ความแตกต่างระหว่างแว่นขยายและกล้องจุลทรรศน์แสงแบบผสมคืออะไร

เนื้อหา

• TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
• เลนส์ขยายและแว่นขยาย
• กล้องจุลทรรศน์แบบธรรมดาและแบบผสม
• กล้องจุลทรรศน์ไฟแบบคอมโพสิต
• คำเตือน
• การค้นหากำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์
• นอกเหนือจากกล้องจุลทรรศน์และแว่นขยาย
• ความสำคัญของกล้องจุลทรรศน์

การใช้วัสดุที่ชัดเจนเพื่อขยายวัตถุวันที่ย้อนหลังไปในประวัติศาสตร์ แต่ภาพประกอบแรกของเลนส์สำหรับแว่นตาวันที่ประมาณ 1,750 แว่นตาแว่นขยายสำหรับการอ่านภาพที่ลงวันที่ก่อนวันจริงลงวันที่ในช่วงปลาย 1200s แม้จะมีการใช้เลนส์ในช่วงต้น แต่การค้นพบโลกของแบคทีเรีย, สาหร่ายและโปรโตซัวนั้นใช้เวลาเกือบ 300 ปี

TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)

ความแตกต่างอย่างหนึ่งระหว่างแว่นขยายและกล้องจุลทรรศน์แสงผสมคือแว่นขยายใช้เลนส์เดียวเพื่อขยายวัตถุในขณะที่กล้องจุลทรรศน์คอมโพสิตใช้เลนส์สองตัวหรือมากกว่า ความแตกต่างอีกอย่างคือแว่นขยายสามารถใช้ดูวัตถุแบบทึบและโปร่งใสได้ แต่กล้องจุลทรรศน์แบบผสมต้องการชิ้นงานที่มีขนาดบางหรือโปร่งใสเพียงพอสำหรับแสงที่ลอดผ่าน นอกจากนี้แว่นขยายใช้แสงโดยรอบและกล้องจุลทรรศน์แสงใช้แหล่งกำเนิดแสง (จากกระจกหรือหลอดไฟในตัว) เพื่อส่องสว่างวัตถุ

เลนส์ขยายและแว่นขยาย

มีการใช้เลนส์ขยายมาหลายศตวรรษ ไฟเริ่มต้นและการแก้ไขการมองเห็นที่ผิดพลาดนั้นเป็นหนึ่งในการใช้และฟังก์ชั่นแว่นขยายที่เร็วที่สุด เอกสารการใช้เลนส์เริ่มขึ้นในปลายศตวรรษที่ 13 ด้วยแว่นขยายและแว่นตาเพื่อช่วยให้ผู้คนอ่านดังนั้นการเชื่อมโยงของแว่นตากับนักวิชาการถึงต้นปี 1300

แว่นตาขยายใช้เลนส์นูนซึ่งติดตั้งอยู่ในที่ยึด เลนส์นูนมีขอบบางกว่าที่อยู่ตรงกลาง เมื่อแสงผ่านเลนส์แสงรังสีจะโค้งเข้าหาจุดศูนย์กลาง แว่นขยายจะโฟกัสที่วัตถุเมื่อคลื่นแสงกระทบกับพื้นผิวที่กำลังดู

กล้องจุลทรรศน์แบบธรรมดาและแบบผสม

กล้องจุลทรรศน์ที่เรียบง่ายใช้เลนส์เดียวดังนั้นแว่นขยายจึงเป็นกล้องจุลทรรศน์ที่ง่าย กล้องจุลทรรศน์แบบสามมิติหรือการผ่ามักจะเป็นกล้องจุลทรรศน์แบบง่ายเช่นกัน กล้องจุลทรรศน์สามมิติใช้สองตาหรือ eyepieces หนึ่งสำหรับแต่ละตาเพื่อให้การมองเห็นแบบสองตาและให้มุมมองสามมิติของวัตถุ กล้องจุลทรรศน์สามมิติอาจมีตัวเลือกแสงที่แตกต่างกันเช่นกันทำให้วัตถุที่จะส่องจากด้านบนด้านล่างหรือทั้งสองอย่าง แว่นตาขยายและกล้องจุลทรรศน์สามมิติสามารถใช้เพื่อดูรายละเอียดเกี่ยวกับวัตถุทึบแสงเช่นหินแมลงหรือพืช

กล้องจุลทรรศน์แบบผสมใช้เลนส์สองตัวหรือมากกว่าในแถวเดียวเพื่อขยายวัตถุสำหรับการดู โดยทั่วไปกล้องจุลทรรศน์แบบผสมต้องการให้ชิ้นงานดูมีขนาดบางหรือโปร่งใสพอที่แสงจะลอดผ่าน กล้องจุลทรรศน์เหล่านี้ให้กำลังขยายสูง แต่มุมมองเป็นสองมิติ

กล้องจุลทรรศน์ไฟแบบคอมโพสิต

กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงแบบผสมส่วนใหญ่ใช้เลนส์สองตัวที่อยู่ในหลอดของร่างกาย แสงจากหลอดไฟหรือกระจกส่องผ่านคอนเดนเซอร์ตัวอย่างและเลนส์ทั้งสอง คอนเดนเซอร์โฟกัสแสงและอาจมีม่านตาที่สามารถใช้เพื่อปรับปริมาณของแสงที่ลอดผ่านชิ้นงานทดสอบ ช่องมองภาพหรือตามักจะมีเลนส์ที่ขยายวัตถุให้ดูใหญ่ขึ้น 10 เท่า (หรือเขียนเป็น 10x) เลนส์ล่างหรือวัตถุสามารถเปลี่ยนได้โดยการหมุนชิ้นเลนส์ซึ่งมีวัตถุสามหรือสี่ชิ้นแต่ละชิ้นมีเลนส์ที่มีกำลังขยายแตกต่างกัน โดยทั่วไปแล้วความแรงของเลนส์ใกล้วัตถุมีสี่เท่า (4x), 10 เท่า (10x), 40 เท่า (40x) และบางครั้งก็กำลังขยาย 100 เท่า (100x) กล้องจุลทรรศน์แสงแบบผสมบางชนิดยังมีเลนส์เว้าเพื่อแก้ไขการเบลอรอบ ๆ ขอบ

คำเตือน

กล้องจุลทรรศน์แสงแบบผสมมักจะเป็นกล้องจุลทรรศน์ไบรท์ฟิลด์ กล้องจุลทรรศน์เหล่านี้ส่องแสงจากคอนเดนเซอร์ด้านล่างของชิ้นงานทำให้ชิ้นงานดูมืดกว่าเมื่อเทียบกับตัวกลางที่อยู่โดยรอบ ความโปร่งใสของชิ้นงานสามารถสร้างรายละเอียดได้ยากเนื่องจากความคมชัดต่ำ ดังนั้นตัวอย่างจึงมักถูกย้อมเพื่อความคมชัดที่ดีกว่า

กล้องจุลทรรศน์ Darkfield มีคอนเดนเซอร์ดัดแปลงที่ส่งผ่านแสงจากมุมหนึ่ง แสงที่ทำมุมให้ความเปรียบต่างมากขึ้นเพื่อดูรายละเอียด ชิ้นงานดูเบากว่าพื้นหลัง กล้องจุลทรรศน์ Darkfield ช่วยให้สามารถสังเกตตัวอย่างสดได้ดีขึ้น

กล้องจุลทรรศน์ความต่างเฟสใช้วัตถุประสงค์พิเศษและคอนเดนเซอร์ดัดแปลงเพื่อให้รายละเอียดของชิ้นงานปรากฏขึ้นตรงกันข้ามกับวัสดุโดยรอบแม้เมื่อชิ้นงานและวัสดุโดยรอบมีความคล้ายคลึงกัน คอนเดนเซอร์และเลนส์ใกล้วัตถุช่วยขยายความแตกต่างเล็กน้อยแม้ในการส่งและการหักเหของแสง เช่นเดียวกับกล้องจุลทรรศน์ของสนามที่สว่างไสวตัวอย่างจะดูมืดกว่าวัสดุที่อยู่โดยรอบ

การค้นหากำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์

ความแตกต่างระหว่างเลนส์มือและกล้องจุลทรรศน์กำลังมาจากจำนวนของเลนส์ ด้วยแว่นขยายหรือเลนส์มือกำลังขยายจะถูก จำกัด อยู่ที่เลนส์เดี่ยว เนื่องจากเลนส์มีความยาวโฟกัสหนึ่งจุดจากเลนส์ถึงจุดโฟกัสการขยายจึงได้รับการแก้ไข ในปี 1673 แอนโทนีแวน Leeuwenhoek แนะนำโลกให้รู้จักกับ "สัตว์ขนาดเล็ก" โดยใช้กล้องจุลทรรศน์หรือเลนส์ธรรมดาที่มีกำลังขยาย 300 เท่า (300x) ขนาดจริง แม้ว่า Leeuwenhoek ใช้เลนส์ bi-concave ที่ให้ความละเอียดที่ดีกว่า (ความผิดเพี้ยนน้อยกว่า) ของภาพ แต่แว่นขยายส่วนใหญ่ใช้เลนส์นูน

การค้นหาการขยายในไมโครสโคปแบบผสมต้องรู้การขยายของแต่ละเลนส์ที่ภาพผ่าน โชคดีที่เลนส์ถูกทำเครื่องหมายไว้ กล้องจุลทรรศน์ห้องเรียนทั่วไปมีช่องมองภาพที่ขยายวัตถุให้ดูใหญ่กว่าวัตถุจริงขนาด 10 เท่า (10x) เลนส์ใกล้วัตถุบนไมโครสโคปแบบผสมนั้นติดอยู่กับเครื่องรับกำลังหมุนเพื่อให้ผู้ดูสามารถเปลี่ยนระดับการขยายได้โดยการหมุนเครื่องรับอนุภาคเป็นเลนส์ที่แตกต่างกัน

ในการหากำลังขยายทั้งหมดให้คูณการขยายของเลนส์เข้าด้วยกัน หากการดูวัตถุผ่านวัตถุกำลังต่ำสุดภาพจะถูกขยาย 4x โดยเลนส์ใกล้วัตถุและขยาย 10x ด้วยเลนส์ช่องมองภาพ กำลังขยายทั้งหมดจึงเท่ากับ 4 × 10 = 40 ดังนั้นภาพจะปรากฏใหญ่กว่าขนาดจริง 40 เท่า (40x)

นอกเหนือจากกล้องจุลทรรศน์และแว่นขยาย

คอมพิวเตอร์และการถ่ายภาพดิจิตอลได้ขยายขีดความสามารถของนักวิทยาศาสตร์ในการดูโลกด้วยกล้องจุลทรรศน์

ในทางเทคนิคแล้วกล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอลสามารถเรียกได้ว่าเป็นกล้องจุลทรรศน์แบบผสมเนื่องจากมีเลนส์มากกว่าหนึ่งตัว เลนส์และกระจกจะโฟกัสด้วยแสงเลเซอร์เพื่อสร้างภาพของชั้นแสงที่ส่องสว่างของชิ้นงานทดสอบ ภาพเหล่านี้ผ่านรูเข็มที่มีการจับภาพดิจิทัล ภาพเหล่านี้สามารถจัดเก็บและจัดการเพื่อการวิเคราะห์

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกน (SEM) ใช้การส่องสว่างของอิเล็กตรอนเพื่อสแกนวัตถุที่ทำด้วยทองคำ การสแกนเหล่านี้สร้างภาพขาวดำสามมิติของด้านนอกของวัตถุ SEM ใช้เลนส์ไฟฟ้าสถิตหนึ่งชุดและเลนส์แม่เหล็กไฟฟ้าหลายตัว

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (TEM) ใช้การส่องสว่างของอิเล็กตรอนด้วยเลนส์ไฟฟ้าสถิตหนึ่งชิ้นและเลนส์แม่เหล็กไฟฟ้าหลายชนิดเพื่อสแกนชิ้นบาง ๆ ผ่านวัตถุ ภาพขาวดำที่ผลิตปรากฏเป็นสองมิติ

ความสำคัญของกล้องจุลทรรศน์

เลนส์มีการบันทึกการใช้ที่เก่าแก่ที่สุดของพวกเขาไว้ในช่วงปลายศตวรรษที่ 13 ความอยากรู้อยากเห็นของมนุษย์เกือบจะเรียกร้องให้ผู้คนสังเกตเห็นความสามารถของเลนส์ในการตรวจสอบวัตถุขนาดเล็กมาก นักปราชญ์ชาวอาหรับในศตวรรษที่ 10 ตั้งสมมติฐานว่าแสงเดินทางเป็นเส้นตรงและวิสัยทัศน์นั้นขึ้นอยู่กับแสงที่สะท้อนจากวัตถุและเข้าไปในดวงตาของผู้ชม Al-Hazen ศึกษาแสงและสีโดยใช้ทรงกลมของน้ำ

อย่างไรก็ตามภาพแรกของเลนส์ในแว่นตา (แว่นตา) มีอายุประมาณ 1350 การประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์แบบผสมครั้งแรกนั้นให้เครดิตกับ Zacharias Janssen และพ่อของเขาในยุค 1590 ในช่วงปลายปี 1609 กาลิเลโอหันกล้องจุลทรรศน์แบบผสมกลับหัวเพื่อเริ่มการสังเกตท้องฟ้าที่อยู่เหนือเขาและเปลี่ยนการรับรู้ของจักรวาลอย่างถาวร Robert Hooke ใช้กล้องจุลทรรศน์แสงแบบผสมที่สร้างขึ้นเองเพื่อสำรวจโลกด้วยกล้องจุลทรรศน์ชื่อรูปแบบที่เขาเห็นในเซลล์ "เซลล์" และได้ตีพิมพ์ข้อสังเกตมากมายใน "Micrographia" (2208) ในที่สุดการศึกษาของฮุคและ Leeuwenhoek ในที่สุดก็นำไปสู่ทฤษฎีจมูกและการแพทย์สมัยใหม่