو عدسی بکار رفته است و دارای قیمت ارزان می‌باشند. این کندانسورها با عدسیهای شیئی و آکرومات CF با بزرگنمایی 4x تا 100x برای مشاهدات عمومی و کاربردهای تشخص مفید می‌باشند.
• کندانسور با عدسی متحرک: این کندانسور برای فتومیکروگرافی همراه با عدسی‌های شیئی و پلن آکرومات از نوع CF مفید می‌باشند.
• کندانسور آکرومات: این گروه کندانسور در مشاهدات و فتومیکروگرافی مورد استفاده قرار می‌گیرد این نوع کندانسور با عدسیهای شیئی 4x تا 100x می‌تواند بکار رود.
• کندانسور آکرومات - آپلانت: این نوع کندانسور را پایه همراه با عدسی های شیئی آپوکرومات بکار برد این کندانسور ها برای فتومیکروگرافی جهت تصویرگیری از اجزا بسیار ریز بسیار مفید می باشد.
• کندانسور جهت عدسیهای شیئی با توان کم ، که این نوع کندانسور معمولا در بزرگنماییهای بسیار پایین مثل عدسی شیئی با بزرگنمایی 4x تا 460x مفید هستند.
چگونگی تشکیل و مشاهده تصویر
نور به صورت موج سینوسی پیوسته انتشار نمی‌یابد و لیکن می‌توان تصور کرد که یک فوتون همچون یک بار ولی با سرعت 300000 کیلومتر در ثانیه حرکت می‌کند. و چون این ذرات بطور پی‌در‌پی در حال تعقیب یکدیگرند، لذا در عمل راهی جز نمایش آنها به صورت یک موج پیوسته نیست. فوتونهای نوری می‌توانند دارای طول موجهای متفاوتی باشند، رنگ نور بوسیله طول موج آن تعیین می‌شود. مخلوط نورهای مختلف موجب تحریک شبکیه چشم می‌شود که انسان احساس رنگ سفید می‌نماید.
اکثرا اشیایی که توسط میکروسکوپ مشاهده می‌شوند نسبت به نور شفاف می‌باشند و اجزای آنها تنها وقتی قابل مشاهده می‌باشند که این اجزا نسبت به زمینه دارای کنتراست (کنتراست در شدت و یا رنگ) باشند. وقتی که نور سفید به یک جسم قرمز بتابد، تمامی طول موجهای موجود در نور سفید بجز نور قرمز در آن جذب می‌شود. بنابراین یک جسم با ناحیه قرمز را در یک زمینه سفید بخاطر آنکه دارای کنتراست رنگی می‌باشد می‌توان دید.
عدسی شیئی در میکروسکوپ که یک عدسی همگرا با فاصله کانونی کوچک است، تصویر حقیقی و وارونه و بزرگتر از شیئ را تشکیل می‌دهد. برای این منظور شیئ باید بین کانون عدسی شیئی و قرار گیرد، توان عدسی شیئی بزرگتر از توان عدسی چشمی است و تصویر اول را بزرگتر می‌کند (عدسی چشمی مثل ذره بین عمل می‌کند) و تصویر حاصل از عدسی شیئی باید در فاصله کانونی عدسی چشمی باشد. از این شیئ ، تصویر مجازی نهایی تشکیل می‌شود که بزرگتر است.
میکروسکوپ الکترونی (Electron Microscopy)
میکروسکوپ الکترونی نوعی میکروسکوپ مرکب است. اولین میکروسکوپ مرکب ، احتمالا در سالهای 1600 میلادی توسط دو نفر هلندی به نام هانس و زاکاریاس جنس ساخته شد. درسال 1873 ارنست آبه ثابت کرد که برای تشخیص دقیق دو ذره نزدیک به هم ، طول موج نور نباید بیشتر از دو برابر فاصله دو ذره از یکدیگر باشد. بالاخره درسال 1939 اولین میکروسکوپ الکترونی ساخته شد.
سیر تحولی و رشد
میکروسکوپهای اولیه که میکروسکوپ ساده نام داشت، شامل فقط یک عدسی بودند اما میکروسکوپ الکترونی ، که میکروسکوپ مرکب است از ترکیب حداقل دو عدسی بوجود آمده است. در طول قرن هیجدهم میکروسکوپ در زمره وسایل تفریحی به شمار می‌آمد. با پژوهشهای بیشتر پیشرفتهای قابل توجهی در شیوه ساختن عدسی شئی حاصل شد. بطوری که عدسیهای دیگر یصورت ذره‌ بینهای معمولی نبودند بلکه خطاهای موجود در آنها که به کنجهایی معروف هستند، دفع شده‌اند و آنها می‌توانستند جرئیات یک شی را دقیقا نشان دهند. پس از آن در طی پنجاه سال ، پژوهشگران بسیاری تلاش کردند تا بر کیفیت و مرغوبیت این وسیله بیافزایند. بالاخره ارنست آبه توانست مبنای علمی میزان بزرگنمایی میکروسکوپ را تعریف کند.
بدین ترتیب میزان بزرگنمایی مفید آن بین 50 تا 2000 برابر مشخص شد. البته می‌توان میکروسکوپ‌هایی با بزرگنمایی بیش از 2000 برابر ساخت. مثلا قدرت عدسی چشمی را بیشتر کرد. اما قدرت تفکیک نور ثابت است و درنتیجه حتی بزرگنمایی بیشتر می‌تواند دو نقطه از یک شی را بهتر تفکیک کند. هر چه بزرگنمایی شی افزایش یابد به میزان پیچیدگی آن افزوده می‌شود. بزرگنمایی شی در میکروسکوپهای تحقیقاتی جدید معمولا 3X ، 6X ، 10X ، 12X ، 40X و 100X است. در نتیجه بزرگنمایی در این میکروسکوپ بین 18 تا 1500 برابر است. چون بزرگنمایی میکروسکوپ نوری از محدوده معینی تجاوز نمی‌کند برای بررسی بسیاری از پدیده‌هایی که احتیاج به بزرگنمایی خیلی بیشتر دارند مفید است. تحقیقات بسیاری صورت گرفت تا وسیله دقیق تری با بزرگنمایی بیشتر ساخته شود. نتیجه این پژوهشها منجر به ساختن میکروسکوپ الکترونی شد.
مکانیزم
میکروسکوپ مرکب از یک لوله تشکیل شده که در دو انتهای آن دو عدسی شئی نزدیک به شی مورد مطالعه و عدسی چشمی قرار دارد. تصویری که توسط عدسی شئی بوجود می‌آید، بوسیله عدسی چشمی بزرگتر می‌شود. به این جهت بزرگنمایی آن بیش از قدرت یک عدسی است. در میکروسکوپهای پیشرفته ، دستگاه نوری پیچیده تر است. بدین ترتیب که در آنها علاوه بر لامپ ، یک کندانسور (مجموعه عدسیهای متمرکز کننده نور) و یک دیافراگم که شدت نور را کنترل می‌کند، قرار داده شده است. لامپی که در این نوع میکروسکوپها مورد استفاده قرار می‌گیرد، با ولتاژ کم کار می‌کند. لامپهای فراوانی برای این منظور وجود دارند که هرکدام نوری با شدت و طول موج مورد نظر تامین می‌کنند. بنابراین برای تفکیک دو نقطه نزدیکتر از 2500 آنگستروم باید از میکروسکوپ الکترونی استفاده کرد.
زیرا طول موج الکترون از طول موج نور کمتر است. اولین میکروسکوپ الکترونی که ساخته شد، درست مانند میکروسکوپ نوری که شعاع نور را از داخل نمونه مورد مطالعه عبور می‌دهد، شعاع الکترون را از داخل مقطع بسیار نازکی عبور می‌دهد. چون تراکم مواد در تمام قسمتهای نمونه مورد مطالعه یکسان نیست، میزان الکترونی که از قسمتهای مختلف عبور می‌کند متفاوت است. درنتیجه تصویری از قسمتهای تاریک و روشن آن بدست می‌آید. میکروسکوپ الکترونی دارای یک قسمت لوله‌ای شکل است که الکترون می‌تواند آزادانه از آن عبور کند. در قسمت بالای لوله یک قطب منفی الکتریکی به شکل رشته سیم نازک وجود دارد که جنس آن از تنگستن است. این قسمت آنقدر حرارت داده می‌شود تا بتواند از خود الکترون آزاد کند.
این عمل با ایجاد اختلاف پتانسیل از 20000 تا 100000 ولت بین کاتد و آند صورت می‌گیرد. در نتیجه یک شعاع الکترونی بسوی پایین قسمت لوله‌ای شکل شتاب داده می‌شود. به این سیستم تفنگ الکترونی می‌گویند. در طول لوله عدسیهایی همگرا اندازه و روشنایی شعاع الکترونی را قبل از برخورد با نمونه مورد مطالعه کنترل می‌کنند. مقطع مورد بررسی روی یک صفحه مشبک دایره شکلی قرار داده می‌شود. شعاع الکترونی پس از عبور از مقطع و قبل از این که به حد بزرگنمایی نهایی برسد، از میان عدسیهایی شئی عبور کرده و تنظیم می‌شود. سپس توسط عدسیهایی بر روی صفحه زیر میکروسکوپ منعکس می‌شود. چگالی بزرگنمایی بیشتر میکروسکوپها از 50 تا 800000 برابر است. صفحه زیر میکروسکوپ از مواد فسفردار (فسفید روی) پوشانیده شده که در مقابل پرتو الکترون از خود نور تولید می‌کند. در زیر این صفحه یک دوربین عکاسی قرار دارد که از تصویر روی صحنه عکس می‌گیرد.
اطلاعاتی که میکروسکوپ الکترونی ارائه می‌دهد.
• توپوگرافی شی (نقشه برداری در این کار با آشکار کردن مشخصات سطح و بافت داخلی شی ، می‌توان به خواصی مانند سفتی و میزان ارتجاعی بودن آن پی برد.
• مورفولوژی (زیست شناسی به دلیل اینکه در این رویت شکل و سایر ذرات مشخص است، می‌توان به نیروی استحکام پی برد.
• ترکیب: این میکروسکوپ می‌تواند عناصر سازنده شی را مشخص نماید. بنابراین می‌توان به خواصی مانند نقطه ذوب ، اکتیویته شی دست یافت.
• بلور شناسی: میکروسکوپ الکترونی چگونگی چیده شدن اتم را در مجاورت یکدیگر نشان می‌دهد. به این ترتیب می‌توان آنها را از نظر رسانایی و خواص الکتریکی بررسی نمود.
• میکروسکوپ فلورسانت (fluorescent microscope)
• انواع خاصی از میکروسکوپ نوری که منبع نور آن پرتوهای فرابنفش است.برای مشاهده نمونه زیر این میکروسکوپ ها بخش ها یا ملکول های ویژه داخل سلول با مواد فلورسانت یا نورافشان رنگ آمیزی می شوند. زمانی هدف تشخیص پروتئین های خاص یا جایگاه آنها در سلول باشد، روش های معمولی رنگ آمیزیکه پروتئین ها را به طور عام رنگ می کنند قابل استفاده نیست.برای رنگ آمیزی اختصاصی، معمولا از پادتن های اختصاصی متصل به مواد فلورسانت استفاده می شود.مواد فلورسانت نور را در طول موج فرابنفش جذب می کنند و در طول موج بلندتری در طیف مرئی تابش می کنند. تصویری که دیده می شود حاصل نور تابش شده از نمونه است. رودامین و فلورسئین دو نوع از رنگ های معمول فلورسانت هستند که به ترتیب نور قرمز و سبز از خود تابش می کنند.
• میکروسکوپ اختلاف فاز (phase contrast microscope)
• مزیت میکروسکوپ اختلاف فاز در این است که می توانیم با آن سلول های زنده را با جزئیات بیشتر مشاهده کنیم.تیمارهایی مثل تثبیت نمونه می توانند دگرگونی هایی در ساختار درونی سلول بوجود آورند. بنابراین مطاله سلوله های زنده که هیچ تیماری ندیده اند خیلی مطلوب است. می توان فرایند هایی مثل تقسیم میتوز(mitosis) در سلول های زنده را نیز با این میکروسکوپ ها مطالعه کرد. در برخی موارد برای عکس برداری پیوسته و دراز مدت از سلول فعال ، دوربینی به میکروسکوپ وصل می شود.مطالعه سلولهای زنده با میکروسکوپ تداخلی(interference microscope) و میکروسکوپ زمینه سیاه(dark field microscope) نیز مقدور است. سیسم های نوری خاصی در تمام این نوع میکروسکوپ ها وجود دارد که به علت ویژگی آنها تباین کافی بین اجزای سلول ایجاد و مشاهده ی سلول های زنده مقدور می شود. استفاده از میکروسکوپ زمینه سیاه برای مشاهده ی حرکت باکتری معمول است، که در این مورد ایجاد تباین بین سلول باکتری زنده و محیط اطرافش مهم است.
• میکروسکوپ الکترونی نگاره (scanning electron microscope) نوع ساده تر میکروسکوپ الکترونی است برای بررسی نمونه با این میکروسکوپ ، نمونه با لایه ای نازک از فلز سنگین به صورت یکنواخت پوشیده شود. الکترون های تابیده شده به سطح نمونه از هیچ ناحیه ای از آن عبور نمی کنند، بلکه در برخورد با سطح نمونه باعث تولید الکترون های بازتابیده می شوند. این الکترون ها تشخیص داده شده و تصویری سه بعدی از سطح نمونه حاصل می گردد. قدرت جداسازی میکروسکوپ الکترونی نگاره حدود nm10 است.
• میکروسکوپ STM و میکروسکوپ پرتو X
• STM حروف اول Scanning Tunneling Microscope است این نوع میکروسکوپ در دهه 1970 اختراع شد و مخترعان آن در سال 1981 جایزه نوبل را دریافت کردند.همانطور که گفته شد طول موج محدودیتی برای میزان R تعیین می کند. نوآوری STM در این است که در آن امواج نوری یا امواج نوع دیگر به کار گرفته نمی شودو هیچ نوع عدسی در آن وجود ندارد.بیان دقیق نحوه کار این میکروسکوپ خارج از توان این مطلب است ولی به طور خلاصه سوندی که نوک آن به اندازه یک اتم است، ویژگی های نمونه را در ابعاد اتمی روبش می کند. STM ساختار سطحی نمونه را بررسی می کند.اما میکروسکوپ مشابه دیگر ویژگی های الکتریکی ، مغناطیسی و یا دمای نمونه را تعیین می کنند. در حال حاضر این میکروسکوپ ها برای نمونه های زیستی و بیشتر برای نمونه های غیر زیستی مورد استفاده قرار می گیرند.
• میکروسکوپ پرتو X نوع دیگری از میکروسکوپ های نوین است که کاربرد بیشتری برای نمونه های زیستی دارد. قدرت جداسازی آن چند صد آنگسترم و ضعیفتر از میکروسکوپ الکترونی است ، اما سلول های زنده با آن قابل بررسی هستند.
ميكروسكوپ ماوراء بنفش ( Ultra Violet Microscope )
ميكروسكوپ ماوراء بنفش يا ميكروسكوپ U.V. كه منبع تغذيه نور ، اشعه U.V. ميباشد. نسبت به ميكروسكوپ نوري معمولي قدرت تفكيك بالاتري داشته چراكه اشعه ماوراء بنفش طول موج كوتاهتري نسبت به نور مرئي دارد . عدسي شيئي بكار رفته در اين ميكروسكوپ از جنس كوارتز ميباشد. بدليل مضر بودن اشعه ماوراء بنفش براي چشم انسان، از تصوير شيء عكسبرداري شده و سپس بر روي صفحه مانيتور قابل مشاهده است ( قدرت تفكيك 600 آنگستروم ).
ميكروسكوپ زمينه سياه ( Dark Field Microscope )
منبع تغذيه نور در اين نوع ميكروسكوپ نور مرئي ميباشد و با ايجاد انكسار نور توسط آئينه هاي محدب و مقعر شيء يا نمونه مورد بررسي، شفاف و نوراني در زمينه سياه ديده ميشود.
اجزاي ميكروسكوپ نوري
1- اجزاي نوري : اجزاي نوري عمدتاً مشتمل بر منبع تغذيه نور و قطعات مرتبط با آن ميباشد ، از قبيل لامپ با ولتاژ 20 وات ، فيلتر تصحيح نور و كندانسور كه كندانسور مشمل بر پنج قطعه است كه نور را تصحيح كرده و بر روي نمونه يا شيء مورد بررسي متمركز ميكند:
1 – فيلتر رنگي ( تصحيح نور ) 2 – ديافراگم كه حجم نور را تنظيم ميكند
3 – دو عدد عدسي محدب 4 – پيچ نگهدارنده كندانسور 5 - پيچ تنظيم ديافراگم
اجزاي مكانيكي :
1 – پايه ( Base ) : كليه قطعات ميكروسكوپ بر روي پايه مستقر ميباشد . در برخي از مدلهاي ميكروسكوپ نوري منبع نور ، فيوز و كابل برق در پايه تعبيه ميگردد .
2 – دسته ( Handle ) : جهت حمل و نقل ميكروسكوپ از دسته استفاده ميشود . نكته قابل توجه آنكه به هنگام جابجايي ميكروسكوپ آن را روي ميز كار نمي كشيم .
3 – لوله ميكروسكوپ ( Barrel مشتمل بر عدسي شيئي ( Ocular lens ) و عدسي چشمي (Objective lens) كه با بزرگنــمائي هاي مختلف طراحي مي شوند. عــدسي شيـئي داراي بزرگنمائي هاي X4 ، X10 ،X40 ، X60 و X100 و عدسي چشمي داراي بزرگنمائي هاي X10 ، X15 ، X18 ميباشد كه بسته به نوع ميكروسكوپ متفاوت است. عدسي شيئي معمولاً از چندين عدسي محدب كه در آن تعبيه شده است تشكيل ميگردد.
4 - صفحه گردان يا متحرك ( Revolver ) : عدسيهاي شيئي بر روي اين صفحه قرار ميگيرند و با چرخاندن آن موقعيت عدسيهاي شيئي تغيير ميكند.
5 - پيچ حركات تند ( Macrometrique ) : اين پيچ بر روي دسته تعبيه شده است و باعث ميگردد كه صفحه پلاتين با سرعت بيشتري در جهت عمودي جابجا شود.
6 – پيچ حركات كند ( Micrometrique ) : اين پيچ بر روي پيچ حركات تند قرار داد و صفحه پلاتين را در جهت عمودي و درحد ميكرون جابجا ميكند .
7 – صفحه پلاتين ( Platine plate ) : صفحه اي است كه نمونه مورد نظر روي آن قرار ميگيرد و در جهت طول و عرض داراي دو خط كش مدرج ميباشد كه جهت ثبت و يادداشت مكان يك نمونه خاص بكار ميرود .
8 – پيچ طول و عرض : اين پيچ زير صفحه پلاتين قرار دارد كه آن را در جهت طول و عرض جابجا ميكند .
بزرگنمائي يك ميكروسكوپ حاصل ضرب بزرگنمائي عدسي شيئي در بزرگنمائي عدسي چشمي ميباشد .
نماد کاربر
yasaman
کاربر ممتاز
کاربر ممتاز
 
پست ها : 1504
تاريخ عضويت: شنبه 17 بهمن 1388, 5:51 pm
محل سکونت: تهران
تشکر کرده: 0 بار
تشکر دریافت کرده: 20 بار

Re: آشنائي با ميكروسكوپ و انواع آن

پستتوسط yasaman » سه شنبه 25 اسفند 1388, 11:57 am

افزايش بزرگ‌نمايي در ميکروسکوپ‌هاي روبشي نوري
ميکروسکوپ‌هاي روبشي نوري ميدان نزديک (NSOMs) به‌دليل محدوديت نور در طول موج‌هاي بسيار کم، مشکل محدوديت پراش را دارند؛ بنابراين بيشترين بزرگ‌‌نمايي در آنها حدود 50 نانومتر است.

استفاده از نانومواد فعال نوري (مانند فلورسانس) و اتصال آنها به نوک ميکروسکوپ، منجر به افزايش بزرگ‌‌نمايي مي‌شود. اين نانوماده به‌وسيله‌ي پرتوي ليزر تابانده و به‌وسيله‌ي آن تحريک شده و به نشر نور مي‌پردازد. تصويربرداري يا طيف‌سنجي با نور منتشرشده از نانوماده صورت ميگيرد. با استفاده از اين روش، بزرگ‌نمايي فضايي در ميکروسکوپ‌هاي روبشي نوري ميدان نزديک به اندازه‌ي خود نانوماده خواهد رسيد.

گروه تحقيقاتي هانت در مؤسسه‌ي نيل و دانشگاه ژوزف فوريه با همکاري همتايان خود در آزمايشگاه‌هاي LPQM و ENS موفق به پيوند زدن يک نانوبلور فلورسانس الماس 20 نانومتري به نوک ميکروسکوپ روبشي نوري ميدان نزديک شدند. پيوند انجام‌شده به قدري محکم بود که از آن به‌عنوان منبع نور در تصويربرداري در ميکروسکوپ روبشي نوري ميدان نزديک استفاده شد.

منبع تک‌فوتون مورد استفاده در اين دستگاه بايد بتواند تک‌پلاسمون‌ها را در محل مشخصي درون نانوساختارها ايجاد کند. اين مسئله موجب شده كه اين دستگاه در مطالعات اپتيک کوانتومي با تک‌پلاسمون بسيار مفيد واقع شود.

محققان مدعي‌اند که ميکروسکوپ اصلاح‌شده‌ي آنها قابل استفاده در بسياري از حوزه‌ها همچون تعيين دقيق موقعيت سه‌بعدي مواد کوانتومي در مغناطيس‌سنجي با بزرگ‌نمايي بالا است.

يکي از مزاياي پروژه‌ي انجام‌شده به‌وسيله‌ي اين گروه آن است که براي اتصال نانوماده به نوک ميکروسکوپ، نياز به ميکروسکوپ الکتروني نيست و مي‌توان همه‌ي مراحل اتصال را با نور انجام داد. براي آزمايش دستگاه اصلاح‌شده با بلور فلورسانس، محققان از آن در تصويربرداري نانوساختارهاي فلزي استفاده کردند.

دانشمندان درصددند تا با تقويت نانوالماس متصل به نوک، استحکام آن را ثابت کنند. آنها همچنين مايلند تا از نانوالماس‌هاي کوچک‌تر استفاده کنند. در حقيقت گروهي ديگر محققان موفق به استفاده از نانوالماس‌هاي 5 نانومتري شده‌اند.
نماد کاربر
yasaman
کاربر ممتاز
کاربر ممتاز
 
پست ها : 1504
تاريخ عضويت: شنبه 17 بهمن 1388, 5:51 pm
محل سکونت: تهران
تشکر کرده: 0 بار
تشکر دریافت کرده: 20 بار

Re: آشنائي با ميكروسكوپ و انواع آن

پستتوسط yasaman » سه شنبه 25 اسفند 1388, 11:58 am

بزرگنمایی
شاید بارها دیده‌ایم که افراد مسن هنگام خواندن قرآن از ذره بین استفاده می‌کنند. به این دلیل ذره بین مور استفاده قرار می‌گیرد که حروف و کلمات قرآنی ریز بوده و افراد مسن بخاطر ضعیف بودن چشم خود از این وسیله که کلمات را بصورت درشت نمایش می‌دهد، استفاده می‌کنند. یا هنگامی که بوسیله ذره بین به منظره‌ای که در فاصله دور دست قرار دارد نگاه می‌کنیم، ملاحظه می‌شود که به راحتی می‌توانیم آن منظره را ببینیم. به این ترتیب در مورد آینه‌ها ، عدسی و وسایل دیگری از این قبیل کمیتی به نام بزرگنمایی تعریف می‌کنند. بزرگنمایی در واقع مقیاسی از بزرگی تصویر ایجاد شده توسط وسیله مورد استفاده است.
بزرگنمایی آینه کروی
چون بزرگی تصویر در یک آینه کروی ، بسته به محل جسم یا شئی که در برابر آینه قرار دارد، متغیر است. در مسائل مربوط به آینه‌های کروی به جای صحبت از بزرگی تصویر معمولا از بزرگنمایی آینه صحبت می‌شود. بزرگنمایی یک اینه کروی بنا به تعریف به صورت زیر است.
ارتفاع شی/ارتفاع تصویر=بزرگنمایی آینه کروی

بنابراین اگر به صورت نموداری تصویری را که در یک آینه ایجاد می‌شود، نشان دهیم، در این صورت با استفاده از قواعد هندسی (تشابه دو مثلث ایجاد شده در دو طرف آینه) ، اگر فاصله تصور از آینه را با q و فاصله جسم از آینه را با P نشان دهیم، رابطه بزرگنمایی بر حسب این کمیتها بصورت q/p =بزرگنمایی بیان می‌شود. نکته قابل توجه این است که این رابطه هم برای آینه‌های کروی محدب و هم برای آینه‌های کروی مقعر معتبر است. لذا در هنگام استفاده از این رابطه باید علامت جبری در مورد q و p را با توجه به نوع تصویر یا جسم بسته به نوع آینه رعایت کنیم. به بیان دیگر باید به خاطر داشته باشیم که فاصله هر شی با هر تصویر حقیقی از آینه با علامت مثبت و بر عکس فاصله هر شی یا تصویر مجازی از آینه با علامت منفی منظور می‌شود.
بزرگنمایی آینه تخت
در مورد آینه تخت چون فاصله تصویر از آینه با فاصله جسم از آن همواره برابر است، بنابراین بزرگنمایی برابر یک خواهد بود. به عبارت دیگر هر شی یا جسم درست به همان اندازه خودش در آینه تخت نمایش داده می‌شود.
بزرگنمایی در عدسیها
بزرگنمایی خطی
بزرگنمایی خطی در عدسیها ، مانند آینه‌های کروی ، عبارت است از نسبت ارتفاع تصویر به ارتفاع شی. به عبارت دیگر در مورد عدسیها نیز اگر فاصله تصویر از عدسی را با q و فاصله شی از عدسی را با p نشان دهیم، در این صورت رابطه بزرگنمایی به صورت q/p=بزرگنمایی خواهد بود. در این مورد نیز علامت کمیت های q و p باید متناسب با نوع عدسی و نوع تصویر و شی تعیین شود. در این مورد باید توجه داشته باشیم که تمام فاصله‌ها از مرکز اپتیکی عدسی سنجیده می‌شوند. بنابراین فاصله هر شی یا تصویر حقیقی از عدسی با علامت مثبت و فاصله هر شی یا تصور مجازی از عدسی با علامت منفی منظور می‌شود. همچنین فاصله کانونی عدسی همگرا مثبت و فاصله کانونی عدسی واگرا منفی است.
بزرگنمایی زاویه‌ای
همراه بزرگنمایی خطی ، یک بزرگنمایی زاویه‌ای نیز در مورد عدسیها (یا آینه کروی) در نظر می‌گیریم. اگر چنانچه نحوه تشکیل تصویر در عدسی (یا آینه کروی) را به صورت هندسی نمایش دهیم، بزرگنمایی زاویه‌ای بصورت /tanαδ=tanα از تقاطع پرتوهای خارجنوشته می‌شود. زاویه های α وα شده از عدسی و پرتو تابیده بر آن با محور اصلی تشکیل می‌شود. اگر بزرگنمای خطی و زاویه‌ای را از نظر نموداری با هم مقایسه کنیم، ملاحظه می‌شود که بزرگنمایی زاویه‌ای عکس بزرگنمایی خطی است. بنابراین هر چه بزرگنمایی خطی بزرگتر باشد، یعنی اندازه تصویر بزرگتر باشد، بزرگنمایی زاویه ای کوچکتر است. یعنی باریکه پرتوهای نوری که تصویر را تشکیل می‌دهند، کوچکترند. این وضعیت در تعیین روشنایی تصویر نقش مهمی ایفا می‌کند. لازم به ذکر است که بزرگنمایی زاویه‌ای نه تنها در مورد عدسیها بلکه در مورد آینه‌های کروی نیز به همان صورت با δ تعریف می‌شود.
نماد کاربر
yasaman
کاربر ممتاز
کاربر ممتاز
 
پست ها : 1504
تاريخ عضويت: شنبه 17 بهمن 1388, 5:51 pm
محل سکونت: تهران
تشکر کرده: 0 بار
تشکر دریافت کرده: 20 بار

Re: آشنائي با ميكروسكوپ و انواع آن

پستتوسط yasaman » سه شنبه 25 اسفند 1388, 12:00 pm

دیافراگم: وسیله تنظیم شدت نور میکروسکوپ است و جزء بخش مکانیکی است.هر میکروسکوپ به طور معمول دارای دیافراگم زمینه، دیافراگم کوندانسور و دیافراگم اکولر است. دیافراگم زمینه میزان نوری را که منبع روشنایی به کوندانسور می رسد تنظیم می کند و معمولا در بالای منبع روشنایی قرار دارد. دیافراگم کوندانسور، شدت نوری را که از کوندانسور گذشته و به جسم می رسد تنظیم می کند و اغلب در زیر کوندانسور قرار دارد.دیافراگم اکولر بر حسب نوع اکولرها، در داخل لوله اکولری( اکولر های منفی) و یا قبل از عدسی شيئي اکولر قرار دارد(اکولر مثبت).
دیافراگم زمینه و دیافراگم کوندانسور دارای اقسام مختلفی به شرح زیرند:
الف) دیافراگم ساده:صفحه ای فلزی یاکائوچویی دارای چند سوراخ با قطر های متفاوت است.
ب) دیافراگم آیریس:این دیافراگم همانند مردمک چشم امکان تنگ وگشاد شدن را دارد.
ج) دیافراگم حلقوی: این دیافراگم دارای حلقه هایی با قطر متفاوت برای عبور نور است. ساختمان آن به نحوی است که از عبور پرتو های نوری مرکزی جلوگیری می کند و پرتو های محیطی را که پراش بیشتری پیدا می کنند به جسم می تاباند. از این نوع دیافراگم، در میکروسکوپ فاز متضاد استفاده می شود.
د) دیافراگم زمینه تاریک(هلالی):این نوع دیافراگم از عبور پرتوهای نوری مرکزی جلوگیری می کند ، و فقط پرتوهای نوری کناری از دو منطقه تقریبا هلالی شکل عبور کرده و به کوندانسور می رسد. از این نوع دیافراگم، در میکروسکوپ فاز متضاد استفاده می شود.
ابژکتیف:هر ابژکتیف اساسا از تعدادی عدسی تشکیل شده است.عمل کلی ابژکتیف تشکیل اولین تصویر از جسم است.این تصویر بزرگتر از جسم، معکوس و حقیقی است بنابراين جسم بايد بين f و 2f قرار گيرد.ابژکتیف مهمترین بخش نوری هر میکروسکوپ است. طول عدسی های شیئی با یکدیگر متفاوت است. عدسی کوچکتر ، عدسی با بزرگنمایی ضعیف تری است در حالی که عدسی بزرگتر ، عدسی ای با بزرگنمایی قوی تر می باشد.عدسی های ابژکتیف از خاک هایی با جنس متفاوت که برخی درشتی و ویژگی های مختلف دارند، ساخته می شود.
ابژکتیف ها را به حسب روش به کارگیری ، ترکیب عدسی و کارآرایی آنها به شرح زیر تقسیم بندی می کنند:
1- بر حسب روش به کارگیری: ابژکتیف ها را به دو نوع خشک و ایمرسیون نام گذاری می کنند:وقتی محیط شفاف بین جسم و ابژکتیف (فاصله فروتنال) هوا یا گاز باشد، ابژکتیف را اصطلاحا ابژکتیف خشک نامند و اگر این فاصله به وسیله مایعی (آب ، گلیسیرین ، روغن سدر ،آلفا برمونفتل و مانند آن) پر شود، ابژکتیف را ایمرسیون می گویند.در درشتنمایی های بالا که به نور بیشتری نیاز است، از شرایط ایمرسیون استفاده می شود که ضمن آن مایع موجود در فاصله فرونتال کار یک عدسی محدب را انجام می دهد و پرتو های نوری را کانونی و همگرا می کند و به ابژکتیف می رساند و به این ترتیب از هدر رفتن آنها پیش گیری می کند.
2- بر حسب ترکیب و کارایی عدسی ها:
الف ـ ابژکتیف آکروماتیک: انواع مختلف شیشه از لحاظ درجه شکست رنگهای مختلف با یکدیگر تفاوت دارند.در ابژکتیف های آکروماتیک عدسی هایی را که از ترکیب شیشه های مختلف ایجاد شده اند به صورت مجموعه های دوتایی (مقعر،محدب) به کار می گیرند. در ابژکتیف های آکروماتیک با استفاده از ترکیب عدسی های دارای جنس وتحدب متفاوت (عدسی های مقعرو محدب)، پرتوهای قرمز و آبی را در یک کانون جمع آوری کرده و از مجموعه آنها ، طیف سبز مایل به زرد را می سازند ،که در چشم بیشترین حساسیت را ایجاد می کند. این نوع عدسی ها را عدسی های دارای سیستم دو تایی می نامند.
ب ـ ابژکتیف آپوکروماتیک: در این ابژکتیف ها ترکیب عدسی های مختلف به نحوی است که مجموعه ای از طیف های آبی ـ سبز و قرمز هم کانون می شوند و به این ترتیب مقدار زیادی از انحرافات رنگی اصلاح می گردد. عدسی های به کار گرفته شده در ابژکتیف های آپوکروماتیک معمولا ساختمان سه تایی دارند. این ابژکتیف ها به ویژه برای عکس برداریهای میکروسکوپی مناسبند و در میکروسکوپ های دقیقتر کاربرد دارند.
یاد آوری می شود نوع دیگری از ابژکتیف ها به نام ابژکتیف فاز مخصوص میکروسکوپ های فاز متضاد وجود دارد که ویژگی های آن در بخش میکروسکوپ فاز متضاد مورد بحث قرار مي گيرد.
اکولر: اکولر ها در مجموع کار یک ذره بین را انجام می دهند.اکولر از تصویر ایجاد شده به وسیله ابژکتیف، تصویری مجازی، مستقیم(معکوس نسبت به جسم اولیه) و بزرگتر درست می کند و بايد تصوير اول در فاصله كانوني عدسي اكولر تشكيل يابد.
تشکیل تصویر در میکروسکوپ:تشکیل تصویر در میکروسکوپ از قوانین تشکیل تصویر در عدسی های محدب پیروی می کند.ابژکتیف از جسم تصویر اول را می سازد که تصویر حقیقی ، بزرگتر و معکوس است.اکولر همانند ذره بین، از این تصویر، تصویر نهایی را که مجازی، بزرگتر و مستقیم است را مي سازد.
توان تفکیک یا قدرت تمیز میکروسکوپ:کوچکترین فاصله قابل تشخیص بین دو نقطه واقع بر یک سطح را که به وسیله ی یک سیستم نوری، قابل رؤیت باشد، توان تفکیک آن دستگاه گویند.هر چه مقدار عددی توان تفکیک کمتر(کوچک تر) باشد، توان تفکیک دستگاه نوری بیشتر(بهتر) است.
انواع میکروسکوپ نوری:
1- میکروسکوپ تشریح برجسته بین (Stereoscope dissection microscope):
میکروسکوپ تشریح برجسته بین (استرئو سکوپ) دو امتیاز مشخص نسبت به میکروسکوپ معمولی دارد: 1- به شما امکان میدهد که اشیاء زیاد بزرگ یا زیاد ضخیم( که برای چشم غیر مسلح ، بسیار کوچک می باشند) را با بزرگنمایی زیاد مشاهده کنید.2- امکان مشاهده سه بعدی اشیاء را برای شما فراهم می کند.
2- میکروسکوپ فاز متضاد(Phase contrast microscope): علت اینکه سلولهای زنده امکان جذب نور کمی دارند و شفافند، وجود مقدار زیادی آب در آنها است.معهذا پس از خشک شدن نیز تغییرات کمی در شفافیت آنها ایجاد می شود، یا تا حدی دارای تضاد نوری می گردند زیرا اکثر عناصر سازنده آنها وزن اتمی کمی دارند. مشکل کم بودن تضاد نوری سلول را می توان با استفاده از رنگهایی که به طور انتخابی بر روی مواد متشکله مختلف سلول ثابت می شوند از میان برداشت. تنوع و تغییرات رنگ موجب تضاد نوری می شود. اما در بیشتر موارد روشهای رنگ آمیزی را نمی توان برای سلولهای زنده اعمال کرد. شدت موج ضمن عبور از جسم تغییر نمی یابد ولی سرعت آن تغییر می کند. اگر ضریب شکست جسم خیلی بیشتر ازمحیط باشد ، از آن تاخیری حاصل می شود که آن را تغییر فاز نیز می نامند. موج پس ازخروج از جسم سرعت اولیه خود را مجددا پیدا می کند، اما تاخیر ایجاد شده همچنان حفظ می گردد.میکروسکوپ فاز متضاد که به وسیله زرنیک درسال 1934 ابداع شد، امکان می دهد که اختلاف فازهای کوچک را تشدید کرده( و بنابراین شدت آنها را زیاد کنیم) و در نتیجه تشخیص آنها به وسیله چشم یا صفحه عکاسی را امکان پذیر سازیم. میکروسکوپ های فاز کنتراست ، کوندانسور های مخصوصی دارند و اشیائی در این میکروسکوپها قابل مشاهده هستند که توانایی تغییر دادن نوری که از درون و اطرافشان ( لبه هایشان ) عبور می کند را دارند. نور نه تنها به وسیله دیواره سلولی می تواند انکسار پیدا کند بلکه به وسیله هر یک از ساختمانهای بزرگی که در سیتوپلاسم وجود دارد( که چگالی آنها بیشتر از مواد موجود در اطراف سیتوپلاسم یا محیط کشتشان می باشد) نیز می تواند منکسر شود. هر شیئی که به وسیله این تکنیک مشاهده می شود ، با یک حلقه نور ، احاطه شده است که در این صورت یک ساختمان حقیقی را در آن نمی توان مشاهده نمود.در میکروسکوپ فازمتضاد، جانبی ترین نوری که از ابژکتیف می گذرد به اندازه 4/λ از نوری که از مرکز ابژکتیف عبور می کند تاخیر یا تقدم فاز دارد. به منظور ایجاد این اختلاف فاز ، در سطح کانونی پشتی ابژکتیف ، یک صفحه حلقوی فاز و بعد در محل کوندانسور ، یک دیافراگم حلقوی قرار داده می شود. صفحه فاز ، صفحه ای شفاف است که دارا ی یک بر آمدگی یا یک گودی است ، ابعاد و شکل آن با تصویر مستقیم کوندانسوری که در زیر پلاتین قرار گرفته است مطابقت دارد.تضاد از تداخل بین تصویر هندسی مستقیمی که به وسیله بخش مرکزی ابژکتیف ساخته شده و تصویر جانبی تفرق یافته ای که به اندازه 4/λ تاخیر یا تقدم داشته است ، صورت می گیرد. در حالت تضاد منفی( یا تضاد درخشنده) ، انرژی دو دسته اشعه جمع می شود و جسم خیلی روشنتر از زمینه به نظر می رسد. در حالت تضاد مثبت (یا تضاد تیره) ، انرژی دو دسته از هم کم می شود و در نتیجه تیره تر از زمینه دیده می شود. با این روش ، جسم شفاف به حسب ضخامتش و با اختلافی که ازنظر ضریب شکستش با محیط دارد، به رنگ خاکستری دیده می شود.
3- میکروسکوپ تداخلی(Nomarski interference): میکروسکوپ تداخلی، از نظر طرز عمل اصول مشابهی با میکروسکوپ فاز متضاد دارد، البته این میکروسکوپ تفاوتهایی با میکروسکوپ فاز متضاد دارد که به شرح زیر می باشد: اولا میکروسکوپ تداخلي به نمونه هایی که ضخیم تر از باکتری ها هستند، نیاز دارد(سلولهای رویشی و اسپور قارچها) ثانیا در نتیجه وجود دو قطبی کننده (polarizer) و منشور مخصوص در کوندانسور ، تصویر ، شکل گیری واضح تر و روشنتری نسبت به میکروسکوپ فاز متضاد دارد. ثالثا شئ در این میکروسکوپ هاله ای ندارد و به صورت سه بعدی ظاهر می شود. قدرت تفکیک در میکروسکوپ تداخلي حدود دو برابر میکروسکوپ معمولی (زمینه روشن ) می باشد یعنی حدود 0.1 میکرومتر.و نيزبا این برتری که به کمک آن اطلاعات کمی(مقداری) را نیز می توان به دست آورد. به کمک این دستگاه می توان اختلاف فاز نوری ساختمان های مختلف سلولی را مشخص کرد، و در نتیجه وزن خشک نسبی آنها را سنجید. میکروسکوپ تداخلی امکان می دهد که تغییرات جزئی و ممتد(پیوسته) ضریب شکست را مشخص سازیم در حالی که میکروسکوپ فاز متضاد تنها ضریب شکست های نا پیوسته را آشکار می سازد.تغییرات فاز به وسیله تغییرات رنگ و تا آن حد مشخص می شوند که سلول زنده ممکن است شبیه سلولی تثبیت و رنگ آمیزی شده به نظر برسد. نوری که به وسیله یک منبع واحد ایجاد شده به دو بخش تقسیم می گردد.یک دسته از شعاع های نورانی از جسم می گذرند و دسته دیگر بدون عبور از جسم وارد دستگاه می شوند. سپس این دو دسته اشعه همدیگر را تلاقی کرده و همانند آنچه در یک میکروسکوپ فاز متضاد صورت می گیرد تداخل پیدا می کنند.اشعه ای که از جسم عبور کرده و متحمل تغییر فازی شده،نسبت به اشعه مستقیم ،دارای تاخیر می شود.مانند آنچه در یک میکروسکوپ پلاریزان صورت می گیرد،این تاخیر(r)به ضخامت جسم (t)واختلافی که بین ضریب شکست جسم(no) و ضریب شکست محیط(nm)وجود دارد وابسته است،به طوری که: no – nm = r/t
و به این ترتیب وقتی مقدار nm مشخص باشد،می توان مقدار no (ضریب شکست جسم) را به دست آورد.با میکروسکوپ تداخلی می توان ضخامت جسم(t)،تراکمش از ماده خشک و آب آن را همزمان با هم و با اندازه گیری های پیوسته (پشت سر هم) اختلاف فاز نوری در دو محیط که ضریب شکست آنها مشخص است ،اندازه گیری کرد.
4- میکروسکوپ زمینه تاریک(Dark field microscope):اساس ساختمان این میکروسکوپ همانند یک میکروسکوپ نوری معمولی است با این تفاوت که دیافراگم کوندانسور آن به نحوی ساخته شده که بخش میانی آن غیر شفاف و مانع عبور پرتو های نوری مرکزی است و نور تنها از کناره های دیافراگم و به طور مایل به جسم می تابد. با استفاده از این دیافراگم:الف- زمینه رؤیت میکروسکوپ تاریک می شود. ب- از پرتو های محیطی که به طور مایل به جسم می تابد، تنها بخش پراش یافته به وسیله سطح جسم وارد ابژکتیف می شود و تصویررا به وجود می آورد. هیچ پرتوی که مستقیما از جسم بگذرد، وارد ابژکتیف نخواهد شد. با میکروسکوپ زمینه تاریک می توان برخی از ساختمان هایی را که ابعادشان پایین تر از حد دید میکروسکوپ نوری معمولی است رؤیت یا عکس برداری کرد، (اولترامیکروسکوپی). این میکروسکوپ معمولا برای مشاهده میکرو ارگانیسم هایی استفاده می شود که اولا قابل نگهداری و مشاهده به طور زنده هستند، ثانیا خیلی کوچک و باریک می باشند و مطالعه در مرفولوژی (ریخت شناسی) آنها بدون رنگ آمیزی بهتر است، همچنين كاربرد آن بیشتر برای مطالعات ریخت شناسی و برخی حرکات سلولی یا اندامک های سلولی است. چون پرتوها در رسیدن به سطح جسم پراش می یابند،بنابراین جزئیات ساختمان درونی سلول یا اندامک های آن مشخص نخواهد شد .در سلولهای کشت شده که با میکروسکوپ زمینه تاریک بررسی می شوند،هستک،پوشش هسته،میتوکندری ها و ذرات لیپیدی،درخشان به نظرمی رسند،در حالی که زمینه سیتوپلاسم تیره می ماند.
5- میکروسکوپ پلاریزان(polarizing microscope):برای بررسی ساختمانهای زیستی آنیزوتروپ(وقتی تراکم اتم ها و مولکولهای تشکیل دهنده جسمی در جهات مختلف آن ناهمگن باشد، جسم را آنیزوتروپ نامند) که خاصیت انکسارمضاعف نور را دارند، مثل سلولهای عضلانی فیبر های کلاژن، فیبر ها در گیاهان استفاده مي شود. میکروسکوپ پلاریزان دارای دو قطعه مخصوص است که آنها را قطبی کننده و تجزیه کننده نامند.قطبی کننده،در زیر کوندانسور قرار گرفته و نور قطبی شده را به خط مستقیم به جسم می فرستد.تجزیه کننده،در لوله میکروسکوپ و در بالای عدسی ابژکتیف قرار دارد.با جابجا کردن تجزیه کننده می توان سطح یا جهت قطبیت آن را به جهت قطبیت پلاریزور تغییر داد. وقتی تجزیه کننده به اندازه360 درجه چرخانده شود،میدان دید میکروسکوپ در هر چرخش180 درجه ای به تناوب،روشن و تیره می گرد.اگر سطح قطبیت آنالیزور و پلاریزور موازی باشد ، حداکثر مقدار نور وارد ابژکتیف می شود و میدان دید روشن می گردد برعکس وقتی سطح قطبیت آنالیزور عمود بر سطح قطبیت پلاریزور ، قرار گیرد هیچ نوری وارد ابژکتیف نمی شود و میدان دید تاریک است. حالت متداول کار با یک میکروسکوپ پلاریزان بر این بنا ست که نمونه را به اندازه ای بچرخانیم که ، در میدان دید میکروسکوپ ، نقاط روشنایی ماکسیمم و مینیمم به دست آیند. وقتی محور قطبیت جسم مورد بررسی ، زاویه 45± درجه با محورهای پلاریزور و آنالیزور بسازد، روشنایی ماکسیمم حاصل می شود.میکروسکوپی با نور پلاریزه، به طور غیر مستقیم به منظور برخی تحلیل های فراساختمانی سلول به کار می رود.
6- میکروسکوپ با پرتو های فرابنفش(Ultraviolet microscope):میکروسکوپ هایی را هم که با پرتو های فرابنفش(با طول موج های نزدیک به پرتو های نوری) به کار گرفته می شوند، جزء میکروسکوپ های نوری به حساب می آورند.استفاده از پرتو های فرابنفش که طول موج کوتاهتری از پرتو های مرئی دارند، توان تفکیک میکروسکوپ را بهبود می بخشد. اين ميكروسكوپ ها کاربرد وسیعی در بررسی های سلول شناسی و به ویژه بررسی های به حالت فلوئورسانس و ابمونوفلوئورسانس پیدا کرده اند. پرتوهای فرابنفش به طور کلی مخرب و کشنده سلولهای زنده ، اندامک ها و اجزاء سلولی هستند به همین جهت بیشتر از آنها در ایجاد فلوئورسانس و در روشهای ایمونو سیتوشیمی استفاده می شود.وقتی برخی اتم ها به وسیله محرکی از جمله پرتو های دارای طول موج کوتاه مثل پرتو بنفش تحریک شود ممکن است الکترون ها تحریک و پر انرژی شده از مدار خود خارج شوند.برای آنکه الکترون های تحریک شده بتوانند به مدار خود بازگردند بایستی مقداری از انرژی را که گرفته اند، از دست بدهند، چنانجه انرژی از دست داده شده به حد طول موج های مرئی برسد،پدیده فلوئورسانس صورت گرفته و جسم (اتم يا مجموعه اتم ها)فلوئورسان شده است.این فلوئورسانس را فلوئورسانس اولیه نامند.برای مثال برخی ترکیبات از مشتقات لیپیدی، موم ها و یا کراتین ها فلوئورسانس اولیه دارند.اما اغلب ترکیبات سلولی فلوئورسانس اولیه ندارند، در این حالت برای درخشان کردن آنها از ترکیبات رنگی مختلفی به اسم فلو ئوروکروم ها استفاده می شود. به حسب نوع جسم ،نوع فلوئوروکروم و طول موج پرتوهایی که به جسم تابانیده می شود، نوع و شدت فلوئورسانس متفاوت است و به همین دلیل می توان ترکیب های سلولی را با رنگهای فلوئورسانس کننده اختصاصی و نوع فلوئورسانسشان جایابی و شناسایی کرد.هم اکنون به منظور تشخیص اجزای اسکلت سلولی، گیرنده های سطح سلول ها، تشخیص پادگن ها و پادتن ها و حتی تشخیص های دقیق در آسیب شناسی از میکروسکوپ های فرابنفش و ایجاد حالت فلوئورسانس به کمک آنها، استفاده گسترده ای می شود. عدسی ها از نوع کوارتز هستند. به منظور جلوگیری از تابش پرتوهای فرابنفش به چشم بیننده ، در مسیر پرتوها پس از تابش آنها به جسم و ایجاد حالت فلوئورسانس ، فیلترهایی قرار می دهند که از عبور پرتوهای فرابنفش جلوگیری می کند
نماد کاربر
yasaman
کاربر ممتاز
کاربر ممتاز
 
پست ها : 1504
تاريخ عضويت: شنبه 17 بهمن 1388, 5:51 pm
محل سکونت: تهران
تشکر کرده: 0 بار
تشکر دریافت کرده: 20 بار

Re: آشنائي با ميكروسكوپ و انواع آن

پستتوسط yasaman » سه شنبه 25 اسفند 1388, 12:01 pm

عدسی شیئی میکروسکوپ
سوال:در مورد اعداد روی عدسی شیئی میکروسکوپ توضیح دهید؟
پاسخ:اعداد نوشته شده بر روی عدسی شیئی عبارتند از:
۱۰ بزرگ نمائی عدسی شیئی
۰/۲۵عددگشادگی
۱۶۰طول لوله میکروسکوپ(میلی متر)
۰/۱۷ضخامت لامل مناسب برای آن عدسی شیئی(میلی متر)
حد تفکیک میکروسکوپ از فرمول زیر به دست می آید.
R=0/61λ/n.sinα
(N.A= n.sinα ) که مخرج کسرهمان عدد گشادگی می باشد
R حد تفکیک است (کوچک ترین فاصله قابل تشخیص بین دو نقطه واقع بر یک سطح که به وسیله سیستم نوری که قابل تشخیص باشد. هر چه مقدار عددی حد تفکیک کمتر(کوچکتر)باشد توان تفکیک دستگاه نوری بیشتر ) بهتر)است.
λ طول موج نور بکار گرفته شده برای رویت جسم
n ضریب شکست محیط شفاف بین جسم و عدسی شیئی
α نیم زاویه مخروط روشنائی یا نیم زاویه مدخل گشادگی
هر چه مقدار عددی حد تفکیک کاهش یابد توان میکروسکوپ بهبود یافته یا به عبارتی افزایش می یابد .دو امکان برای کم کردن حد تفکیک وجود دارد ۱-کاهش طول موج نور استفاده شده در میکروسکوپ (استفاده از نور های با طول موج کوتاهتر) ۲-افزایش عدد گشادگی(مخرج کسر)ا
( N.A=n.sinα )عدد گشادگی ياشماره مدخل يا مقدار زاويه گشودگي گويند.
عدد گشادگي يك عدسي شيئي ميكروسكوپ مقياسي است از توانائي آن عدسي درجمع كردن نوروتجزيه دقيق اجزاء نمونه در يك نمونه با فاصله ثابت مي باشد. امواج نوري تشكيل دهنده تصوير عبور كرده از شيئي وارد عدسي شيئي مي شوند. اين امواج تشكيل يك مخروط نوري معكوسي را مي دهند.
افزايش عدد گشادگي و در نتيجه بهبود بخشيدن به كار ميكروسكوپ ميتوان ضريب شكست محيط شفاف بين نمونه و عدسي شيئي را افزايش داد ضريب شكست هوا ۱ و ضريب شكست آب مقطر ۱.۳۳ و ضريب شكست روغن سدر ۱.۵ و ضريب شكست آلفا برمو نفتل ۱.۶ مي باشد بنا براين تغييرات ضريب شكست بين ۱ تا ۱.۶ مي باشد .آلفا نيم زاويه راس مخروط روشنائي است پرتو هاي زيادي از جسم خارج مي شوند اما تنها بخش كوچكي از آنها وارد عدسي شيئي مي گردند كه همين پر توها مخروط روشنائي را مي سازندزاويه راس مخروط روشنائي ۲آلفا و آلفانيم زاويه راس مخروط روشنائي مي باشد.و آلفا يا سينوس آن با شعاع عدسي شيئي و در نتيجه قطر عدسي شيئي رابطه مستقيم دارد و هر چه قطر عدسي شيئي بيشتر گردد آلفا نيز بيشتر مي شود.
هر چه بزرگنمائي عدسي شيئي بيشتر شود فاصله كانوني آن كم تر مي شود و در نتيجه راس مخروط روشنائي به قاعده آن(همان قطر عدسي شيئي)نزديك تر مي شود.و زاويه ۲آلفا به ۱۸۰ درجه نزديكتر مي شود اگر بر فرض جسم با عدسي شيئي تماس پيدا كند(فرض محال) زاويه ۲آلفا ۱۸۰ درجه مي شود و آلفا ۹۰ درجه مي شود و سينوس آن برابر با يك مي شود و چوم جسم نمي تواند با نمونه تماس داشته باشد )به هر حال فاصله كانوني بايد يك عددي باشد) در نتيجه مقدار سينوس آلفا هميشه از يك كمتر است. اگر سينوس آلفا را 1 فرض كنيم و ضريب شكست را نيز حد اكثر 1.6 در نظر بگيريم بنا براين بنابراين 1در 1.6 مي شود 1.6 يعني حد اكثر عدد گشادگي 1.6 مي باشد .در نتيجه مناسب ترين را ه براي افزايش توان تفكيك ميكروسكوپ(كاهش حد تفكيك)استفاده از نور هاي با طول موج كوتاه تر مي باشد.در ميكروسكوپ هاي نوري با استفاده از نور سفيد(طول موج ۵۰۰ تا ۵۵۰ نانو متر) توان تفكيك خدود 0.25 ميكرون است وقتي از نور تكرنگ (مثل بنفش)با طول موج ۴۰۰ آنگستروم استفاده شود حد تفكيك به 0.17 ميكرون كاهش مي يابد.


منبع:زيست شناسي سلولي و ملكولي -دكتر احمد مجد-چاپ چهارم-صفحه 101 و 102
نماد کاربر
yasaman
کاربر ممتاز
کاربر ممتاز
 
پست ها : 1504
تاريخ عضويت: شنبه 17 بهمن 1388, 5:51 pm
محل سکونت: تهران
تشکر کرده: 0 بار
تشکر دریافت کرده: 20 بار

Re: آشنائي با ميكروسكوپ و انواع آن

پستتوسط yasaman » سه شنبه 25 اسفند 1388, 12:02 pm

میکروسکوپ الکترونی (Electron Microscopy)

یکی از تجهیزات بزرگ علمی میکروسکوپ الکترونی است که براساس قوانین اپتیکی کار می‌کند. دراین دستگاه ، الکترون پر انرژی از یک منبع الکترون خارج شده و تحت شتاب می‌گیرد. لذا نور حاصل در مسیر خود از روزنه‌های تعبیه شده در یک فلز و یا از لنزهای مغناطیسی عبور می‌کند.




ریشه لغوی
میکروسکوپ به معنی کپی یا ثبت کوچکتر ذره است و ریشه در زبان لاتین دارد و از آن برای بررسی ذرات اتمی و زیر اتمی استفاده می‌شود.
تاریخچه
میکروسکوپ الکترونی نوعی میکروسکوپ مرکب است. اولین میکروسکوپ مرکب ، احتمالا در سالهای 1600 میلادی توسط دو نفر هلندی به نام هانس و زاکاریاس جنس ساخته شد. درسال 1873 ارنست آبه ثابت کرد که برای تشخیص دقیق دو ذره نزدیک به هم ، طول موج نور نباید بیشتر از دو برابر فاصله دو ذره از یکدیگر باشد. بالاخره درسال 1939 اولین میکروسکوپ الکترونی ساخته شد.






سیر تحولی و رشد
میکروسکوپهای اولیه که میکروسکوپ ساده نام داشت، شامل فقط یک عدسی بودند اما میکروسکوپ الکترونی ، که میکروسکوپ مرکب است از ترکیب حداقل دو عدسی بوجود آمده است. در طول قرن هیجدهم میکروسکوپ در زمره وسایل تفریحی به شمار می‌آمد. با پژوهشهای بیشتر پیشرفتهای قابل توجهی در شیوه ساختن عدسی شئی حاصل شد. بطوری که عدسیهای دیگر یصورت ذره‌ بینهای معمولی نبودند بلکه خطاهای موجود در آنها که به کنجهایی معروف هستند، دفع شده‌اند و آنها می‌توانستند جرئیات یک شی را دقیقا نشان دهند. پس از آن در طی پنجاه سال ، پژوهشگران بسیاری تلاش کردند تا بر کیفیت و مرغوبیت این وسیله بیافزایند. بالاخره ارنست آبه توانست مبنای علمی میزان بزرگنمایی میکروسکوپ را تعریف کند.

بدین ترتیب میزان بزرگنمایی مفید آن بین 50 تا 2000 برابر مشخص شد. البته می‌توان میکروسکوپ‌هایی با بزرگنمایی بیش از 2000 برابر ساخت. مثلا قدرت عدسی چشمی را بیشتر کرد. اما قدرت تفکیک نور ثابت است و درنتیجه حتی بزرگنمایی بیشتر می‌تواند دو نقطه از یک شی را بهتر تفکیک کند. هر چه بزرگنمایی شی افزایش یابد به میزان پیچیدگی آن افزوده می‌شود. بزرگنمایی شی در میکروسکوپهای تحقیقاتی جدید معمولا 3X ، 6X ، 10X ، 12X ، 40X و 100X است. در نتیجه بزرگنمایی در این میکروسکوپ بین 18 تا 1500 برابر است. چون بزرگنمایی میکروسکوپ نوری از محدوده معینی تجاوز نمی‌کند برای بررسی بسیاری از پدیده‌هایی که احتیاج به بزرگنمایی خیلی بیشتر دارند مفید است. تحقیقات بسیاری صورت گرفت تا وسیله دقیق تری با بزرگنمایی بیشتر ساخته شود. نتیجه این پژوهشها منجر به ساختن میکروسکوپ الکترونی شد.






مکانیزم
میکروسکوپ مرکب از یک لوله تشکیل شده که در دو انتهای آن دو عدسی شئی نزدیک به شی مورد مطالعه و عدسی چشمی قرار دارد. تصویری که توسط عدسی شئی بوجود می‌آید، بوسیله عدسی چشمی بزرگتر می‌شود. به این جهت بزرگنمایی آن بیش از قدرت یک عدسی است. در میکروسکوپهای پیشرفته ، دستگاه نوری پیچیده تر است. بدین ترتیب که در آنها علاوه بر لامپ ، یک کندانسور (مجموعه عدسیهای متمرکز کننده نور) و یک دیافراگم که شدت نور را کنترل می‌کند، قرار داده شده است. لامپی که در این نوع میکروسکوپها مورد استفاده قرار می‌گیرد، با ولتاژ کم کار می‌کند. لامپهای فراوانی برای این منظور وجود دارند که هرکدام نوری با شدت و طول موج مورد نظر تامین می‌کنند. بنابراین برای تفکیک دو نقطه نزدیکتر از 2500 آنگستروم باید از میکروسکوپ الکترونی استفاده کرد.

زیرا طول موج الکترون از طول موج نور کمتر است. اولین میکروسکوپ الکترونی که ساخته شد، درست مانند میکروسکوپ نوری که شعاع نور را از داخل نمونه مورد مطالعه عبور می‌دهد، شعاع الکترون را از داخل مقطع بسیار نازکی عبور می‌دهد. چون تراکم مواد در تمام قسمتهای نمونه مورد مطالعه یکسان نیست، میزان الکترونی که از قسمتهای مختلف عبور می‌کند متفاوت است. درنتیجه تصویری از قسمتهای تاریک و روشن آن بدست می‌آید. میکروسکوپ الکترونی دارای یک قسمت لوله‌ای شکل است که الکترون می‌تواند آزادانه از آن عبور کند. در قسمت بالای لوله یک قطب منفی الکتریکی به شکل رشته سیم نازک وجود دارد که جنس آن از تنگستن است. این قسمت آنقدر حرارت داده می‌شود تا بتواند از خود الکترون آزاد کند.

این عمل با ایجاد اختلاف پتانسیل از 20000 تا 100000 ولت بین کاتد و آند صورت می‌گیرد. در نتیجه یک شعاع الکترونی بسوی پایین قسمت لوله‌ای شکل شتاب داده می‌شود. به این سیستم تفنگ الکترونی می‌گویند. در طول لوله عدسیهایی همگرا اندازه و روشنایی شعاع الکترونی را قبل از برخورد با نمونه مورد مطالعه کنترل می‌کنند. مقطع مورد بررسی روی یک صفحه مشبک دایره شکلی قرار داده می‌شود. شعاع الکترونی پس از عبور از مقطع و قبل از این که به حد بزرگنمایی نهایی برسد، از میان عدسیهایی شئی عبور کرده و تنظیم می‌شود. سپس توسط عدسیهایی بر روی صفحه زیر میکروسکوپ منعکس می‌شود. چگالی بزرگنمایی بیشتر میکروسکوپها از 50 تا 800000 برابر است. صفحه زیر میکروسکوپ از مواد فسفردار (فسفید روی) پوشانیده شده که در مقابل پرتو الکترون از خود نور تولید می‌کند. در زیر این صفحه یک دوربین عکاسی قرار دارد که از تصویر روی صحنه عکس می‌گیرد.






اطلاعاتی که میکروسکوپ الکترونی ارائه می‌دهد.
• توپوگرافی شی (نقشه برداری): در این کار با آشکار کردن مشخصات سطح و بافت داخلی شی ، می‌توان به خواصی مانند سفتی و میزان ارتجاعی بودن آن پی برد.
• مورفولوژی (زیست شناسی): به دلیل اینکه در این رویت شکل و سایر ذرات مشخص است، می‌توان به نیروی استحکام پی برد.
• ترکیب: این میکروسکوپ می‌تواند عناصر سازنده شی را مشخص نماید. بنابراین می‌توان به خواصی مانند نقطه ذوب ، اکتیویته شی دست یافت.
• بلور شناسی: میکروسکوپ الکترونی چگونگی چیده شدن اتم را در مجاورت یکدیگر نشان می‌دهد. به این ترتیب می‌توان آنها را از نظر رسانایی و خواص الکتریکی بررسی نمود.
نماد کاربر
yasaman
کاربر ممتاز
کاربر ممتاز
 
پست ها : 1504
تاريخ عضويت: شنبه 17 بهمن 1388, 5:51 pm
محل سکونت: تهران
تشکر کرده: 0 بار
تشکر دریافت کرده: 20 بار

Re: آشنائي با ميكروسكوپ و انواع آن

پستتوسط yasaman » سه شنبه 25 اسفند 1388, 12:07 pm

میکروسکوپ نوری
با توجه به گسترش روز افزون میکروسکوپها در شاخه‌های مختلف علوم پزشکی و صنعت هر روزه شاهد پیشرفتهای مختلف در صنعت میکروسکوپها می‌باشیم. این پیشرفتها شامل پیشرفت سیستم روزی طراحی اجزای مکانیکی ، پایداری استحکام و راحتی در استفاده از آنها می‌باشد. میکروسکوپهای نوری معمولی که در تحقیقات بیولوژیکی و پزشکی بکار می‌روند دو دسته می‌باشند. یک دسته دارای چشمه نوری مجزا از میکروسکوپ می‌باشند و دسته دوم میکروسکوپهایی می‌باشند که دارای چشمه نوری تعبیه شده در میکروسکوپ می‌باشند. میکروسکوپهای معمولی مدرن مورد استفاده از نوع دوم می‌باشد و تقریبا ساخت و استفاده نوع اول منسوخ شده است.




اجزای اصلی میکروسکوپ نوری
پایه
یک قطعه شامل یک بخش پایین به صورتهای مختلف و گاهی بصورت نعل اسبی می‌باشد که بر روی میز محل مطالعه قرار می‌گیرد. پایه دارای ستون می‌باشد که اجزا مختلف به آن متصل می‌شود، وزن پایه نسبتا زیاد است و اجزائی که بر روی پایه سوارند عبارتند از: چشمه نور و حرکت دهنده لوله میکروسکوپ.
لوله
میکروسکوپهای مختلف تک چشمی (monocular) و یا دو چشمی (binocular) می‌باشند، وقتی به مدت طولانی می‌خواهیم از میکروسکوپ استفاده کنیم دو چشمی بهتر است، چون مانع خستگی چشم می‌باشد. لوله شامل دو گروه عدسی به نامهای چشمی و شیئی است.
عدسیهای شیئی
در میکروسکوپهای معمولی چهار عدسی شیئی بر روی صفحه چرخان نصب شده که ویژگیهای این عدسیها بصورت زیرا است:

عدسی شیئی آکروماتیک X10 (16 میلیمتری با N.A = 0.3)
عدسی شیئی آکروماتیک X40 (4 میلیمتری با N.A = 0.65)
عدسی فلورئیت X45 (35 میلیمتری)
عدسی آکروماتیک X90 (2 میلیمتری و N.A = 1.2)




دو عدسی اول در حالت خشک و دو عدسی بعدی در حالت ایمرسیون روغنی مورد استفاده قرار می‌گیرند. وظیفه عدسی شئی تهیه تصویر بزرگ شده از شیئی مورد نظر است عدسیهای شیئی وقتی به صورت خشک بکار می‌روند، دارای N.A زیاد نمی‌باشند و لذا مدت تفکیک آنها است. استفاده از روش ایمرسیون روغنی می‌تواند موجب افزایش N.A و افزایش روزلوشن شود. عدسیهای شیئی معمولا بصورت عدسیهای مرکب می‌باشند. کیفیت در عدسیهای شیئی وابسته به شدت روشنایی تصویر می‌توان تفکیک می‌باشد.
عدسیهای چشمی
وظایفی که چشمی بر عهده دارند عبارتند از: بزرگ سازی تصویر معکوس حاصله از عدسی شیئی ، تشکیل تصویر مجازی از تصویر حاصله بوسیله عدسی شیئی ، اندازه گیری و سنجش اجزا واقع در تصویر. چشمیها دارای انواع مختلفی می‌باشند که دو نوع معروف و معمول آنها عبارتند از چشمی هویگنس (Huygenian) و چشمی رامزدن (Ramsden). چشمی هویگنس متشکل از دو عدسی سطح محدب می‌باشد که یک طرف هر کدام مسطح و یکطرف محدب می‌باشد.

در نوع هویگنس سطح محدب هر دو عدسی بطرف پایین می‌باشد و بین این دو عدسی دیافراگم قرار گرفته ، دیافراگم در محل کانون عدسی بالای عدسی چشمی واقع است. عدسی پایین پرتوهای رسیده از عدسی شی را جمع آوری نموده و در محل دیافراگم یا در نزدیکی آن متمرکز می‌نماید. عدسی چشمی این تصویر را بزرگ نموده و البته بصورت یک تصویر مجازی بزرگ شده به چشم فرد مشاهده‌گر منتقل می‌کند.

کار دیافراگم کاهش خیره کننده‌گی نور رسیده به چشم بیننده است.چشمیهای هویگنس به چشمیهای منفی معروفند و دارای بزرگنمایی 10 و 5 می‌باشند. چشمی هویگنس دارای قیمت نسبتا ارزان و کارایی مناسب می‌باشد، اشکال عمده آن محدود بودن میدان دید و عدم تامین راحتی کافی برای چشم است. چشمیهای رامزدن به چشمیهای مثبت معروفند، این چشمیها با دقت خوبی انحرافات عدسیهای آپکروماتیک را تصحیح می‌نمایند.
سیستم روشنایی
میکروسکوپها دارای محدودیتهای متعددی می‌باشند و لیکن در عمل اغلب روشنایی میکروسکوپ موجب محدودیت اصلی می‌شود. بنابراین تلاشهای زیادی در تهیه روشنایی و روش تهیه روشنایی مناسب برای میکروسکوپها گردیده است. پس تهیه نور مناسب می‌تواند نقش اساسی در وضوح تصویر داشته باشد. روشنی محیط نمی‌تواند برای تهیه تصویر مناسب و کافی باشد، لذا در تهیه روشنایی حتما باید از لامپها و چشمه‌های مصنوعی نوری استفاده می‌شود. لامپهای مورد استفاده در میکروسکوپها عبارتند از:

• لامپ هالوژن: این لامپ نور سفید ایجاد می‌کند و متشکل از یک رشته تنگستن در گاز هالوژن می‌باشد. حاصلضرب شدت نور حاصله در طول عمر این لامپ تقریبا ثابت است. از لحاظ قیمت در مقایسه با لامپ جیوه و گزنون ارزانتر می‌باشد و برای کارهای فتومیکروگرافی مفید است.
• لامپ تنگستن: این لامپها در میکروسکوپهای ارزان قیمت و آموزشی بکار می‌روند.
• لامپ گزنون: این نوع لامپ یک لامپ تخلیه الکتریکی است. این لامپها دارای پایداری بیشتری نسبت به لامپهای جیوه‌ای می‌باشند.
• لامپ جیوه‌ای: این لامپ همانند لامپ گزنون از طریق تخلیه الکتریکی ایجاد نور می‌نماید. لامپ جیوه‌ای حاوی مقدار کمی جیوه است که در اثر یونیزه شدن هوای داخل لامپ ، یونهای تولید شده موجب تبخیر و یونیزه شدن جیوه‌ها می‌شوند.
کندانسور
وظیفه کندانسور متمرکز سازی نور بر روی نمونه می‌باشد. کندانسور در زیر Stage که محل قرار‌‌‌گیری نمونه است واقع می‌شود.

• کندانسور آبه: این نوع کندانسور عموما در میکروسکوپهای معمولی بکار می‌روند. در این نوع کندانسورها دو عدسی بکار رفته است و دارای قیمت ارزان می‌باشند. این کندانسورها با عدسیهای شیئی و آکرومات CF با بزرگنمایی 4x تا 100x برای مشاهدات عمومی و کاربردهای تشخص مفید می‌باشند.
• کندانسور با عدسی متحرک: این کندانسور برای فتومیکروگرافی همراه با عدسی‌های شیئی و پلن آکرومات از نوع CF مفید می‌باشند.
• کندانسور آکرومات: این گروه کندانسور در مشاهدات و فتومیکروگرافی مورد استفاده قرار می‌گیرد این نوع کندانسور با عدسیهای شیئی 4x تا 100x می‌تواند بکار رود.
• کندانسور آکرومات - آپلانت: این نوع کندانسور را پایه همراه با عدسی های شیئی آپوکرومات بکار برد این کندانسور ها برای فتومیکروگرافی جهت تصویرگیری از اجزا بسیار ریز بسیار مفید می باشد.
• کندانسور جهت عدسیهای شیئی با توان کم ، که این نوع کندانسور معمولا در بزرگنماییهای بسیار پایین مثل عدسی شیئی با بزرگنمایی 4x تا 460x مفید هستند.
چگونگی تشکیل و مشاهده تصویر
نور به صورت موج سینوسی پیوسته انتشار نمی‌یابد و لیکن می‌توان تصور کرد که یک فوتون همچون یک بار ولی با سرعت 300000 کیلومتر در ثانیه حرکت می‌کند. و چون این ذرات بطور پی‌در‌پی در حال تعقیب یکدیگرند، لذا در عمل راهی جز نمایش آنها به صورت یک موج پیوسته نیست. فوتونهای نوری می‌توانند دارای طول موجهای متفاوتی باشند، رنگ نور بوسیله طول موج آن تعیین می‌شود. مخلوط نورهای مختلف موجب تحریک شبکیه چشم می‌شود که انسان احساس رنگ سفید می‌نماید.

اکثرا اشیایی که توسط میکروسکوپ مشاهده می‌شوند نسبت به نور شفاف می‌باشند و اجزای آنها تنها وقتی قابل مشاهده می‌باشند که این اجزا نسبت به زمینه دارای کنتراست (کنتراست در شدت و یا رنگ) باشند. وقتی که نور سفید به یک جسم قرمز بتابد، تمامی طول موجهای موجود در نور سفید بجز نور قرمز در آن جذب می‌شود. بنابراین یک جسم با ناحیه قرمز را در یک زمینه سفید بخاطر آنکه دارای کنتراست رنگی می‌باشد می‌توان دید.

عدسی شیئی در میکروسکوپ که یک عدسی همگرا با فاصله کانونی کوچک است، تصویر حقیقی و وارونه و بزرگتر از شیئ را تشکیل می‌دهد. برای این منظور شیئ باید بین کانون عدسی شیئی و قرار گیرد، توان عدسی شیئی بزرگتر از توان عدسی چشمی است و تصویر اول را بزرگتر می‌کند (عدسی چشمی مثل ذره بین عمل می‌کند) و تصویر حاصل از عدسی شیئی باید در فاصله کانونی عدسی چشمی باشد. از این شیئ ، تصویر مجازی نهایی تشکیل می‌شود که بزرگتر است.
نماد کاربر
yasaman
کاربر ممتاز
کاربر ممتاز
 
پست ها : 1504
تاريخ عضويت: شنبه 17 بهمن 1388, 5:51 pm
محل سکونت: تهران
تشکر کرده: 0 بار
تشکر دریافت کرده: 20 بار

Re: آشنائي با ميكروسكوپ و انواع آن

پستتوسط yasaman » سه شنبه 25 اسفند 1388, 12:09 pm

میکروسکوپ های پلاریزان
________________________________________
در بسیاری از مطالعات میکروسکوپی مثل مطالعه سنگها ، مواد شیمیایی کریستالی و بسیاری از ترکیبات آلی مثل ساختمان کراتین ، عضلات ، کلاژنها نیاز به استفاده از میکروسکوپهای پلاریزان می‌باشد. جز اینها در مطالعات میکروسکوپی پلاریزان نور پلاریزه می‌باشد.

نور پلاریزه
نور معمولی متشکل از فوتونها هستند دارای بردارهای الکتریکی و مغناطیسی عمود بر هم می‌باشند. این دو میدان بطور سینوسی در حال نوسان می‌باشند و در ضمن در جهت عمود بر صفحه دو میدان و یا صفحه ارتعاشات این دو منتشر می‌شوند. ارتعاشات میدان الکتریکی نور غیر پلاریزه در یک نقطه در همه جهات می‌باشد. اکثر مواد شیشه‌ای و بسیاری از مواد دارای این ویژگی هستند که وقتی یک دسته پرتو نوری به آنها وارد شود در آن صورت سرعت انتشار و نحوه انتشار نور در جهات مختلف در آنها مشابه و یکسان می‌باشد و تنها تغییری که در نحوه حرکت دسته پرتو ضمن عبور از این مواد حاصل می‌شود آن است که بر اساس قوانین اسنل مسیر و جهت آنها نسبت به قبل از ورودشان به آن ماده تغییر می‌کند. اینگونه مواد را مواد ایزوتروپیک (isotropic) می‌نامند. مواد ایزوتروپیک در همه جهات دارای ضزیب شکست مشابه هستند.

بعضی مواد شفاف و نیمه شفاف دارای دو ضریب شکست می‌باشند، یعنی نحوه انتشار نور در داخل این مواد در جهات مختلف متفاوت است. وقتی که یک دسته پرتو نوری به داخل این گونه مواد وارد می‌شود اگر نور غیر پلاریزه باشد در آنصورت به دو دسته پرتو تقسیم می‌شود. این دو دسته پرتو در جهات عمود بر هم حرکت می‌کنند و ارتعاشات میدان الکتریکی آْنها کاملا بر هم عمود می‌باشد. هر دسته پرتو بنام نور پلاریزه شده و صفحه ارتعاش آنها را صفحه پلاریزاسیون می‌نامند. موادی که دارای این چنین خاصیتی هستند بنام مواد غیر ایزوتوپ می‌نامند. بعضی مواقع نیز اینگونه مواد را مواد با ضریب شکست دو گانه می‌نامند. در بررسیهای پلاریزاسیون لازم است که ما نور پلاریزه داشته باشیم این عمل را بوسیله یک صفحه پلاریزور می‌توان انجام داد. نور خارج شده از صفحه پلاریزور یک نور پلاریز است. میدان الکتریکی این فوتونها تنها در امتداد محور پلاریزاسیون صفحه پلاریزور ارتعاش می‌نماید.
روشهای تولید نور پلاریزه
نور پلاریزه را می توان به طرق مختلف ایجاد نمود. روشهاتی معمول عبارتند از:



بازتابش
شکست مضاعف
جذب انتخابی
پراکندگی
در اینجا دو روش ایجاد نور پلاریزه مورد نیاز در میکروسکوپهای پلاریزان را مختصرا توضیح می‌دهیم:

منشور نیکول
این منشور از بلور کلسیت درست شده است (کلسیت یا کربنات کلسیم). نور هنگام عبور از بلور کلسیت به دو دسته پرتو تجزیه می‌شود به گونه‌ای که اگر این بلور را مثلا بر روی نوشته‌ای قرار دهیم نوشته‌ها بصورت مضاعف دیده می‌شود. نور وارد شده به کلسیت به دو دسته پرتو تجزیه می‌شود، که یکی تابع قوانین اسنل است که آنرا شعاع عادی می‌نامند. دسته پرتو دیگر از قوانین نور عادی پیروی نمی‌کند لذا به آن پرتو غیر عادی گویند. مسیر نور عادی و نور غیر عادی و همچنین سرعت انتشار این دو دسته پرتو با همدیگر متفاوت است، البته هر دو دسته پرتو نور پلاریزه می‌باشند.


منشور نیکول (Nicol) بدین گونه ساخته می‌شود که یک بلور کلسیت را در امتداد قطرش برش می‌دهند سپس قطعات بدست آمده را بوسیله صمغ مخصوصی بنام صمغ کانادا (Canada blasm) به همدیگر می‌چسبانند. ضریب شکست این ماده 55/1 است که از ضریب شکست کلسیت برای شعاع عادی 656/1n= کمتر است و از ضریب شکست شعاع غیر عادی 482/1=n بیشتر می‌باشد. لذا وقتی که نور به محل اتصال دو نیمه می‌رسد نور غیر عادی انعکاس کلی پیدا می‌کند و تنها نور عادی از آن خارج می‌شود و بنابراین نور خارج شده یک دسته پرتو پلاریزه شده می‌باشد. می‌توان پلاریزه بودن نور خارج شده را بوسیله یک منشور دوم امتحان نمود. در صورتی که دو منشور نیکل به موازات همدیگر قرار گیرند نور خارج شده از اولی بدون تغییر از دومی نیز خارج می‌شود و در صورتی که محور پلاریزاسیون آنها عمود بر هم قرار گیرند نور پلاریزه خارج شده از اولی از دومی عبور نمی‌نماید.

تورمالین
نوع دیگری از پلاریزورها که بر اساس جذب انتخابی عمل می‌کنند موادی مثل تورمالین می‌باشند. اینگونه مواد وقتی نور غیرپلاریزه به آنها بتاید پس از ورود مثل بلور کلسیت در آن شکست مضاعف اتفاق می‌افتد و لیکن شعاع عادی آن در صورت ضخامت کافی بلور کاملا در داخل بلور جذب می‌شود و شعاع غیر عادی از بلور خارج می‌شود. بنابراین بلور تورمالین ارتعاشات را در یک راستا جذب و ارتعاشات در جهت عمود بر آن را عبور می‌دهد. این خاصیت تورمالین مربوط به ساختمان ملکولی آن می‌باشد. ماده تورمالین را نمی‌توان به جای منشور نیکول استفاده نمود، بخاطر آنکه این بلور رنگین است لذا نور سفید از آن عبور نمی‌کند.

آنالیزور (Analyser)
آنالیزور یک پلاریزور دیگر است که نحوه کار آن دقیقا مشابه پلاریزر است بجز آنکه محل نصب آن در پشت پلاریزور واقع می‌باشد. آنالیزور در میکروسکوپهای پلاریزان بین عدسی شیئی و چشم مشاهده کننده واقع است. موقعی که در میکروسکوپها از منشور نیکول استفاده می‌شود. معمولا آنرا درست بالای عدسی شیئی و یا درست بالای عدسی چشمی قرار می‌دهند تا از ایجاد مانع در مقابل نور جلوگیری نماید و لیکن در میکروسکوپهایی که از فیلترهای پلاروئید به عنوان آنالیزور استفاده می‌شود این ----- در داخل لوله عدسی نصب می‌گردد و دارای ورنیه می‌باشد که درصد چرخش آنرا می‌توان مشخص نمود.

عمدتا وقتی که نمونه‌ها را بوسیله نور پلاریزه مورد تابش قرار دهیم و مشاهده نمائیم تصویر مشابه حالتی است که از نور غیر پلاریزه استفاده می‌شود. اما وقتی که در مقابل آن یک آنالیزور قرار دهیم در آنصورت مشاهده می‌شود که با چرخش آنالیزور در جهات مختلف روشنایی تصویر متفاوت خواهد بود. در حالتی که محور پلاریزاسیون پلاریزور و آنالیزور بر همدیگر عمود باشند، در آن صورت نوری از آن به چشم مشاهده گر نمی‌رسد و در صورتی که دو محور به موازات هم باشند حداکثر نور خارج می‌شود. در این صورت می‌توان تأثیر نمونه در چرخش نور را مشاهده و اندازه گیری نمود. در حالتی که محور پلاریزاسیون پلاریزور و آنالیزور بر همدیگر عمود باشند کلیه نورهایی که مستیقما از پلاریزور به آنالیزور می‌رسند متوقف می‌شوند و از آن خارج نمی‌شوند و تنها آن بخش از نورهایی که بوسیله نمونه خارج و تغییر جهت داده می‌شود بوسیله آنالیزور عبور داده می‌شود و می‌توان بنابراین تأثیر نمونه را بر روی نور پلاریزه عبوری مطالعه نمود.

عدسیهای مختلفی که در ساختمان میکروسکوپهای پلاریزان مورد استفاده قرار می‌گیرد بایستی بدون هیچگونه رگه باشد و علاوه بر آن نبایستی خود دارای اثر پلاریزه کنندگی باشند. در صورتی که از میکروسکوپهای معمولی بخواهیم برای بررسی خواص کندانسور استفاده نماییم باید آن را آزمایش نمود که این اشکالات در آنها وجود نداشته باشد. وجود زاویه در هر یک از عدسیها خود می‌تواند موجب اثر پلاریزه کنندگی نور شود و بنابراین برای مطالعه نمونه‌هایی که خاصیت پلاریزه کنندگی آنها کم است بهتر است روزنه نور را تا حد ممکن کم نمود تا تأثیر زاویه دار بودن کمتر شود.


وسایل ملحقات یک میکروسکوپ پلاریزان
با اضافه کردن وسایل لازمه به یک میکروسکوپ به گونه‌ای که بتوان در آن از نور پلاریزه استفاده نمود اطلاعات مفیدی از نمونه‌ها می‌توان بدست آورد. در حالت بسیار ساده می‌توان با افزودن یک صفحه ساده پلاریزور و یک صفحه آنالیزر که بشود آنها را چرخاند می‌تواند این کار انجام شود. لیکن در اندازه گیریهای دقیق و مواقعی که اندازه گیری مقداری مورد نیاز باشد بایستی از میکروسکوپ پلاریزان استفاده شود. تجهیزات اضافی یک میکروسکوپ پلاریزان را می‌توان بطور مختصر بصورت زیر برشمرد:



پلاریزور و آنالیزور که بتوانند به داخل و یا خارج محلهای مربوطه منتقل شوند و همچنین حول محور قائم بچرخند و در ضمن جهت آنها نیز نسبت به همدیگر قابل تعیین باشد.


خطوط متقاطع که بر روی چشمی نصب شوند بگونه‌ای که بتواند پس از نصب و تنظیم ثابت شوند و از چرخش آن جلوگیری نماید. خارهایی که بتوان خطوط را بطور ثابت بطرف شمال – جنوب ، شرق – غرب یا در زاویه 45 درجه نسبت به این جهتها قرار دهد.


پایه نگه دارنده نمونه (machanical stage) که بتوان آنرا به تدریج بوسیله یک ورنیه چرخاند.


وسیله مناسب برای چرخاندن و یا انتقال پایه (stage) و هم محور کردن با محور اپتیکی.


شیارهایی در بدنه جهت وارد کردن جبران کننده. جبران کننده‌ها در زیر پلاریزر در شکاف مخصوص خود قرار می‌گیرند. این وسایل جهت جبران تأخیر فاز نمونه‌های بلورین ناشناخته بکار می‌روند.


یکم مرحله کندانسور در بالای پلاریزور


یک عدسی برتراند و دیافراگم برزای امتحان و بررسی نوارهای تداخلی.

وسائل اضافی که جهت جبران تأخیر فاز بکار می‌روند عبارتند از: الف) گوه بسیار نازکی از کوارتز: این گوه به گونه‌ای بریده می‌شود که محور اپتیکی آن موازی خط الرأس گوه باشد. معمولا این گوه را بر روی یک تیغه کوارتز به گونه‌ای می‌چسبانند که محور اپتیکی آن با محرو اپتیکی گوه عمود باشند. در یک نقطه ضخامت گوه صفر است و لذا تأخیر فازی وجود ندارد و لیکن در نقاط دیگر بخاطر آنکه ضخامت صفر نیست تأخیر فاز وجود دارد. در عمل موقع آزمایش بایستی محور اپتیکی نمونه و محور اپتیکی گوه بر هم عمود باشند به گونه‌ای که تأخیر فاز نمونه بوسیله گوه جبران شود. این عمل موجب آن می‌شود که موقعی که آنالیزور و پلاریزور بر هم عمود عستند تاریک شوند. در این حالت اختلاف فاز ایجاد شده بوسیله گوه درست برابر و در جهت خلاف نمونه می‌باشد از این طریق می‌توان اختلاف فاز نمونه را تعیین نمود.


ب) تیغه ربع موج: این تیغه دارای ضخامتی برابر با یک ربع طول موج می‌باشد. بنابراین در اثر عبور نور از این تیغه فاز موج عقب خواهد افتاد. این تیغه از جنس بلور میکا می‌باشد. با استفاده از این تیغه و تغییر نقش تداخلی حاصل شده نوع بلور بدست می‌آید. این تیغه همراه با تیغه ربع موج دیگری که در بالای پلاریزور قرار می‌گیرد بکار می‌رود.


ج) تیغه حساس به رنگ نور: این تیغه از تیغه نازک کوارتز درست شده است و دارای سطح صاف می‌باشد. ضخامت تیغه معادل با تمام موج می‌باشد. این بلور را بین دو لامل می‌چسبانند. ویژگی این تیغه آن است که تأخیر فازهای کوچک حاصله شده در اثر نور عبوری از نمونه را به تغییرات رنگی که چشم حساس به آن است تبدیل می‌نماید. تغییر رنگ حاصله معرف نمونه می‌باشد. این تیغه برای رنگ سبز تمام موج می‌باشد یعنی تأخیر فازی حاصل نمی‌شود. برای نور قرمز اندکی تأخیر فاز و برای نور آبی تأخیر فاز بیشتر ایجاد خواهد نمود. تأخیر کوچک در تغییر فاز موجب تغییر سریع رنگ می‌شود.


د) پلاتین یونیورسال: معمولا محورهای اپتیکی نمونه‌های مورد مطالعه نسبت به سطح نمونه بصورت اتفاقی می‌باشند و لذا تنظیم مناسب موقعیت و زاویه آن نسبت به سطح افق جهت یافتن محورهای اپتیکی از طریق ایجاد و مشاهده نوارهای تداخلی بایستی بطور دقیق انجام شود. برای این منظور از پلاتین یونیورسال استفاده می‌شود. با استفاده از این وسیله می‌توان ضریب شکست را در جهات مختلف نمونه مربوط به پرتوهای عادی و غیر عادی تعیین نمود. پلاتین یونیورسال بطور مناسب مدرج شده است به گونه‌ای که می‌توان جهت قرار گرفتن نمونه را از روی درجات مشخص نمود و از این طریق محورهای اپتیکی را تعیین نمود.

مشاهده بوسیله نور پلاریزه
وضعیتهای مختلفی را که در مطالعه با میکروسکوپ پلاریزان می‌توان مشاهده نمود: وقتی که محور دو صفحه پلاریزور و آنالیزور موازی یا عمود بر یکدیگر می باشند. وقتی که نور از چشمه خارج و به پلاریزور برخورد نماید نور خارج شده از آن نور پلاریزه و به موازات محور پلاریزاسیون پلاریزور می‌باشد. در حالتی که آنالیزور به گونه‌ای باشد که محور پلاریزاسیون آن به موازات محور پلاریزاسیون صفحه پلاریزر باشد نور خارج شده از پلاریزور بدون تغییر از آن عبور نموده و به چشم می‌رسد. در صورتی که دو صفحه محور پلاریزاسیونشان عمود بر همدیگر باشند نور خارج شده از پلاریزور نمی‌تواند از آنالیزور خارج و بوسیله آن جذب می‌شود، در آن صورت نوری به چشم نمی‌رسد. وضعیت اولی وضعیت موازی دو صفحه پلاریزور و آنالیزور است و وضعیت دومی وضعیت متقاطع محورهای پلاریزاسیون دو صفحه پلاریزور و آنالیزور است. این آزمایش را می‌توان در میکروسکوپ پلاریزاسیون با چزخش آنالیزور انجام داد. در هر چرخش کامل 360 درجه‌ای دو مرتبه روشنایی ماکزیمم و دو مرتبه روشنایی مینیمم می‌شود. در حالت زاویه 90 درجه نسبت به یکدیگر نور رسیده به چشم قطع می‌شود و در صفر درجه و 180 درجه روشنایی ماکزیمم می‌شود.

تشخیص فشار
برای تشخیص تأثیر فشار همه عدسیهای میکروسکوپ را خارج نموده و دو صفحه پلاریزور و آنالیزور را با زاویه محرو پلاریزاسیون عمود بر هم قرار دهید. یک صفحه اسلاید شیشه‌ای 1×3 اینج روی stage قرار داده به گونه‌ای که یک ضلع بزرگ اسلاید وقتی که داخل لوله نگاه می‌کنیم قابل دیدن باشد با نگه داشتن اسلاید بطور محکم بوسیله یک دست با دست دیگر دسته یک scalpel یا یک وسیله مشابه را با فشار روی لبه در حال مشاهده فشار دهید. ناحیه روشن قابل مشاهده با اعمال فشار حذف می‌شود که نشان دهنده فشار الاستیک (elastic stress) می‌باشد. بعد از آزاد شدن لبه از فشار مجددا لبه روشن قابل مشاهده است. میکروسکوپ شناسها با همین روش ساده عدسیها را (polariscope) امتحان می‌نمایند. هر نوع رگه (strain) بر روی عدسیها با این روش ساده قابل مشاهده است، چون که جهت نور را تغییر می‌دهد.

آزمایش پلیکریم (Test for pleochrosim)
برای انجام این تست میکروسکوپ را تنظیم و با قرار دادن پلاریزور و آنالیزور در وضعیت داخل و خارج از موقعیت اصلیشان به ترتیب اینکار را انجام می‌دهیم. با چرخاندن یک صفحه تورمالین که روی محل نمونه (stage) قرار دارد و توجه به تاریک و روشن شدن در وضعیتهای 90 درجه نسبت به همدیگر می‌توان مؤلفه‌های pleochroic را تشخیص داد. تغییر رنگ و شدت ، ویژگیهای این پدیده است.

تست ایزوتروپیکی مواد
با قرار دادن یک قطعه شیشه بدون رگه (unstrain) روی stage و چرخاندن آن بین دو صفحه پلاریزور و آنالیزور وقتی که زاویه بین محورهای پلاریزاسیون آنها 90 درجه است می‌توان ایزوتروپیک و غیر ایزوتروپیک بودن آنرا مشاهده نمود. بایستی توجه داشت که در طول آزمایش پلاریزور و آنالیزور دارای زاویه 90 درجه می‌باشند. در صورتی که ماده مورد آزمایش ایزوتروپیک باشد چون که ضریب شکست جسم ایزوتروپیک در همه جهات یکسان است لذا نمی‌تواند موجب تغییر روشنایی شود در غیر اینصورت روشنایی پس از آنالیزور تغییر می‌کند.

مواد بی رنگ غیر ایزوتروپ در نور تکرنگ
یک صفحه سبز رنگ در جلو چشمه نور قرار داده و محورهای صفحات پلاریزور و آنالیزور را بطور عمودی نسبت به هم تنظیم و سپس نور پلاریزور را روی اسلاید حاوی نمونه با ضریب شکست دو گانه متمرکز نموده و سپس آزمایش را می‌توان انجام داد. تهیه سمبل مناسب می‌تواند با قرار دادن دو قطره سولفات منیزیم غلیظ گرم (Espon salt) بر روی اسلاید عاری از چربی و سپس پوشاندن آن با یک پوشش شیشه‌ای باشد. در این وضع در عرض چند دقیقه کریستال سوزنی شکل کوچکی رشد می‌نماید. در صورتی که مایع باقیمانده را بوسله ----- کاغذی خارج نمائیم ادامه رشد کریستال متوقف می شود (برای بدست آوردن نمونه مناسب بایستی چندین نمونه تهیه نمود تا وضعیت و کریستال مطلوب بدست آید).

در صورتی که stage که حاوی کریستال است را بچرخانیم وضعیتهای تاریک و روشن را بطور متناوب خواهیم دید. موقعیت تاریک بنام (extinction) موقعیت قطع خوانده می‌شود. در صورتی که زاویه بین دو قطع را اندازه بگیریم زاویه آن 90 درجه بدست خواهد آمد. موقعیت ماکزیمم روشنایی در زاویه 45 درجه ظاهر خواهد شد. رفتار نمونه در بین دو صفحه پلاریزور و آنالیزور که بصورت عمودی نسبت به همدیگر قرار دارد مهمترین کاری است که بوسیله میکروسکوپ پلاریزان می‌توان انجام داد. نوری که در راستای با ضریب شکست بیشتر از نمونه خارج می شود عقبتر است و یا بعد از نور در امتداد جهت یا ضریب شکست کمتر حرکت می‌نماید. رابطه آنها نسبت به همدیگر در نقطه خروج تحت عنوان تأخیر نسبی (retardation) یا اختلاف فاز (phase difference) خوانده می‌شود.

تأخیر یا اختلاف فاز را می‌توان بر حسب طول موج بیان نمود (بر حسب میکرومتر). مقدار تأخیر بستگی به دو فاکتور اختلاف بین ضریب شکستها در جهات مختلف و ضخامت نمونه دارد. Birefringence یک ماده از کمیت مهم مواد می‌باشد که می‌توان آنرا با میکروسکوپ پلاریزان اندازه گیری نمود. این کمیت برابر با اختلاف حداکثر و حداقل ضریب شکست آن ماده می‌باشد. همچنین این کمیت ممکن است بر حسب تأخیر نسبی بر حسب میلیمتر تقسیم بر ضخامت نمونه بر حسب میلیمتر بیان شود.

مواد غیر ایزوتروپیک که در همه وضعیتها دارای تاریکی هستند
بعضی مواد ایزوتروپیک وقتی که در زیر میکروسکوپ پلاریزان مشاهده می‌شوند ضمن چرخاندن آنها به اندازه 360 درجه همیشه تاریک باقی می‌مانند. دو دسته پرتو در زاویه 45 درجه نسبت به همدیگر دارای تأخیر فاز می‌باشند و لذا با همدیگر تداخل نمی‌نمایند و لیکن پس از آنکه از آنالیزور عبور نموده هر دو در یک صفحه قرار می‌گیرند و بنابراین تحت شرایط بخصوصی اینها ممکن است با همدیگر تداخل نموده و لذا موجب تداخل مخرب شوند. تداخل مخرب وقتی اتفاق می‌افتد که دو دسته پرتو پلاریزه شده همدوس (coherent) باشند و در ضمن به اندازه نصف طول موج (180 درجه) از همدیگر اختلاف فاز داشته باشند. در چنین وضعیتی کل تأخیر برابر است با تأخیری که در نمونه و تأخیری که در آنالیزر ایجاد می‌شود.

مواد بی رنگ غیر ایزوتروپیک (در نور سفید)
اگر آزمایشهای ذکر شده در مرحله قبل در نور سفید انجام شوند در آن صورت موقعی که نور به چشم می‌رسد (در حالت 45 درجه) جسم به صورت رنگی مشاهده می‌شود. موقعیت رنگها بستگی به ضخامت نمونه دارد. مکانیزم تشکیل این وضعیت بشرح زیر است:


وقتی که نور پلاریزه از جسم غیر ایزوتروپ خارج می‌شود در آن صورت بین مؤلفه‌های مختل نورهای عبور کرده زمانهای تأخیر متفاوتی وجود دارد (رنگ سفید متشکل از طول موجهای مختلف می‌باشد). چونکه هر طول موج در زاویه 45 درجه به دو مؤلفه تقسیم شده و پس از خروج از نمونه این دو مؤلفه نسبت به هم تأخیر دارند. بنابراین پس از آنکه مجددا به آنالیزر رسیدند حداقل یکی از رنگها پس از عبور چون که به یک صفحه آورده می‌شود با همدیگر تداخل مخرب خواهند داشت و لذا از آن طول موج از رنگ سفید حذف شده و تصویر بصورت رنگی مشاهده می‌شود. بنابراین رنگهای پلاریزه بستگی به دو پارامتر دارند که عبارتند از:



ضخامت ماده
مقدار تأخیر زمانی


بنابراین مواد مشابه با ضخامت متفاوت ممکن است دارای رنگهای پلاریزاسیون متفاوتی باشند.

مقیاس نیوتن
وابستگی بین رنگ با ضخامت ماده را به وضوح می‌توان با استفاده از یک ماده غیر ایزوتروپ گوه‌ای مشاهده نمود. این گونه گوه‌ها معمولا از جنس کوارتز می‌باشند و همراه با میکروسکوپ پلاریزان وجود دارند یا آنکه می‌توان آنها را بطور مصنوعی تهیه نمود. یک لایه بسیار نازک سلوفان (Cellophane) را انتخاب نموده و آنرا در زیر میکروسکوپ در وضعیتی که صفحات پلاریزاسیون میکروسکوپ بر همدیگر محورشان عمود باشند قرار داده و با توجه به جهت آنها که بایستی مشخص شود، با بریدن باریکه‌هایی از این ماده در جهت مشخص و سپس قرار دادن آنها بر روی یکدیگر به گونه‌ای که بصورت یک گوه (wedge) ساخته شوند. در صورتی که یک گوه تحت زاویه 45 درجه بین دو صفحه پلاریزور و آنالیزر با محور عمود بر هم قرار گیرند با فشار دادن و حرکت دادن گوه بداخل ناحیه میکروسکوپ بتدریج رنگهای مختلف مشاهده می شوند. در صورتیکه یک گوه حقیقی را زیر میکروسکوپ مشاهده نمائیم یک طیف پیوسته از رنگها مشاهده خواهیم نمود که شدت نور نوارها هر چه که به سمت ناحیه نازکتر گوه حرکت کنیم بیشتر می‌شود و ماکزیمم آن در محلی است که ضخامت گوه صفر است.

نورها و نوارهای پلاریزه مشاهده شده در این وضعیت مربوط به تأخیری است که در نور حاصله هنگام عبور از ضخامتهای مختلف ایجاد می‌شوند و نتیجتا تداخل یک طول موج بخصوص و سپس حذف آن از طیف ، در صورت قرار دادن یک گوه استاندارد و یک گوه از ماده غیر ایزوتروپیک ناشناخته می‌تواند در مجاورت هم در زیر میکروسکوپ و مقایسه رنگها و نوارها تأخیری که در مؤلفه‌های نوری در مؤلفه ایجاد می‌شود محاسبه گردد. گوه کوارتز بین پلاریزور و آنالیزور متقاطع (در حالت نور تکرنگ) وقتی که در آزمایش بالا یک صفحه سبز در مقابل نور لامپ میکروسکوپ گذاشته شود در آن صورت تعدادی نوارهای تاریک مشاهده می‌شوند که در واقع نوارهای تداخلی حاصله با شدن مینیمم هستند.

با جایگزینی ----- سبز با یک ----- قرمز در مقابل نور لامپ در آن صورت نوارهای تداخلی در طول گوه تغییر محل می‌دهد. نوارهای تاریک تشکیٍ.



تصويري از يک ميکروسکوپ پلاريزان (PMS-38) مدل po0038000a


• این مدل دارای سه عدسی چشمی با بزرگنمایی 40 تا 630 برابر است.
• دارای لنز های BERTRAND و W است.
• این مدل یک میکروسکوپ پلاریزان برای کاربرد های زمین شناسی است.
• این دستگاه دارای کیفیت بسیار بالا در میکروسکوپ های سه چشمی پلاریزان است.
• این دستگاه برای کاربرد های زمین شناسی، سنگ شناسی، کانی شناسی، دارو شناسی، سم شناسی و غیره استفاده می شود.
• دارای گارانتی 5 ساله

مشخصات:
• دارای عکسبرداری سه چشمی
• عکسبرداری از نمونه
• گرفتن عکس با کامپیوتر
• نمایش تصاویر در یک صفحه نمایشگر CCTV با وضوح بالا
• قابلیت تغییر پذیری

خصوصیات ویژه:
• دارای لنزهای Bertrand همراه با قابلیت تفکیک مسیر نوری
• دارای آنالیزر همراه با قابلیت تفکیک مسیر نوری
• قابلیت چرخش پذیری کامل 90 درجه همراه با علامت های درجه بندی هر 1 درجه برای 90 درجه کامل دارد.
• دارای پلاریزر نوری عبوری با قابلیت چرخش پذیری 360 درجه کامل همراه با علامت های درجه بندی هر 5 درجه برای 360 درجه کامل دارد.

سر میکروسکوپ، فاصله بین دو عدسی و دیوپتر:
• دارای سر سه چشمی با شیب 45 درجه با قابلیت چرخش 360 درجه است.
• قابلیت تنظیم فاصله بین عدسی ها با چشم کاربر را از 55 تا 75 میلیمتر دارد.
• قابلیت تنظیم دیوپتر برای تصحیح موقعیت دستگاه را دارد.

کندانسور، عدسی و -----:
• این دستگاه دارای کندانسور Substage، 2 دکمه تنظیم کننده کندانسور و دیافراگم عدسی است.
• دارای ميله دندانه دار و چرخ دندانه کوچک از جنس استیل برای حرکت آسان و بهتر کندانسور است.
• دارای ----- آبی برای منبع نوری اصلی است.

منبع نوری:
• دارای منبع نوری عبوری هالوژنی – تنگستنی 25W با شدت متغیر است.

خصوصیات صفحه میکروسکوپ:
• یک صفحه بزرگ کاملاً چرخنده همراه با بلبرينگ متحرک که قطر صفحه آن 160 میلیمتر همراه با چرخش 360 درجه کامل است.
• گیره های اطراف صفحه قابل جدا شدن هستند.
• دارای پیچ قفل کننده صفحه چرخنده است.

کانون میکروسکوپی:
• دکمه های کانونی ریز و درشت در هر دو طرف میکروسکوپ وجود دارد.
• رنج حرکت نظم و ترتيب دانه اى 20 میلیمتر است.
• تقسیم تنظیم دقیق 002/0 میلیمتر است.
• دارای قابلیت تنظیم پذیری پیچ های دستگاه برای محدود کردن رنج درشتی برای محافظت از نمونه ها است.

قاب، پایه، اندازه و وزن:
• بلندی کلی میکروسکوپ 485 میلیمتر است.
• وزن دستگاه: 20 پوند

دیگر خصوصیات:
• دارای صفحات متعادل کننده از جنس میکا (طول موج یک چهارم)
• دارای صفحات متعادل کننده از جنس ژیپس (طول موج یک کامل)
• همچنین شامل عدسی اضافی با بزرگنمایی 10 برابر همراه با عدسی دوربینی اندازه گیر با مقیاس طولی و مقیاس عرضی است.
• دارای عدسی اضافی با بزرگنمایی 10 برابر همراه با عدسی دوربین Crosshair است.
• دارای عدسی اضافی با بزرگنمایی 10 برابر همراه با عدسی دوربین Grid اندازه گیری است.
• دارای ریز سنج صفحه ای همراه با قدرت وضوح 01/0 میلیمتر برای درجه بندی دقیق عدسى دوربين است.
• دارای سرپوش‌ غبارگير، دستورالعمل و لامپ برق و فیوز اضافی است.
نماد کاربر
yasaman
کاربر ممتاز
کاربر ممتاز
 
پست ها : 1504
تاريخ عضويت: شنبه 17 بهمن 1388, 5:51 pm
محل سکونت: تهران
تشکر کرده: 0 بار
تشکر دریافت کرده: 20 بار

Re: آشنائي با ميكروسكوپ و انواع آن

پستتوسط yasaman » سه شنبه 25 اسفند 1388, 12:11 pm

میکروسکوپ های دو چشمی:
استفاده از دو نوع آن با نام های زایس و الیمپوس در آزمایشگاه ها متداول می باشد.

اجزای میکروسکوپ:
هر میکروسکوپ متشکل از دو بخش نوری و مکانیکی می باشد.
بخش نوری شامل : منبع نورانی ، کندانسور ، عدسی شیئی و چشمی می باشد.
بخش مکانیکی شامل : دسته میکروسکوپ ، پایه ، میکرومتر و ماکرومتر ، صفحه سیاه (Stage) و پیچ ها می باشد.
درشتنمایی 4 دیافراگم بسته
درشتنمایی 40 دیافراگم نیمه باز
درشتنمایی 100 دیافراگم کاملا باز
بنابر این هرچه درشنمایی بیشتر باشد، دریچه دیافراگم بازتر خواهد شد.
درشتنمایی کل میکروسکوپ:درشتنمایی عدسی چشمی ضربدر درشتمنایی عدسی شیئی
انواع میکروسکوپ:

1- میکروسکوپ نوری

الف:میکروسکوپ معمولی یا زمینه روشن
یکی ار مهمترین ویژگی های این نوع از میکروسکوپ قدرت جداسازی یا و توانایی تشخیص دو نقطه نزدیک به هم است.قدرت جداسازی هر میکروسکوپ معمولا با حد تفکیک یا R مشخص می شود. هرقدر میزان R کوچکتر باشد قدرت جداسازی میکروسکوپ بیشتر و بهتر است. این مقدار از nm200 که حد تفکیک بهترین میکروسکوپ نوری بوده شروع شده و به بالای nm500 که حد تفکیک اغلب میکروسکوپ های نوری است منتهی می شود.برای مثال در این حد تفکیک، مشاهده سلول های باکتری و میتوکندی مقدور می باشد ولی امکان مشاهده ریبوزوم ها میسر نیست.

ب: میکروسکوپ فلورسانت
نوعی از میکروسکوپ های نوری بوده که منبع نور آن پرتوهای فرابنفش است. برای مشاهده نمونه زیر این میکروسکوپ ها، بخش ها یا مولکول های ویژه داخل سلول با مواد فلورسانت یا نورافشان رنگ آمیزی می شوند و این زمانی است که هدف تشخیص پروتئین های خاص یا جایگاه آنها در سلول باشد.برای رنگ آمیزی های اختصاصی معمولا از پادتن های اختصاصی متصل به فلورسانت استفاده می شود..مواد فلورسانت نور را در طول موج بلندتری در طیف مرئی تابش می کنند و تصویری که دیده می شود حاصل نور تابش شده از نمونه است.
رودامین و فلورسئین دو نوع از رنگ های متداول فلورسانت می باشند که به ترتیب نور قرمز و سبز از خود تابش می کنند.

ب: میکروسکوپ اختلاف فاز یا فاز کنتراست
نوعی از میکروسکوپ های BH2 ی معمولی با کندانسور و عدسی شیئی مخصوص است که دارای قدرت تفکیک بالایی بوده و امکان مشاهده سلول های زنده را بدون رنگ آمیزی فراهم می سازد.فرآیندهایی از قبیل تقسیم میتوز با این نوع از میکروسکوپ قابل رؤیت است.

2- میکروسکوپ الکترونی
دو نوع از میکروسکوپ های الکترونی با نام میکروسکوپ الکترونی نگاره و میکروسکوپ الکترونی گذاره مورد استفاده می باشد.به دلیل قیمت بسیار بالا، این نوع از میکروسکوپ ها بیشتر در مراکز تحقیقاتی و پژوهشی مورد استفاده قرار می گیرند.
برای بررسی نمونه در این نوع از میکروسکوپ (نگاره) سطح آن با لایه ی نازکی از فلز سنگین پوشیده می شود و الکترون های تابیده شده پس از برخورد به سطح نمونه باعث تولید الکترون های بازتابیده شده و توسط دستگاه تشخیص داده می شوند.
تصویر سه بعدی حاصله با حد تفکیک nm10 قابل مشاهده است.

آشنایی با میکروتوم
برای مشاهده نمونه ها در زیر میکروسکوپ لازم است که از آنها برش های بسیار نازکی تهیه نمود.میکروتوم دستگاه برش در مقاطع نازک می باشد که شامل دسته میکروتوم، تیغهبرای تهیه برش ، جایگاه استقرار نمونه و درجه تنظیم ضخامت برش می باشد.
استفاده از دو نوع میکروتوم در آزمایشگاه ها متداول است:
نوع پارافینی:از پارافین جهت استقرار نمونه استفاده می شود.
نوع انجمادی: از آب جهت منجمد و محکم نگه داشتن نمونه در محل مورد نظر استفاده می شود.
نماد کاربر
yasaman
کاربر ممتاز
کاربر ممتاز
 
پست ها : 1504
تاريخ عضويت: شنبه 17 بهمن 1388, 5:51 pm
محل سکونت: تهران
تشکر کرده: 0 بار
تشکر دریافت کرده: 20 بار


بازگشت به مطالب درسی

چه کسي حاضر است ؟

کاربران حاضر در اين انجمن: بدون كاربران آنلاين و 2 مهمان

cron