"Микроскоп" гэдэг нэр томъёо нь Грек үндэстэй. Энэ нь "жижиг", "харагдах" гэсэн утгатай хоёр үгнээс бүрддэг. Микроскопын гол үүрэг бол маш жижиг объектыг судлахад ашиглах явдал юм. Үүний зэрэгцээ энэ төхөөрөмж нь хүний нүдэнд үл үзэгдэх биеийн хэмжээ, хэлбэр, бүтэц болон бусад шинж чанарыг тодорхойлох боломжийг олгодог.
Бүтээлийн түүх
Түүхэнд микроскопыг хэн зохион бүтээгч байсан тухай нарийн мэдээлэл байдаггүй. Зарим эх сурвалжийн мэдээлснээр үүнийг 1590 онд нүдний шилний мастер Янссений аав хүү хоёр зохион бүтээжээ. Микроскоп зохион бүтээгч цолны өөр нэг өрсөлдөгч бол Галилео Галилей юм. 1609 онд энэ эрдэмтэн Академиа деи Линсейд олон нийтэд үзүүлэх зорилгоор хотгор болон гүдгэр линз бүхий төхөөрөмжийг танилцуулсан.
Олон жилийн туршид бичил биетийг үзэх систем хөгжиж, сайжирсан. Түүний түүхэн дэх маш том алхам бол хоёр линзтэй энгийн, акроматик тохируулгатай төхөөрөмжийг зохион бүтээсэн явдал юм. Энэ системийг 1600-аад оны сүүлээр Голландын Кристиан Гюйгенс нэвтрүүлсэн. Энэхүү зохион бүтээгчийн нүдний шилөнөөдөр үйлдвэрлэж байна. Тэдний цорын ганц сул тал бол харааны талбайн хангалтгүй өргөн юм. Үүнээс гадна орчин үеийн төхөөрөмжүүдтэй харьцуулахад Huygens нүдний шил нь нүдэнд эвгүй байрлалтай.
Микроскопын түүхэнд онцгой хувь нэмрийг ийм багаж үйлдвэрлэгч Антон Ван Левенгук (1632-1723) хийсэн. Тэр бол биологичдын анхаарлыг энэ төхөөрөмжид татсан юм. Leeuwenhoek нэг, гэхдээ маш бат бөх линзээр тоноглогдсон жижиг хэмжээтэй бүтээгдэхүүн хийсэн. Ийм төхөөрөмжийг ашиглах нь тохиромжгүй байсан ч нийлмэл микроскопуудад байдаг дүрсний согогийг хоёр дахин нэмэгдүүлээгүй. Зохион бүтээгчид энэ дутагдлыг 150 жилийн дараа л засч чадсан. Оптикийг хөгжүүлэхийн зэрэгцээ нийлмэл төхөөрөмжүүдийн зургийн чанар сайжирсан.
Микроскопыг сайжруулах ажил өнөөдөр үргэлжилж байна. Тиймээс 2006 онд Биофизикийн химийн хүрээлэнд ажилладаг Германы эрдэмтэд Мариано Босси, Стефан Хелл нар хамгийн сүүлийн үеийн оптик микроскопыг бүтээжээ. 10 нм хэмжээтэй объектуудыг ажиглах, гурван хэмжээст өндөр чанартай 3D дүрсийг харах чадвартай тул уг төхөөрөмжийг наноскоп гэж нэрлэсэн.
Микроскопын ангилал
Одоогоор жижиг биетийг шалгах зориулалттай олон төрлийн багаж хэрэгсэл бий. Тэдний бүлэглэл нь янз бүрийн параметрүүд дээр суурилдаг. Энэ нь микроскопын зорилго эсвэл гэрэлтүүлгийн арга, оптик дизайнд ашигласан бүтэц гэх мэт байж болно.
Гэхдээ дүрмээр бол микроскопын үндсэн төрлүүдЭнэ системийг ашиглан харж болох бичил хэсгүүдийн нарийвчлалын дагуу ангилдаг. Энэ хэсгийн дагуу микроскопууд нь:
- оптик (гэрэл);
-цахим;
-рентген туяа;-сканнердах датчик.
Хамгийн өргөн хэрэглэгддэг микроскопууд нь гэрлийн төрөл юм. Тэдний өргөн сонголт нь оптикийн дэлгүүрүүдэд байдаг. Ийм төхөөрөмжүүдийн тусламжтайгаар объектыг судлах үндсэн ажлуудыг шийддэг. Бусад бүх төрлийн микроскопуудыг тусгайлсан гэж ангилдаг. Тэдгээрийн хэрэглээг ихэвчлэн лабораторид хийдэг.
Дээрх төрлийн төхөөрөмж тус бүр өөрийн гэсэн дэд зүйлтэй бөгөөд тэдгээрийг тодорхой газар нутагт ашигладаг. Үүнээс гадна, өнөөдөр сургуулийн микроскоп (эсвэл боловсролын) худалдан авах боломжтой бөгөөд энэ нь анхан шатны түвшний систем юм. Хэрэглэгчид болон мэргэжлийн төхөөрөмжүүдэд санал болгож байна.
Програм
Микроскоп юунд зориулагдсан вэ? Хүний нүд нь биологийн тусгай төрлийн оптик систем учраас тодорхой түвшний нарийвчлалтай байдаг. Өөрөөр хэлбэл, ажиглагдсан объектуудын хооронд хамгийн бага зай байдаг бөгөөд тэдгээрийг ялгах боломжтой хэвээр байна. Энгийн нүдний хувьд энэ нарийвчлал нь 0.176 мм байна. Гэхдээ ихэнх амьтан, ургамлын эсүүд, бичил биетүүд, талстууд, хайлшийн бичил бүтэц, металл гэх мэт хэмжээсүүд нь энэ утгаас хамаагүй бага байдаг. Ийм объектыг хэрхэн судалж, ажиглах вэ? Энд янз бүрийн төрлийн микроскопууд хүмүүст туслахад ирдэг. Жишээлбэл, оптик төрлийн төхөөрөмжүүд нь ямар зайд байгаа бүтцийг ялгах боломжийг олгодогэлементүүдийн хоорондох хамгийн багадаа 0.20 μм байна.
Микроскоп хэрхэн ажилладаг вэ?
Хүний нүд бичил биетийг шалгах боломжтой төхөөрөмж нь үндсэн хоёр элементтэй. Эдгээр нь линз ба нүдний шил юм. Микроскопын эдгээр хэсгүүд нь металл суурь дээр байрлах хөдлөх хоолойд бэхлэгдсэн байдаг. Энэ нь мөн сэдвийн хүснэгттэй.
Орчин үеийн төрлийн микроскопууд ихэвчлэн гэрэлтүүлгийн системээр тоноглогдсон байдаг. Энэ нь ялангуяа цахилдаг диафрагмтай конденсатор юм. Томруулдаг төхөөрөмжүүдийн заавал байх ёстой багц бол тод байдлыг тохируулах зориулалттай микро ба макро эрэг юм. Микроскопуудын загвар нь конденсаторын байрлалыг хянадаг системтэй байхаар тусгасан.
Мэргэшсэн, илүү төвөгтэй микроскопуудад бусад нэмэлт систем, төхөөрөмжийг ихэвчлэн ашигладаг.
Линз
Би микроскопын тайлбарыг түүний нэг гол хэсэг болох линзний тухай түүхээс эхэлмээр байна. Эдгээр нь зургийн хавтгайд тухайн объектын хэмжээг нэмэгдүүлдэг нарийн төвөгтэй оптик систем юм. Линзний загвар нь зөвхөн ганц төдийгүй наасан хоёр эсвэл гурван линзний бүхэл бүтэн системийг багтаасан болно.
Иймэрхүү оптик-механик дизайны нарийн төвөгтэй байдал нь нэг эсвэл өөр төхөөрөмжөөр шийдэх ёстой ажлуудын хүрээнээс хамаарна. Жишээлбэл, хамгийн төвөгтэй микроскоп нь арван дөрөв хүртэлх линзтэй.
Линзэнд багтсанурд хэсэг ба түүнийг дагадаг системүүд юм. Хүссэн чанарын дүр төрхийг бий болгох, түүнчлэн үйл ажиллагааны төлөвийг тодорхойлох үндэс нь юу вэ? Энэ бол урд талын линз эсвэл тэдгээрийн систем юм. Линзний дараагийн хэсгүүд нь шаардлагатай томруулалт, фокусын урт, зургийн чанарыг хангах шаардлагатай. Гэсэн хэдий ч ийм функцийг хэрэгжүүлэх нь зөвхөн урд талын линзтэй хослуулах боломжтой юм. Дараагийн хэсгийн загвар нь хоолойн урт болон төхөөрөмжийн линзний өндөрт нөлөөлдөг гэдгийг дурдах нь зүйтэй.
Нүдний шил
Микроскопын эдгээр хэсгүүд нь ажиглагчийн нүдний торлог бүрхэвчийн гадаргуу дээр шаардлагатай бичил харуурын дүрсийг бүтээхэд зориулагдсан оптик систем юм. Нүдний шил нь хоёр бүлгийн линз агуулдаг. Судлаачийн нүдэнд хамгийн ойр байгааг нүд, алсыг талбар гэж нэрлэдэг (түүний тусламжтайгаар линз нь судалж буй объектын дүрсийг бүтээдэг).
Гэрүүлгийн систем
Микроскоп нь диафрагм, толь, линзний нарийн төвөгтэй дизайнтай. Түүний тусламжтайгаар судалж буй объектын жигд гэрэлтүүлгийг хангана. Хамгийн эртний микроскопуудад энэ функцийг байгалийн гэрлийн эх үүсвэрээр гүйцэтгэдэг байв. Оптик төхөөрөмжүүд сайжрахын хэрээр эхлээд хавтгай, дараа нь хотгор толь ашиглаж эхэлсэн.
Ийм энгийн нарийн ширийн зүйлсийн тусламжтайгаар нар эсвэл чийдэнгийн цацрагийг судалгааны объект руу чиглүүлсэн. Орчин үеийн микроскопуудад гэрэлтүүлгийн систем илүү төгс байдаг. Энэ нь конденсатор ба коллектороос бүрдэнэ.
Сэдвийн хүснэгт
Судалгаа шаардлагатай бичил харуурын бэлдмэл,хавтгай гадаргуу дээр байрлуулсан байна. Энэ бол сэдвийн хүснэгт юм. Янз бүрийн төрлийн микроскопууд энэ гадаргууг судалгааны объект ажиглагчийн харах талбарт хэвтээ, босоо эсвэл тодорхой өнцгөөр эргүүлэх байдлаар зохион бүтээж болно.
Үйл ажиллагааны зарчим
Анхны оптик төхөөрөмжид линзний систем нь бичил биетийн урвуу дүрсийг гаргаж өгсөн. Энэ нь материйн бүтэц, судлах ёстой хамгийн жижиг нарийн ширийн зүйлийг харах боломжтой болгосон. Өнөөдөр гэрлийн микроскопын ажиллах зарчим нь рефракторын дурангаар хийдэг ажилтай төстэй юм. Энэ төхөөрөмжид гэрэл нь шилэн хэсгээр дамжин хугардаг.
Орчин үеийн гэрлийн микроскопууд хэрхэн томруулдаг вэ? Гэрлийн туяа төхөөрөмжид орсны дараа тэдгээр нь зэрэгцээ урсгал болж хувирдаг. Зөвхөн дараа нь нүдний шилний гэрлийн хугарал үүсдэг бөгөөд үүнээс болж микроскопийн объектын дүрс нэмэгддэг. Цаашилбал, энэ мэдээллийг ажиглагчид шаардлагатай хэлбэрээр өөрийн харааны анализаторт оруулна.
Гэрлийн микроскопын дэд зүйл
Орчин үеийн оптик хэрэгслийг дараах байдлаар ангилдаг:
1. Судалгаа, ажил, сургуулийн микроскопын нарийн төвөгтэй байдлын ангиллаар.
2. Мэс заслын, биологийн болон техникийн хэрэглээний чиглэлээр.
3. Ойсон болон дамждаг гэрлийн төхөөрөмж, фазын контакт, гэрэлтэгч, туйлшралын төхөөрөмжүүдийн микроскопийн төрлөөр.4. Урвуу болон чиглүүлэх гэрлийн урсгалын чиглэлд.
Электрон микроскоп
Цаг хугацаа өнгөрөх тусам бичил биетийг судлах зориулалттай төхөөрөмж улам бүр төгс болов. Ийм төрлийн микроскопууд гарч ирэв, үүнд гэрлийн хугарлаас хамааралгүй тэс өөр үйл ажиллагааны зарчим ашигласан. Хамгийн сүүлийн үеийн төхөөрөмжүүдийг ашиглах явцад электронууд оролцсон. Ийм системүүд нь материйн бие даасан хэсгүүдийг маш жижиг харах боломжтой болгодог тул гэрлийн туяа тэднийг тойрон урсдаг.
Электрон төрлийн микроскоп юунд зориулагдсан вэ? Энэ нь эсийн бүтцийг молекулын болон дэд эсийн түвшинд судлахад хэрэглэгддэг. Мөн ижил төстэй төхөөрөмжийг вирус судлахад ашигладаг.
Электрон микроскопын дизайн
Бичил биетийг үзэх хамгийн сүүлийн үеийн хэрэгслүүдийн ажиллагааны үндэс нь юу вэ? Электрон микроскоп нь гэрлийн микроскопоос юугаараа ялгаатай вэ? Тэдний хооронд ижил төстэй зүйл байна уу?
Электрон микроскопын ажиллах зарчим нь цахилгаан болон соронзон орны шинж чанарууд дээр суурилдаг. Тэдний эргэлтийн тэгш хэм нь электрон цацрагт анхаарлаа төвлөрүүлэх чадвартай байдаг. Үүний үндсэн дээр бид "Электрон микроскоп нь гэрлийн микроскопоос юугаараа ялгаатай вэ?" Гэсэн асуултад хариулж болно. Үүнд оптик төхөөрөмжөөс ялгаатай нь линз байхгүй. Тэдний үүргийг зохих ёсоор тооцоолсон соронзон болон цахилгаан орон гүйцэтгэдэг. Тэдгээр нь гүйдэл дамждаг ороомгийн эргэлтээр үүсгэгддэг. Энэ тохиолдолд ийм талбарууд нь нэгдэх линз шиг ажилладаг. Гүйдэл нэмэгдэх эсвэл буурах үед фокусын урт өөрчлөгддөг.хэрэгслийн зай.
Хэлхээний диаграммын хувьд электрон микроскоп нь гэрлийн төхөөрөмжийн хэлхээний схемтэй төстэй байна. Ганц ялгаа нь оптик элементүүдийг түүнтэй төстэй цахилгаан элементүүдээр сольсон явдал юм.
Электрон микроскопоор объектыг томруулах нь судалж буй объектоор дамжин өнгөрөх гэрлийн цацраг хугарлын процессын улмаас үүсдэг. Янз бүрийн өнцгөөр туяа нь объектив линзний хавтгайд орж, дээжийн анхны томруулалт явагддаг. Дараа нь электронууд завсрын линз рүү дамждаг. Үүний дотор объектын хэмжээ нэмэгдэхэд жигд өөрчлөлт гардаг. Судалгааны материалын эцсийн дүрсийг проекцийн линзээр өгдөг. Үүнээс гэрэл гэгээтэй дэлгэц дээр зураг унана.
Электрон микроскопын төрөл
Орчин үеийн томруулагчид:
1. TEM буюу дамжуулагч электрон микроскоп. Энэхүү тохиргоонд электрон туяа судлаж буй бодистой харилцан үйлчилж, объектын соронзон линзээр дараа нь томруулснаар 0.1 μм хүртэл зузаантай маш нимгэн объектын дүрсийг бүтээдэг.
2. SEM буюу сканнердах электрон микроскоп. Ийм төхөөрөмж нь хэд хэдэн нанометрийн дарааллын өндөр нарийвчлалтай объектын гадаргуугийн зургийг авах боломжтой болгодог. Нэмэлт аргуудыг ашиглах үед ийм микроскоп нь гадаргуугийн ойролцоох давхаргын химийн найрлагыг тодорхойлоход туслах мэдээллийг өгдөг.3. Tunneling Scanning Electron Microscope буюу STM. Энэ төхөөрөмжийг ашиглан өндөр орон зайн дамжуулагч гадаргууг хөнгөвчлөхзөвшөөрөл. STM-тэй ажиллах явцад судалж буй объект руу хурц металл зүү авчирдаг. Үүний зэрэгцээ хэдхэн ангстромын зайг хадгалдаг. Дараа нь зүү дээр бага хэмжээний потенциал хэрэглэдэг бөгөөд үүнээс болж хонгилын гүйдэл үүсдэг. Энэ тохиолдолд ажиглагч судалж буй объектын гурван хэмжээст дүрсийг хүлээн авна.
Leuwenhoek микроскоп
2002 онд Америкт оптик хэрэгсэл үйлдвэрлэдэг шинэ компани гарч ирэв. Түүний бүтээгдэхүүний төрөлд микроскоп, дуран, дуран багтдаг. Эдгээр бүх төхөөрөмжүүд нь зургийн өндөр чанараараа ялгагдана.
Компанийн төв оффис болон хөгжлийн хэлтэс нь АНУ-ын Фремонд (Калифорни) хотод байрладаг. Харин үйлдвэрлэлийн байгууламжийн хувьд Хятадад байрладаг. Энэ бүхний ачаар тус компани дэвшилтэт, чанартай бүтээгдэхүүнийг боломжийн үнээр зах зээлд нийлүүлж байна.
Микроскоп хэрэгтэй юу? Левенхук шаардлагатай сонголтыг санал болгоно. Компанийн оптик тоног төхөөрөмжийн төрөлд судалж буй объектыг томруулдаг дижитал болон биологийн төхөөрөмжүүд багтдаг. Нэмж дурдахад, худалдан авагчид янз бүрийн өнгөөр хийгдсэн загвар зохион бүтээгчийг санал болгож байна.
Левенхук микроскоп нь өргөн функцтэй. Жишээлбэл, анхан шатны сургалтын төхөөрөмж нь компьютерт холбогдож, судалгааны явцад хийгдэж буй видео бичлэгийг авах боломжтой. Levenhuk D2L загвар нь энэ функцээр тоноглогдсон.
Компани нь янз бүрийн түвшний биологийн микроскопуудыг санал болгодог. Эдгээр нь илүү энгийн загварууд, шинэлэг зүйлүүд юм.мэргэжлийн хүмүүст тохиромжтой.
