میکروسکوپ 1

اهداف:

آشنایی با انواع میکروسکوپ

آشنایی با میکروسکوپ نوری و پلی ریزان و هم کانون

آشنایی با تعاریف اولیه در میکروسکوپ

شرح درس:

اهمیت وجود میکروسکوپ کمتر بر کسی پوشیده است و اغلب دانش آموزان آن را از نزدیک دیده و کار کرده اند. اما نکته ای که وجود دارد با توجه به محدودیت های موجود در مدارس و حتی برخی دانشگاه ها کمتر سایر انواع میکروسکوپ مورد مطالعه قرار می گیرد. بنابراین در این طرح به مطالعه برخی از انواع میکروسکوپ می پردازیم.

مطالعه با میکروسکوپ نوری:

تمامی انواع میکروسکوپ اعم از نوری معمولی، فاز کنتراست، تداخل افتراقی، هم کانون، فلورسنت همگی بر اساس تعامل بین نور و اجزای بافت کارمی کنند. در میکروسکوپ نوری نمونه های مورد مطالعه معمولاً بر اساس میزان نوری که از درون بافت عبور می کند بررسی می شوند. هر میکروسکوپ از اجزای مکانیکی و نوری تشکیل شده است. اجزای نوری متشکل از سه سیستم عدسی هستند که عبارتند از:

متراکم کننده نور را جمع و متمرکز می کند و مخروطی از نور را ایجاد می کند که شی را بزرگ می کنند و آن را در امتداد قطعه چشمی قرار می دهند. قطعه چشمی یا عدسی چشمی تصویر را بزرگ تر کرده و آن را روی شبکیه فرد مشاهده کننده، صفحه عکاسی و یا آشکارساز می اندازد. بزرگنمایی کلی میکروسکوپ نوری با ضرب کردن قدرت بزرگ نمایی عدسی های شیئی و چشمی در هم به دست می آید.

قدرت تفکیک:

عامل اساسی در به دست آوردن یک تصویر ظریف و دقیق با میکروسکوپ قدرت تفکیک است که عبارت است از کمترین فاصله ی بین دو شیء کوچک است که در آن فاصله، به صورت اشیای مجزا قابل مشاهده باشند. بالاترین قدرت تفکیک میکروسکوپ نوری تقریباً 0/2 میکرومتر است. این قدرت تفکیک تصاویر خوبی ایجاد می کند که 100 تا 1500برابر بزرگ شده اند. اگر فاصله ای کمتر از 0/2 میکرومتر باشد به صورت یک شی واحد دیده می شوند. بزگ نمایی وقتی ارزش دارد که با قدرت تفکیک بالا باشد.

قدرت تفکیک نیز وابسته به کیفیت عدسی شی آن می باشد. عدسی چشمی فقط تصویر حاصل از عدسی شی ء را بزرگ می کند و قادر به بهبود و قدرت تفکیک نیست. به همین دلیل در مقایسه عدسی های شیئی با بزرگ نمایی های متفاوت آن هایی که بزرگ نمایی بیشتری دارند از قدرت تفکیک بیشتری بر خوردارند.

مطالعه با میکروسکوپ فاز کنتراست و میکروسکوپ تداخل افتراقی:

برخی از آرایش های نوری امکان مشاهده ی سلول ها و مقاطع بافتی رنگ آمیزی نشده را فراهم می کنند. نمونه های رنگ آمیزی نشده زیستی معمولاً شفاف اند و چون تمامی قسمت های آنها دارای چگالی یکسان است مشاهده جزییات آنها مشکل است. در مطالعه با میکروسکوپ فاز کنتراست از عدسی هایی استفاده می شود که از اشیای شفاف تصاویر قابل رویت می سازند.

مطالعه با میکروسکوپ فاز کنتراست به این صورت است که سرعت نور هنگام عبور از ساختمان های سلولی و خارج سلولی با ضرایب انکسار مختلف تغییر می کند. این تغییرات توسط دستگاه فاز کنتراست استفاده می شوند تا ساختمان ها نسبت به یکدیگر روشن تر یا تیره تر به نظر برسند.

مطالعه با میکروسکوپ پلاریزان:

این نوع میکروسکوپ امکان تشخیص ساختمان هایی را فراهم می کند که از مولکول های کاملاً سازمان یافته تشکیل شده اند. وقتی نور معمولی از درون فیلتر پولاریزه کننده می گذرد، در هنگام خروج فقط در یک جهت ارتعاش می یابد. اگر ساختمان های بافتی حاوی مولکول های جهت دار بین دو فیلتر پولاریزه کننده قرار داده شود ساختمان های مولکولی جهت دار تکرار شونده ی آن ها محور نور خارج شده از فیلتر پولاریزه کننده را می پوشاند. در نتیجه به صورت ساختمان های روشنی در یک زمینه تیره دیده می شوند.

مطالعه با میکروسکوپ هم کانون:

عمق کانون در میکروسکوپ نوری نسبتاً بلند است به ویژه هنگامی که عدسی های شیئی با بزرگنمایی کم مورد استفاده قرار می گیرند. این یعنی این که محدوده ی نسبتاً وسیعی از نمونه ها هم زمان در کانون دیده می شود که سبب روی هم افتادن تصویر یک شی ء سه بعدی می شود. از سوی دیگر در میکروسکوپ هم کانون در هر زمان لایه ی بسار نازکی از نمونه دیده می شود. در اصل نمونه توسط پرتو بسیار کوچکی از نور روشن می شود (دقیقاً بر عکس میکروسکوپ نوری چون در آن پرتو بزرگی از نور نمونه را در بر می گیرد) و تصویر جمع آوری شده از نمونه باید از درون یک منفذ کوچک بگذرد. در نتیجه فقط تصویر حاصل از صفحه کانونی به آشکار ساز می رسد در حالی که تصاویر حاصل از مناطق جلو و عقب این سطح متوقف می شوند.

لینک فیلم

طرح درس 71

توضیح فیلم

متراکم کننده نور را جمع کرده و مخروط نوری را می سازد. عدسی چشمی تصویر را بزرگ تر کرده و آن را روی شبکیه فرد مشاهده کننده می اندازد.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: فاضل سامانی

تنظیم: یگانه داودی