نطقب:Infobox laboratory equipment

مجهر ضوئي optical microscope هونوع من المجهر الضوء المرئي الذي يستخدم نظام العدسات لتكبير الصور لعينات صغيرة.

تكوينات بصرية

مجهر عدسة واحدة (بسيطة)

مجهر مركب

التاريخ

عهد اليونانيون العدسة المكبِّرة واستخدموها للتكبير ولإشعال النار، كما عهدها العرب، إلا حتى ابتكار ما يعهد اليوم باسم المجهر المركَّب compound microscope لم يتم حتى عام 1590، ويعود الفضل في ذلك إلى صانع النظارات الهولندي زخارياس جانسن Z.Janssen. وقد استخدم گاليليوهذا النوع من المجاهر لدراسة الحشرات وهي تتحرك، إضافة إلى تعهد بنية حاسة البصر لديها. وتمكَّن روبرت هوك R.Hooke في القرن السابع عشر من تطوير مجهر بزَّ سابقيه من المجاهر، لا يختلف كثيراً عن المجهر المركَّب الذي ينتشر استخدامه اليوم.

الاختراع

Popularisation

تقنيات الإضاءة

Fluorescence microscopy

المكونات

يتألف المجهر المركَّب الحديث أوالمجهر الضوئي optical microscope من قرص دوَّار nosepiece يحمل عدَّة عدسات جسمية objective lenses ذات تكبير متزايد، ومن عدسة عينية eyepiece أوعدستين في أعلى أنبوب أجوف (أواثنين). يوضع الجسم المراد فحصه على منصة stage تحت إحدى العدسات الجسمية، وتنار المنصة المثقوبة من مركزها بمنبع ضوئي مركَّز بعدسة مكثفة، وتُستخدم مرآة ومصباح خارجي أوضوء النهار لإنارة العينة الموضوعة على المنصة. وتُستخدم لوالب للضبط السريع وأخرى للضبط البطيء لضبط وضع جسمية المجهر فوق العينة، كما يُستخدم لولب لضبط وضع العدسة المكثفة لإنارة العينة الموضوعة على المنصة.

يتضح سير الأشعة الضوئية في المجهر المركَّب، وفيه تجعل العينة على بعد من العدسة الجسمية أكبر من بعدها المحرقي بقليل، فتشكل للجسم المفحوص خيالاً حقيقياً مقلوباً وأكبر من الجسم، يقع بين رأس العينية ومحرقها، وتشكل له هذه العدسة الأخيرة خيالاً وهمياً مكبراً ومقلوباً، هومايراه الناظر في عينية المجهر. ولما كان الخيال النهائي قد كُبِّر في مرحلتين، فإن التكبير النهائي للجسم المفحوص في المجهر يساوي جداء تكبيري العدستين الجسمية والعينية. فإذا كان تكبير العدسة الجسمية أربعين مرة (40×) وتكبير العدسة العينية عشر مرات (10×) أمكن الحصول على تكبير نهائي مقداره أربعمئة مرة (400×).

إلا حتى التكبير وحده على الرغم من فائدته لا يكفي. فثمة ميزة أخرى مهمة تُعهد باسم الميْز أومقدرة الفصل resolving power، وهي أصغر مسافة بين نقطتين على الجسم المفحوص تظهران في المجهر كنقطتين منفصلتين. وقد بيَّن الفيزيائي الألماني إرنست آبّه Ernst Abbe عام 1873 حتى مقدرة الفصل، أوالمَيْز، في مجهر مركب ترتبط بطول موجة الضوء المستخدم λ وبقرينة انكسار الوسط الذي توضع فيه العينة n، وتُعطى بالعبارة:

حيث تمثّل α نصف زاوية رأس مخروط الأشعة الضوئية التي تدخل إلى الجسمية. ويسمى الجداء 2n sin α فتحة العدسة العددية numerical aperture. وبالطبع حدثا كانت الفتحة العددية أكبر كانت مقدرة الفصل في المجهر أفضل. وقد يُلجأ لتحسين مقدرة الفصل كذلك إلى استخدام زيت الأرز ذي قرينة الانكسار العالية مقارنة بالهواء لتحسين مقدرة الفصل في المجهر ولزيادة الزاوية α.ويتضح وضعان لجسمية المجهر بالنسبة للعينة المدروسة، وواضح حتى مقدرة الفصل في الجزء (أ) من الشكل أفضل من الجزء (ب)، حيث إنه تتكشف تفاصيل دقيقة في (أ) تختفي في (ب). يمكن حتى تبلغ مقدرة الفصل في أفضل المجاهر الضوئية القيمة 2×10-4مم أي 0.2 ميكرون.

لقد طورت بعض المجاهر لأداء مهام محددة.

العدسة (العين)

Objective turret or Revolver or Revolving nose piece

الهدف

Oil immersion objective

عجلات الهجريز

الإطار

مصدر الضوء

المكثف

Stage

التكبير

التكبير والصور المجهرية

التشغيل

تقنيات الإضاءة

• Four examples of transilumination techniques used to generate contrast in a sample of tissue paper. 1.559 μm/pixel.
• Bright field illumination, sample contrast comes from absorbance of light in the sample.

• Cross-polarized light illumination, sample contrast comes from rotation of polarized light through the sample.

• Dark field illumination, sample contrast comes from light scattered by the sample.

• Phase contrast illumination, sample contrast comes from interference of different path lengths of light through the sample.

تقنيات أخرى

الإستخدامات

المتغيرات المجهر الضوئي

المجهر الرقمي

المجهر التجسيمي stereoscopic microscope

وهوذوتكبير محدود مجهز بزوجي عينيات جسمية خالية من الزيوغ مائلين على الشاقول، لتشكل صورة مجسَّمة ومكبرة للعيِّنة الموضوعة على منصته. وقد تكون العينة موضوع الاختبار كتيمة، فتضاء عندها من الأعلى، أوشفافة فتضاء عندها من الأسفل.

المجهر الاستقطابي polarizing microscope

وهويستخدم لفحص الصخور باختلاف أنواعها. وهنا يستخدم ضوء مستقطب يجتاز العيّنة المدروسة. كما يستخدم محلِّل analyzer لتحليل الضوء بعد اجتيازه العينة. وتسبب المنصة الدوارة التي توضع عليها العينة، والظاهرة في الشكل (6)، تغيراً في استقطاب الضوء النافذ ويفيد قياس مقدار التغير في الكشف عن مكوِّنات العينة موضوع الدراسة.

المجهر الطوري phase microscope

تضاء العينة في هذا النوع من المجاهر بمخروط أجوف من الضوء، فيدخل الضوء العدسة الجسمية، التي تحتوي على جهاز حلقي يخفف من شدة الضوء النافذ ويقحم صفيحة ربع موجية تسبب انزياحاً في طور الضوء. يسمح هذا الترتيب بكشف تغيرات طفيفة في قرينة الانكسار في العينة الشفافة ويجعلها أكثر وضوحاً. وهذا النوع من المجاهر مفيد جداً في دراسة الأنسجة الحية.

المجهر المنزلق sliding microscope

يسمح هذا النوع من المجاهر بقياس الأبعاد بدقة، إذ تجهَّز عينيته بخطين متصالبين، وينزلق المجهر على مسطرة مدرجة بالمليمترات، وتزوَّد بڤرنيه vernier تسمح بقراءة أجزاء من مئة من المليمتر. يمكن استعمال هذا النوع لأغراض فهمية كقياس أقطار الأنابيب الشعرية أوأقطار حلقات نيوتن الناشئة من تداخل الضوء وغير ذلك.

المجهر الطوري phase microscope

تضاء العينة في هذا النوع من المجاهر بمخروط أجوف من الضوء، فيدخل الضوء العدسة الجسمية، التي تحتوي على جهاز حلقي يخفف من شدة الضوء النافذ ويقحم صفيحة ربع موجية تسبب انزياحاً في طور الضوء. يسمح هذا الترتيب بكشف تغيرات طفيفة في قرينة الانكسار في العينة الشفافة ويجعلها أكثر وضوحاً. وهذا النوع من المجاهر مفيد جداً في دراسة الأنسجة الحية.

المجهر المنزلق sliding microscope

يسمح هذا النوع من المجاهر بقياس الأبعاد بدقة، إذ تجهَّز عينيته بخطين متصالبين، وينزلق المجهر على مسطرة مدرجة بالمليمترات، وتزوَّد بڤرنيه vernier تسمح بقراءة أجزاء من مئة من المليمتر. يمكن استعمال هذا النوع لأغراض فهمية كقياس أقطار الأنابيب الشعرية أوأقطار حلقات نيوتن الناشئة من تداخل الضوء وغير ذلك.

القيود

البدائل

انظر أيضاً

المصادر

قراءات أخرى

• "Metallographic and Materialographic Specimen Preparation, Light Microscopy, Image Analysis and Hardness Testing", Kay Geels in collaboration with Struers A/S, ASTM International 2006.

وصلات خارجية

• Antique Microscopes.com A collection of early microscopes
• Historical microscopes, an illustrated collection with more than 3000 photos of scientific microscopes by European makers (بالألمانية)
• The Golub Collection, A collection of 17th through 19th Century microscopes, including extensive descriptions
• , concepts in optical microscopy
• Online tutorial of practical optical microscopy
• OpenWetWare
• Cell Centered Database
• Antonie van Leeuwenhoek: Father of Microscopy and Microbiology