คุณเคยสงสัยหรือไม่ว่านักวิทยาศาสตร์สังเกตและศึกษาเซลล์ที่มีขนาดเล็กขนาดนี้ได้อย่างไร? พวกเขาทำเช่นนี้ด้วยความช่วยเหลือของกล้องจุลทรรศน์
กล้องจุลทรรศน์คืออะไร?
กล้องจุลทรรศน์เป็นเครื่องมือที่ขยายภาพของวัตถุ นักชีววิทยาใช้กล้องจุลทรรศน์เพื่อศึกษาวัตถุขนาดเล็ก วัตถุเหล่านี้มีขนาดเล็กเกินไปที่จะมองเห็นด้วยตาเปล่า วัตถุเหล่านี้อาจเป็นเซลล์ ส่วนของเซลล์ หรือสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก
กล้องจุลทรรศน์ทำหน้าที่ขยายและแสดงรายละเอียดของภาพ
กล้องจุลทรรศน์ชนิดหลักๆ ได้แก่ กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง และกล้องจุลทรรศน์แบบอิเล็กตรอน กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงเป็นกล้องจุลทรรศน์ที่ใช้แสงเพื่อขยายวัตถุ ในกล้องจุลทรรศน์นี้ แสงจะถูกส่งผ่านเลนส์เพื่อสร้างภาพขยายหรือภาพขยายของชิ้นงานที่กำลังศึกษา
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนใช้ลำแสงอิเล็กตรอนแทนแสงเพื่อขยายชิ้นงาน
กล้องจุลทรรศน์ยุคแรก
นักวิทยาศาสตร์ที่เริ่มต้นและก้าวหน้าขั้นต้นในแนวคิดเรื่องการขยายขนาดตัวอย่าง ได้แก่:
- โรเบิร์ต ฮุก. Robert Hooke เป็นนักวิทยาศาสตร์ผู้ค้นพบเซลล์ เขาใช้กล้องจุลทรรศน์เพื่อสังเกตเศษไม้ก๊อก เขาสังเกตช่องว่างในจุกซึ่งเขาตั้งชื่อเซลล์ เซลล์ชื่อมาจากห้องเล็ก ๆ ที่พระสงฆ์อาศัยอยู่ หลังจากค้นคว้าเพิ่มเติมเกี่ยวกับเซลล์โดยใช้กล้องจุลทรรศน์ เขาอธิบายว่าเซลล์เป็นหน่วยที่เล็กที่สุดของชีวิต เขาใช้กล้องจุลทรรศน์ที่ทำจากเลนส์สองและสามตัว แต่ภาพที่ได้ออกมานั้นไม่ชัดเจนนัก
- แอนทอน ฟาน ลีเวนฮุค เขาเป็นพ่อค้าชาวดัตช์ผู้ค้นพบวิธีการบดเลนส์และทำกล้องจุลทรรศน์ด้วยเลนส์เพียงตัวเดียว สิ่งนี้ทำให้กล้องจุลทรรศน์ของเขาสามารถสร้างภาพที่ขยายได้มากขึ้นและชัดเจนกว่ากล้องจุลทรรศน์ของฮุค เขาได้รับการขนานนามว่าเป็นบิดาแห่งกล้องจุลทรรศน์ หลังจากสร้างกล้องจุลทรรศน์มากกว่า 500 แบบ เขาเป็นคนแรกที่ค้นพบจุลินทรีย์โดยใช้กล้องจุลทรรศน์ เขาสังเกตเห็นหยดน้ำจากบ่อและเรียกสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ว่า "สัตว์เล็ก" เขายังทำการสังเกตและศึกษาแบคทีเรีย
ชิ้นส่วนของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง
- หลอดร่างกาย นี่คือส่วนที่แยกเลนส์ทั้งสองชุดออกจากกัน
- ชิ้นส่วนจมูกหมุนได้ นี่คือส่วนที่ช่วยให้คุณเปลี่ยนเลนส์ใกล้วัตถุจากอันหนึ่งไปยังอีกอันหนึ่งได้
- เลนส์ใกล้วัตถุ โดยปกติจะเป็นเลนส์ชุดที่สอง กล้องจุลทรรศน์แบบผสมมักจะมีเลนส์ 3 ชุดพร้อมกำลังขยาย (x4, x10 และ x40)
- คลิปเวที. สิ่งเหล่านี้ทำหน้าที่ในการยึดชิ้นงานทดสอบให้อยู่กับที่
- กะบังลม. ส่วนนี้จะควบคุมปริมาณแสงที่มาจากแหล่งกำเนิดแสงและมาถึงสไลด์
- แหล่งกำเนิดแสง. กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงใช้แสงในการขยาย แหล่งกำเนิดแสงสร้างแสงที่จำเป็นในการส่องผ่านชิ้นงานเพื่อสร้างภาพขยายของชิ้นงาน
- เลนส์ตา. นี่เป็นเลนส์ตัวแรกที่ผู้สังเกตการณ์ใช้สังเกตตัวอย่างที่ศึกษา
- แขน. นี่คือส่วนที่รองรับกล้องจุลทรรศน์และยังใช้สำหรับถือกล้องจุลทรรศน์
- เวที. นี่คือตำแหน่งที่ผู้สังเกตการณ์วางสไลด์และชิ้นงานเพื่อการสังเกต
- ปุ่มปรับหยาบ. นี่คือส่วนที่เลื่อนเวทีขึ้นและลง
- ปุ่มปรับละเอียด.
ในกล้องจุลทรรศน์แบบแสงผสม แสงถูกสร้างให้ผ่านชิ้นงานที่วางบนสไลด์ และใช้เลนส์ 2 ตัวเพื่อสร้างภาพขยาย
กล้องจุลทรรศน์แบบผสมมีความสามารถสองอย่างคือกำลังขยายและความละเอียด
การขยายหมายถึงการวัดว่ารูปภาพของวัตถุถูกขยายมากเพียงใด กำลังขยายทั้งหมดได้มาจากการคูณเลนส์ตากับเลนส์ใกล้วัตถุที่ใช้ เลนส์ตาปกติมีกำลังขยาย x10 แต่อาจแตกต่างกันไป ดังนั้น กำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงผสมภายใต้เลนส์ใกล้วัตถุที่แตกต่างกันจะเป็นดังนี้:
เลนส์ใกล้วัตถุ 4x = (10x) x (4x) = กำลังขยาย 40 เท่า
เลนส์ใกล้วัตถุ 10x = (10x) x (10x) = กำลังขยาย 100 เท่า
เลนส์ใกล้วัตถุ 40x = (10x) x (40x) = กำลังขยาย 400 เท่า
ความละเอียดหมายถึงการวัดความคมชัดของภาพ รายละเอียดของภาพมีความชัดเจนเพียงใด
ความละเอียดเป็นข้อจำกัดที่สำคัญของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง เนื่องจากยิ่งขยายมากเท่าใดความละเอียดของภาพก็ยิ่งน้อยลงเท่านั้น กำลังขยายที่มากกว่า 200x ทำให้ภาพดูพร่ามัวในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง แต่สามารถขยายขนาดและความละเอียดได้มากขึ้นโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
ต่อไปนี้เป็นลักษณะของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน:
- ใช้ลำแสงอิเล็กตรอนเพื่อสร้างภาพที่ใหญ่ขึ้นของชิ้นงาน ไม่ใช้แสงเหมือนกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง
- ชิ้นงานทดสอบและลำแสงอิเล็กตรอนจะต้องอยู่ในห้องสุญญากาศ เพื่อป้องกันไม่ให้ลำแสงอิเล็กตรอนกระเด็นออกจากโมเลกุลของก๊าซในอากาศ
- กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนมีข้อ จำกัด ในการใช้งานเนื่องจากไม่สามารถใช้เพื่อสังเกตสิ่งมีชีวิตได้ นี่เป็นเพราะสิ่งมีชีวิตไม่สามารถอยู่รอดได้ในสุญญากาศ
- กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนมีประสิทธิภาพมากกว่ากล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง
กฎการใช้กล้องจุลทรรศน์แบบรวมแสง
- ถือกล้องจุลทรรศน์โดยใช้มือข้างหนึ่งจับแขนไว้เสมอ และอีกข้างหนึ่งประคองไว้ใต้ฐาน
- เสียบปลั๊กและเปิดแหล่งพลังงาน
- ทำให้เวทีแห้งและวางสไลด์ของคุณ ยึดสไลด์ให้อยู่กับที่โดยจัดเรียงคลิปบนเวที
- เริ่มใช้เลนส์ใกล้วัตถุกำลังต่ำ 4x เสมอ โฟกัสเลนส์นี้โดยใช้ปุ่มปรับหยาบ ค่อยๆ เปลี่ยนไปใช้เลนส์ใกล้วัตถุกำลังปานกลางและโฟกัสโดยใช้ปุ่มปรับหยาบ เปลี่ยนจากเลนส์ใกล้วัตถุกำลังปานกลางเป็นกำลังสูง 40x อย่างระมัดระวัง ระวังอย่าสัมผัสสไลด์ เมื่อใช้ 40 x (เลนส์ใกล้วัตถุกำลังสูง) ห้ามใช้ปุ่มปรับภาพหยาบ
- ทำการสังเกตของคุณ
- ใช้ปุ่มปรับหยาบ ลดระยะลง
- เปลี่ยนเลนส์ใกล้วัตถุเป็นพลังงานต่ำ 4 เท่า
- ปิดแหล่งกำเนิดแสงและถอดปลั๊กไฟ
สรุป
คุณได้เรียนรู้:
- กล้องจุลทรรศน์คืออะไร?
- ประเภทของกล้องจุลทรรศน์
- ลักษณะของกล้องจุลทรรศน์
- วิธีการใช้กล้องจุลทรรศน์
