میکروسکوپ
تعریف میکروسکوپ
میکروسکوپ مجموعه ای ازلنزهاست که درون لولهایی قرارگرفته وازنظرنوری هم مرکزشده اند.
میکروسکوپ برای مشاهده ی اجسام بسیار ریزاستفاده میشود.
تاریخچه میکروسکوپ
اولین میکروسکوپها در قرن هفدهم ساخته شدند. احتمالاً مؤثرترین آنها توسط Leeuwenhoek ساخته شد که به صورت شیشههای کوچک نصب شده در یک صفحه فلزی بود که نزدیک چشم نگه داشته شده و در شرایط روشنایی مناسب، قادر به نشان دادن جزئیاتی در حد mm 1 بودند. انواع دیگر میکروسکوپهای اولیه تصویر واضحی فراهم نمیکردند تا قرن نوزدهم که میکروسکوپهای ترکیبی، به برتری تکنیکی نسبت به میکروسکوپهای تکلنزی دست یافتند. استفاده از میکروسکوپهای ترکیبی سادهتر بود و به واسطه پیشرفت در تکنولوژی طراحی، قدرت تفکیک بهبود یافته و نقایص عدسیها کاهش یافت. در سال 1876 تئوری تشکیل تصویر Abbé نشان داد که طول موج نور، محدودیتی در حدود mm 2/0 بر قدرت تفکیک اعمال مینماید. در این مرحله، دستگاه تقریباً در حد کمال خود بود واز 1900 به بعد بیشتر پیشرفتها، عمدتاً در تکنیکهای استفاده، روشهای روشنایی و راههای بهبود کنتراست بوده است. در سال 1900 امکان دیگری نیز به وجود آمد به طوریکه الکترونها میتوانستند در مسیرهای غیرمستقیم هدایت شده و بنابراین در تشکیل تصاویر بزرگنمایی شده، مورد استفاده قرا رگیرند. تئوری موجی الکترونها بعدها به همراه تئوری Abbé برای محاسبه محدودیت قدرت تفکیک میکروسکوپ الکترونی به کار رفت که به دلیل طول موج بسیار کوتاهتر الکترونها، بسیار بهتر از قدرت تفکیک میکروسکوپ نوری است. تا سال 1950 توسعه میکروسکوپی الکترونی بر بهبود تکنیکی دستگاه متمرکز شده بود ولی بعد از آن پیشرفتها بیشتر به سمت توسعه روشهای استفاده بر مبنای درک واکنش بین الکترونها و نمونه و همچنین روشهای تشکیل تصویر ادامه یافت. بروگلی (Louis de Broglie) در سال 1925 برای اولین بار تئوری خصوصیات موجی الکترونها که طول موجی به مراتب کمتر از طول موج مرئی دارند را ارائه نمود. سپس در سال 1927 دیویسون (Davisson) و گرمر (Germer) و همچنین تامپسون (Thompson) و رید (Reid) به طور مستقل آزمایشات کلاسیک تفرق الکترونی را انجام دادند که نشان دهنده طبیعت موجی الکترونها بود. اندکی بعد، ایده میکروسکوپ الکترونی ارائه گردید و این عبارت برای اولین بار در مقاله نول (Knoll) و راسکا (Ruska) در سال 1932 مطرح شد. این محققین توانستند در این مقاله، آنها ایده عدسیهای الکترونی را به عمل درآورند و تصاویر الکتورنی به دست آمده از چنین دستگاهی را ارائه نمودند. این یک مرحله بسیار مهم و تعیین کننده بود که بالاخره منجر به اختصاص جایزه نوبل به راسکا در سال 1986 گردید (http://www.nobel.se/physics/laureates/1986/). یک سال پس از انتشار این مقاله، قدرت تفکیک میکروسکوپ الکترونی از میکروسکوپهای نوری پیشی گرفت. راسکا اعتراف کرد که چیزی درباره ایدههای بروگلی در مورد امواج الکترونی نشنیده و تصور بر آن داشته که محدودیت طول موج در مورد الکترونها اعمال نمیگردد. تئوری موجی الکترون بعدها به همراه تئوری Abbé برای محاسبه محدودیت قدرت تفکیک میکروسکوپ الکترونی به کار گرفته شد که به دلیل طول موج بسیار کوتاهتر الکترونها، بسیار بهتر از قدرت تفکیک میکروسکوپ نوری است. چهار سال بعد میکروسکوپهای الکترونی عبوری (TEM) توسط شرکتهای تجاری ارائه شدند. اولین میکروسکوپهای الکترونی عبوری تجاری توسط EM1. Metropolitan-Vickers در سال 1936 در انگلستان ساخته شد ولی ظاهراً چندان خوب کار نمیکرد. اما تولید این نوع میکروسکوپها در سال 1939 توسط زیمنس (Siemens) و هالسک (Halske) در آلمان شروع شد. پس از جنگ جهانی دوم میکروسکوپهای TEM توسط منابع دیگر (Hitachi, JEOL, Philips, RCA, Interalia) به تعداد زیاد ساخته شد. مهمترین تحول برای دانشمندان مواد در اواخر دهه چهل اتفاق افتاد، به این ترتیب که در سال 1949 هایدنریش (Heidenreich) برای اولین بار فویلهایی (foils) فلزی را تا حد شفافیت برای الکترونها (electron transparency) نازک کرد. این کار توسط بولمن (Bollman) در سوئیس و هیرش (Hirsch) و همکارانش در کمبریج انگلیس دنبال شد. از آنجا که قسمت عمدهای از بررسیهای اولیه توسط TEM بر روی نمونههای فلزی انجام شد، کلمه "فویل" به صورت معادل "نمونه" درآمد. تا سال 1950 توسعه میکروسکوپی الکتورنی بر بهبود تکنیکی دستگاه متمرکز شده بود ولی بعد از آن، پیشرفتها بیشتر مربوط به توسعه روشهای استفاده بر مبنای درک واکنش بین الکترونها و نمونه و روشهای تشکیل تصویر بوده است. تا سال 1960 ترکیب میکروسکوپهای نوری و الکترونی تمام محدوده بزرگنمایی مورد نیاز برای مطالعه دنیای سوپر اتمی را پوشش داد ولی هنوز محدودیتهای زیادی در استفاده از آنها وجود دارد از جمله محدودیت عمق میدان میکروسکوپ نوری داشت و این واقعیت که میکروسکوپ الکترونی معمولی که استفاده چندانی در حالت انعکاسی ندارد.
آشنائي با ميكروسكوپ و انواع آن
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 . 1 - ميكروسكوپ نوري ( Light Microscope ) منبع نور در اين ميكروسكوپ نور مرئي ميباشد و با عبور از چندين عدسي محدب كه در آن تعبيه شده است و نيز يك منشور كه مسير نور را تغيير ميدهد ( قدرت تفكيك 24/0 ميكرون ) . 2 – 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 ). 3 – ميكروسكوپ فلورسنس (Fluorescence Microscope ) بطوركلي مواد از لحاظ خاصيت فلورسانس دو نوعند : - فلورسانس اوليه كه اين مواد ذاتاٌ خاصيت فلورسانس دارند يعني از خود نور ساطع ميكنند مثل ويتامينها و رنگها . - فلورسانس ثانويه كه از خود خاصيت فلورسانسي نداشته و با رنگ آميزي و معرفهاي گوناگون از قبيل سولفات بربرين و نارنجي آكريدين خاصيت فلورسانسي را به آنها القاء ميكنيم. منبع تغذيه نور در اين ميكروسكوپ اشعه U.V. ميباشد. در اينجا نيز از تصوير شيء عكسبرداري شده كه بر روي صفحه مانيتور قابل مشاهده است 4 – 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. 5 - ميكروسكوپ اختلاف فاز ( Phase Contrast Microscope ) منبع تغذيه نور در اين نوع ميكروسكوپ نور مرئي ميباشد و براي بررسي بافتها يا نمونه هايي كه اختلاف انكساري نوري كمي دارند مورد استفاده قرار ميگيرد بدين منظور صفحه سوراخ داري به نام پلاك فاز در كندانسور تعبيه ميشود . 6 - ميكروسكوپ الكتروني ( Electron Microscope ) پيشرفته ترين ميكروسكوپ قرن حاضر، با قدرت تفكيك 2 آنگستروم است. در اين ميكروسكوپ با عبور پرتوهاي الكتروني ساطع شده از رشته سيمي تنگستن با طول موج بسيار پائين از عدسي هاي متعدد كه در نهايت بر روي يك صفحه فلورسنت يا صفحه مانيتور، عكسبرداري صورت گرفته و تصوير شيء قابل مشاهده ميباشد.
انواع میکروسکوپ براساس نوع اشکارسازی
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. اجزاي ميكروسكوپ قرار دارد نيكل پلاريزه و به نيكلي كه در بالا قرار دارد نيكل آناليزور گفته مي شود . كنداسور در ميكروسكوپ براي متقاطع كردن نو به كار مي رود o . o میکروسکوپ الکترونی عبوری میکروسکوپ نوری o میکروسکوپ نوری عبوری o میکروسکوپ نوری بازتابی میکروسکوپهای پراب پویشی o میکروسکوپ نیروی جانبی o میکروسکوپ نیروی اتمی o میکروسکوپ نیروی مغناطیسی
میکروسکوپ مجموعه ای ازلنزهاست که درون لولهایی قرارگرفته وازنظرنوری هم مرکزشده اند.
میکروسکوپ برای مشاهده ی اجسام بسیار ریزاستفاده میشود.
تاریخچه میکروسکوپ
اولین میکروسکوپها در قرن هفدهم ساخته شدند. احتمالاً مؤثرترین آنها توسط Leeuwenhoek ساخته شد که به صورت شیشههای کوچک نصب شده در یک صفحه فلزی بود که نزدیک چشم نگه داشته شده و در شرایط روشنایی مناسب، قادر به نشان دادن جزئیاتی در حد mm 1 بودند. انواع دیگر میکروسکوپهای اولیه تصویر واضحی فراهم نمیکردند تا قرن نوزدهم که میکروسکوپهای ترکیبی، به برتری تکنیکی نسبت به میکروسکوپهای تکلنزی دست یافتند. استفاده از میکروسکوپهای ترکیبی سادهتر بود و به واسطه پیشرفت در تکنولوژی طراحی، قدرت تفکیک بهبود یافته و نقایص عدسیها کاهش یافت. در سال 1876 تئوری تشکیل تصویر Abbé نشان داد که طول موج نور، محدودیتی در حدود mm 2/0 بر قدرت تفکیک اعمال مینماید. در این مرحله، دستگاه تقریباً در حد کمال خود بود واز 1900 به بعد بیشتر پیشرفتها، عمدتاً در تکنیکهای استفاده، روشهای روشنایی و راههای بهبود کنتراست بوده است. در سال 1900 امکان دیگری نیز به وجود آمد به طوریکه الکترونها میتوانستند در مسیرهای غیرمستقیم هدایت شده و بنابراین در تشکیل تصاویر بزرگنمایی شده، مورد استفاده قرا رگیرند. تئوری موجی الکترونها بعدها به همراه تئوری Abbé برای محاسبه محدودیت قدرت تفکیک میکروسکوپ الکترونی به کار رفت که به دلیل طول موج بسیار کوتاهتر الکترونها، بسیار بهتر از قدرت تفکیک میکروسکوپ نوری است. تا سال 1950 توسعه میکروسکوپی الکترونی بر بهبود تکنیکی دستگاه متمرکز شده بود ولی بعد از آن پیشرفتها بیشتر به سمت توسعه روشهای استفاده بر مبنای درک واکنش بین الکترونها و نمونه و همچنین روشهای تشکیل تصویر ادامه یافت. بروگلی (Louis de Broglie) در سال 1925 برای اولین بار تئوری خصوصیات موجی الکترونها که طول موجی به مراتب کمتر از طول موج مرئی دارند را ارائه نمود. سپس در سال 1927 دیویسون (Davisson) و گرمر (Germer) و همچنین تامپسون (Thompson) و رید (Reid) به طور مستقل آزمایشات کلاسیک تفرق الکترونی را انجام دادند که نشان دهنده طبیعت موجی الکترونها بود. اندکی بعد، ایده میکروسکوپ الکترونی ارائه گردید و این عبارت برای اولین بار در مقاله نول (Knoll) و راسکا (Ruska) در سال 1932 مطرح شد. این محققین توانستند در این مقاله، آنها ایده عدسیهای الکترونی را به عمل درآورند و تصاویر الکتورنی به دست آمده از چنین دستگاهی را ارائه نمودند. این یک مرحله بسیار مهم و تعیین کننده بود که بالاخره منجر به اختصاص جایزه نوبل به راسکا در سال 1986 گردید (http://www.nobel.se/physics/laureates/1986/). یک سال پس از انتشار این مقاله، قدرت تفکیک میکروسکوپ الکترونی از میکروسکوپهای نوری پیشی گرفت. راسکا اعتراف کرد که چیزی درباره ایدههای بروگلی در مورد امواج الکترونی نشنیده و تصور بر آن داشته که محدودیت طول موج در مورد الکترونها اعمال نمیگردد. تئوری موجی الکترون بعدها به همراه تئوری Abbé برای محاسبه محدودیت قدرت تفکیک میکروسکوپ الکترونی به کار گرفته شد که به دلیل طول موج بسیار کوتاهتر الکترونها، بسیار بهتر از قدرت تفکیک میکروسکوپ نوری است. چهار سال بعد میکروسکوپهای الکترونی عبوری (TEM) توسط شرکتهای تجاری ارائه شدند. اولین میکروسکوپهای الکترونی عبوری تجاری توسط EM1. Metropolitan-Vickers در سال 1936 در انگلستان ساخته شد ولی ظاهراً چندان خوب کار نمیکرد. اما تولید این نوع میکروسکوپها در سال 1939 توسط زیمنس (Siemens) و هالسک (Halske) در آلمان شروع شد. پس از جنگ جهانی دوم میکروسکوپهای TEM توسط منابع دیگر (Hitachi, JEOL, Philips, RCA, Interalia) به تعداد زیاد ساخته شد. مهمترین تحول برای دانشمندان مواد در اواخر دهه چهل اتفاق افتاد، به این ترتیب که در سال 1949 هایدنریش (Heidenreich) برای اولین بار فویلهایی (foils) فلزی را تا حد شفافیت برای الکترونها (electron transparency) نازک کرد. این کار توسط بولمن (Bollman) در سوئیس و هیرش (Hirsch) و همکارانش در کمبریج انگلیس دنبال شد. از آنجا که قسمت عمدهای از بررسیهای اولیه توسط TEM بر روی نمونههای فلزی انجام شد، کلمه "فویل" به صورت معادل "نمونه" درآمد. تا سال 1950 توسعه میکروسکوپی الکتورنی بر بهبود تکنیکی دستگاه متمرکز شده بود ولی بعد از آن، پیشرفتها بیشتر مربوط به توسعه روشهای استفاده بر مبنای درک واکنش بین الکترونها و نمونه و روشهای تشکیل تصویر بوده است. تا سال 1960 ترکیب میکروسکوپهای نوری و الکترونی تمام محدوده بزرگنمایی مورد نیاز برای مطالعه دنیای سوپر اتمی را پوشش داد ولی هنوز محدودیتهای زیادی در استفاده از آنها وجود دارد از جمله محدودیت عمق میدان میکروسکوپ نوری داشت و این واقعیت که میکروسکوپ الکترونی معمولی که استفاده چندانی در حالت انعکاسی ندارد.
آشنائي با ميكروسكوپ و انواع آن
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 . 1 - ميكروسكوپ نوري ( Light Microscope ) منبع نور در اين ميكروسكوپ نور مرئي ميباشد و با عبور از چندين عدسي محدب كه در آن تعبيه شده است و نيز يك منشور كه مسير نور را تغيير ميدهد ( قدرت تفكيك 24/0 ميكرون ) . 2 – 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 ). 3 – ميكروسكوپ فلورسنس (Fluorescence Microscope ) بطوركلي مواد از لحاظ خاصيت فلورسانس دو نوعند : - فلورسانس اوليه كه اين مواد ذاتاٌ خاصيت فلورسانس دارند يعني از خود نور ساطع ميكنند مثل ويتامينها و رنگها . - فلورسانس ثانويه كه از خود خاصيت فلورسانسي نداشته و با رنگ آميزي و معرفهاي گوناگون از قبيل سولفات بربرين و نارنجي آكريدين خاصيت فلورسانسي را به آنها القاء ميكنيم. منبع تغذيه نور در اين ميكروسكوپ اشعه U.V. ميباشد. در اينجا نيز از تصوير شيء عكسبرداري شده كه بر روي صفحه مانيتور قابل مشاهده است 4 – 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. 5 - ميكروسكوپ اختلاف فاز ( Phase Contrast Microscope ) منبع تغذيه نور در اين نوع ميكروسكوپ نور مرئي ميباشد و براي بررسي بافتها يا نمونه هايي كه اختلاف انكساري نوري كمي دارند مورد استفاده قرار ميگيرد بدين منظور صفحه سوراخ داري به نام پلاك فاز در كندانسور تعبيه ميشود . 6 - ميكروسكوپ الكتروني ( Electron Microscope ) پيشرفته ترين ميكروسكوپ قرن حاضر، با قدرت تفكيك 2 آنگستروم است. در اين ميكروسكوپ با عبور پرتوهاي الكتروني ساطع شده از رشته سيمي تنگستن با طول موج بسيار پائين از عدسي هاي متعدد كه در نهايت بر روي يك صفحه فلورسنت يا صفحه مانيتور، عكسبرداري صورت گرفته و تصوير شيء قابل مشاهده ميباشد.
انواع میکروسکوپ براساس نوع اشکارسازی
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. اجزاي ميكروسكوپ قرار دارد نيكل پلاريزه و به نيكلي كه در بالا قرار دارد نيكل آناليزور گفته مي شود . كنداسور در ميكروسكوپ براي متقاطع كردن نو به كار مي رود o . o میکروسکوپ الکترونی عبوری میکروسکوپ نوری o میکروسکوپ نوری عبوری o میکروسکوپ نوری بازتابی میکروسکوپهای پراب پویشی o میکروسکوپ نیروی جانبی o میکروسکوپ نیروی اتمی o میکروسکوپ نیروی مغناطیسی
+ نوشته شده در چهارشنبه پانزدهم اردیبهشت 1389ساعت 10:21 توسط مهدیه کرد
|
