X'inhuma l-applikazzjonijiet ewlenin tal-mikroskopji ottiċi
Il-mikroskopju ottiku huwa għodda xjentifika antika u żagħżugħa. Mit-twelid tagħha, għandha storja ta’ tliet mitt sena. Mikroskopji ottiċi huma użati ħafna, bħal fil-bijoloġija, il-kimika, il-fiżika, l-astronomija, eċċ. F'xi xogħol ta 'riċerka xjentifika Huwa kollu inseparabbli mill-mikroskopju.
Fil-preżent, kważi saret approvazzjoni tal-immaġni tax-xjenza u t-teknoloġija. Jeħtieġ biss li tara d-dehriet frekwenti tiegħu fir-rapporti tal-midja dwar ix-xjenza u t-teknoloġija biex tara li dan huwa minnu.
Fil-bijoloġija, il-laboratorju huwa inseparabbli minn dan l-istrument sperimentali, li jista 'jgħin lill-istudenti biex jistudjaw id-dinja mhux magħrufa; biex tifhem id-dinja.
L-isptarijiet huma l-akbar postijiet ta 'applikazzjoni għall-mikroskopji. Jintużaw prinċipalment biex jeżaminaw bidliet fil-fluwidi tal-ġisem tal-pazjenti, batterji li jinvadu l-ġisem tal-bniedem, bidliet fl-istruttura taċ-ċelluli, eċċ., U jipprovdu lit-tobba b'metodi ta 'referenza u verifika biex jifformulaw pjanijiet ta' trattament. Fil-mikrokirurġija, il-mikroskopju huwa l-unika għodda tat-tabib; fl-agrikoltura, it-trobbija, il-kontroll tal-pesti u xogħol ieħor ma jistgħux jgħaddu mingħajr l-għajnuna tal-mikroskopju; fil-produzzjoni industrijali, l-ipproċessar, l-ispezzjoni u l-aġġustament tal-assemblaġġ ta 'partijiet fini, u l-istudju tal-proprjetajiet tal-materjal huma possibbli. Post fejn juru t-talenti tagħhom; investigaturi kriminali ħafna drabi jiddependu fuq mikroskopji biex janalizzaw diversi reati mikroskopiċi, bħala mezz importanti biex jiddeterminaw il-ħati reali; dipartimenti tal-protezzjoni ambjentali jużaw ukoll mikroskopji biex jiskopru diversi sustanzi li jniġġsu solidi; inġiniera ġeoloġiċi u tal-minjieri u fdalijiet kulturali u arkeoloġi jużaw l-għajnuna ta 'mikroskopji. L-indikazzjonijiet misjuba mill-mikroskopju jistgħu jintużaw biex jiġġudikaw il-minjieri fil-fond taħt l-art jew jiddeduċu l-immaġni vera tal-istorja fit-trab; anke l-ħajja ta 'kuljum tan-nies hija inseparabbli mill-mikroskopju, bħall-industrija tas-sbuħija u tal-parrukkiera, li tista' tuża l-mikroskopju biex tiskopri l-ġilda, ix-xagħar, eċċ. Ikseb l-aħjar riżultati. Jista 'jara kemm il-mikroskopju huwa integrat mal-produzzjoni u l-ħajja tan-nies.
Skont skopijiet ta 'applikazzjoni differenti, mikroskopji jistgħu jiġu kklassifikati bejn wieħed u ieħor, u hemm erba' kategoriji komuni: mikroskopji bijoloġiċi, mikroskopji metallografiċi, mikroskopji stereo, u mikroskopji polarizzanti. Kif jimplika l-isem, mikroskopji bijoloġiċi jintużaw prinċipalment fil-bijomediċina, u l-oġġetti ta 'osservazzjoni huma l-aktar korpi mikroskopiċi trasparenti jew trasluċidi; mikroskopji metallografiċi huma prinċipalment użati biex josservaw il-wiċċ ta 'oġġetti opaki, bħall-istruttura metallografika u difetti tal-wiċċ tal-materjali; Meta l-oġġett jiġi mkabbar u immaġni, jagħmel ukoll l-orjentazzjoni tal-oġġett u l-immaġni relattiva għall-għajn tal-bniedem konsistenti, u għandu sens ta 'fond, li huwa konformi mad-drawwiet viżwali konvenzjonali tan-nies; il-mikroskopju tad-dawl polarizzat juża t-trażmissjoni jew il-karatteristiċi ta 'riflessjoni ta' materjali differenti għal dawl polarizzat biex jiddistingwi oġġetti mikro differenti Komponent. Barra minn hekk, xi tipi speċjali jistgħu wkoll jiġu suddiviżi, bħal mikroskopju bijoloġiku maqlub jew mikroskopju tal-kultura, li huwa mikroskopju bijoloġiku prinċipalment użat biex josserva l-kultura permezz tal-qiegħ tal-bastiment tal-kultura; il-mikroskopju tal-fluworexxenza juża ċerti sustanzi biex jassorbi dawl speċifiku ta 'wavelength iqsar u Il-karatteristiċi li jarmu dawl speċifiku ta' wavelength itwal, biex isibu l-eżistenza ta 'dawn is-sustanzi u jiddeterminaw il-kontenut tagħhom; mikroskopji ta 'tqabbil jistgħu jiffurmaw immaġini ġenb ma' ġenb jew superimposti ta 'żewġ oġġetti fl-istess kamp ta' vista, sabiex iqabblu x-xebh u d-differenzi taż-żewġ oġġetti.
Mikroskopji ottiċi tradizzjonali huma magħmulin prinċipalment minn sistemi ottiċi u l-istrutturi mekkaniċi li jsostnuhom. Is-sistemi ottiċi jinkludu lentijiet oġġettivi, eyepieces u kondensaturi, li huma lenti kkumplikati magħmulin minn nuċċalijiet ottiċi varji. Il-lenti oġġettiva tkabbar il-kampjun, u l-ingrandiment tiegħu M huwa determinat bil-formula li ġejja: M oġġett =Δ∕f'object , fejn f'object huwa t-tul fokali tal-lenti oġġettiva, u Δ jista' jinftiehem bħala id-distanza bejn il-lenti oġġettiva u l-ocular. L-eyepiece tkabbar l-immaġni ffurmata mill-lenti oġġettiva għal darb'oħra, u tifforma immaġni virtwali f'250mm quddiem l-għajnejn tan-nies għall-osservazzjoni. Din hija l-aktar pożizzjoni ta 'osservazzjoni komda għal ħafna nies. L-ingrandiment tal-ocular huwa għajn M=250/f' għajn, f' għajn hija t-tul fokali tal-ocular. L-ingrandiment totali tal-mikroskopju huwa l-prodott tal-lenti oġġettiva u l-ocular, jiġifieri, M=Mobject*Meye=Δ*250∕f'eye*f;oġġett. Jista 'jidher li t-tnaqqis tat-tul fokali tal-lenti oġġettiva u l-ocular se jżid l-ingrandiment totali, li huwa ċ-ċavetta biex tara mikro-organiżmi bħal batterji b'mikroskopju, u hija wkoll id-differenza bejnha u lenti ordinarji.
Allura, huwa konċepibbli li tnaqqas infinitament il-malji f' oġġett f' sabiex tiżdied l-ingrandiment sabiex inkunu nistgħu naraw oġġetti aktar sottili? It-tweġiba hija le! Dan huwa minħabba li d-dawl użat għall-immaġini huwa essenzjalment mewġ elettromanjetiku, għalhekk id-diffrazzjoni u l-interferenza inevitabbilment iseħħu matul il-proċess ta 'propagazzjoni, bħad-ripples fuq il-wiċċ tal-ilma li naraw fil-ħajja ta' kuljum jistgħu jiddevjaw meta jiltaqgħu ma 'ostakli, u meta żewġ kolonni tal-mewġ tal-ilma jiltaqgħu, jistgħu jsaħħu lil xulxin. jew imdgħajfa. Meta l-mewġa tad-dawl emess minn punt ta 'oġġett li jarmi d-dawl f'forma ta' punt tidħol fil-lenti oġġettiva, il-qafas tal-lenti oġġettiva jfixkel il-propagazzjoni tad-dawl, li jirriżulta f'diffrazzjoni u interferenza. Hemm serje ta 'halos b'intensità dgħajfa u li tiddgħajjef gradwalment. Insejħu l-post qawwi ċentrali bħala Airy disk. Meta ż-żewġ punti li jarmu d-dawl ikunu qrib ċertu distanza, iż-żewġ spots tad-dawl se jikkoinċidu sakemm ma jistgħux jiġu kkonfermati bħala żewġ spots tad-dawl. Rayleigh ippropona kriterju, li huwa li meta d-distanza bejn iċ-ċentri taż-żewġ spots tad-dawl hija ugwali għar-raġġ tad-diska Airy, iż-żewġ spots tad-dawl jistgħu jiġu distinti. Wara l-kalkolu, id-distanza bejn iż-żewġ punti li jarmu d-dawl f'dan il-ħin hija e=0.61 ∕n.sinA{=0.61 In ∕ NA , fil-formula, in hija l-wavelength tad-dawl mewġa, il-wavelength tal-mewġ tad-dawl li l-għajn tal-bniedem tista 'tirċievi huwa ta' madwar 0.4-0.7um, n huwa l-indiċi refrattiv tal-medju fejn jinsab il-punt li jarmi d-dawl, bħal f' l-arja, n≈1, fl-ilma , n≈1.33, u A hija nofs l-angolu tal-ftuħ tal-punt luminuż mal-qafas tal-lenti oġġettiva, u NA tissejjaħ l-apertura numerika tal-lenti oġġettiva. Jista 'jidher mill-formula ta' hawn fuq li d-distanza bejn iż-żewġ punti li l-lenti oġġettiva tista 'tiddistingwi hija limitata mill-wavelength tad-dawl u l-apertura numerika. Peress li l-wavelength tal-għajn tal-bniedem l-aktar qawwija huwa madwar 0.5um, l-angolu A ma jistax jaqbeż id-90 gradi, u sinA huwa dejjem inqas minn 1. L-indiċi rifrattiv massimu għall-mezz disponibbli li jittrasmetti d-dawl huwa madwar 1.5, għalhekk il-valur e huwa dejjem akbar minn 0.2um, li hija l-iżgħar distanza ta 'limitu li mikroskopju ottiku jista' jsolvi. Permezz ta 'ingrandiment tal-mikroskopju, jekk trid tkabbar id-distanza tal-punt tal-oġġett e li tista' tiġi solvuta minn lenti oġġettiva b'ċertu valur NA biżżejjed biex tkun distinta mill-għajn tal-bniedem, Me Greater minn jew ugwali għal 0.15mm, fejn {{30}}.15mm hija l-għajn tal-bniedem miksuba b'mod sperimentali Id-distanza minima bejn żewġ mikro-oġġetti mqiegħda 250mm quddiem l-għajnejn li jistgħu jiġu distinti, għalhekk M Akbar minn jew ugwali għal (0.15∕0.61 in) NA≈500N.A, sabiex l-osservazzjoni ma tkunx impenjattiva wisq, huwa biżżejjed li tirdoppja M, jiġifieri, 500N. A Inqas minn jew ugwali għal M Inqas minn jew ugwali għal 1000N.A hija firxa ta 'għażla raġonevoli għall-ingrandiment totali tal-mikroskopju. Ma jimpurtax kemm hu kbir l-ingrandiment totali, huwa bla sens, minħabba li l-apertura numerika tal-lenti oġġettiva llimitat id-distanza minima riżolvabbli. Oġġetti żgħar huma dettaljati.
Il-kuntrast tal-immaġini huwa kwistjoni ewlenija oħra fil-mikroskopji ottiċi. L-hekk imsejjaħ kuntrast huwa l-kuntrast iswed u abjad jew id-differenza tal-kulur bejn il-partijiet maġenb il-wiċċ tal-immaġni. Huwa diffiċli għall-għajn tal-bniedem li tiġġudika d-differenza fil-luminożità taħt 0.02. kemmxejn aktar sensittivi. Xi oġġetti ta 'osservazzjoni tal-mikroskopju, bħal kampjuni bijoloġiċi, għandhom ftit li xejn differenza fil-luminożità bejn id-dettalji. Barra minn hekk, l-iżbalji tad-disinn u tal-manifattura tas-sistema ottika tal-mikroskopju jkomplu jnaqqsu l-kuntrast tal-immaġini u jagħmluha diffiċli li ssir distinzjoni. F'dan iż-żmien, id-dettalji tal-oġġett ma jistgħux jidhru b'mod ċar, mhux għax l-ingrandiment totali huwa baxx wisq. , mhuwiex minħabba li l-apertura numerika tal-lenti oġġettiva hija żgħira wisq, iżda minħabba li l-kuntrast tal-wiċċ tal-immaġni huwa baxx wisq.
Matul is-snin, in-nies ħadmu ħafna biex itejbu l-qawwa ta 'riżoluzzjoni u l-kuntrast tal-immaġini tal-mikroskopji. Bl-avvanz kontinwu tat-teknoloġija u l-għodda tal-kompjuter, it-teorija u l-metodi tad-disinn ottiku wkoll qed jitjiebu kontinwament. It-titjib kontinwu tal-metodi ta 'skoperta u l-innovazzjoni tal-metodi ta' osservazzjoni għamlu l-kwalità tal-immaġini tal-mikroskopji ottiċi qrib il-grad perfett ta 'limitu ta' diffrazzjoni. Jista 'jadatta għar-riċerka ta' kull tip ta 'kampjuni. Għalkemm l-istrumenti li jkabbru u l-immaġini bħal mikroskopju elettroniku u mikroskopju ultrasoniku ħarġu suċċessivament f'dawn l-aħħar snin, għandhom prestazzjoni vantaġġuża f'xi aspetti, iżda xorta ma jistgħux ikunu irħas, konvenjenti u intuwittivi, speċjalment adattati għar-riċerka ta 'organiżmi ħajjin. Mikroskopji tad-dawl rivali, li għadhom iżommu l-art tagħhom fis-sod. Min-naħa l-oħra, flimkien ma 'lejżer, kompjuter, teknoloġija ta' materjal ġdid u teknoloġija ta 'informazzjoni, il-mikroskopju ottiku tal-qedem qed jerġa' jqajjem u juri vitalità qawwija. Mikroskopju diġitali, mikroskopju tal-iskannjar konfokali bil-lejżer, mikroskopju tal-iskannjar tal-kamp qrib, mikroskopju b'żewġ fotoni u Strumenti b'diversi funzjonijiet ġodda jew adattabbli għal diversi kundizzjonijiet ambjentali ġodda joħorġu fi nixxiegħa bla tarf, u jespandu aktar il-qasam tal-applikazzjoni tal-mikroskopji ottiċi, bħala eżempju. Kemm huma eċċitanti l-istampi mikroskopiċi tal-formazzjonijiet tal-blat imtella’ mir-rover ta’ Mars! Nistgħu nemmnu bis-sħiħ li l-mikroskopju ottiku se jibbenefika lill-umanità b'attitudni ġdida.
