درباره ذره ‏بین و میکروسکوپ چه میدانیم؟

زاویه دید

میزان تشخیص جزئیات اشیاء مختلف توسط چشم انسان، به «زاویه دید»‌ بستگی دارد. اشیاء دور به نظر کوچک می‏آ‌یند و ما برای اینکه آنها را بهتر ببینیم، با تلسکوپ زاویه دید را افزایش می‏دهیم. در مورد اشیاء بسیار کوچک، حتی هنگامی که از نزدیکترین فاصله‏ای که تمرکز دقیق توسط چشمِ غیرمسلح امکان دارد (تقریباً 15 تا 40 سانتیمتر) به ‌آنها نگاه می‏کنیم، زاویه دید چنان کوچک باقی می‏ماند که قادر به دیدن این اشیاء نخواهیم بود. اگر شیء را از این هم نزدیکتر بیاوریم، هرچند که زاویه دید افزایش می‏یابد، چشم دیگر قادر نیست آن را به وضوح ببیند. اما به کمک ذره‏بین یا میکروسکوپ می‏توانیم جسم را به چشم نزدیک کنیم و در عین حال آن را طوری ببینیم که انگار در محدوده تطابق چشم قرار گرفته است (یعنی محدوده‏ای که تصویر واضحی از آن بر روی شبکیه ظاهر شود). بزرگنمایی میکروسکوپ یا ذره‏بین عبارت است از نسبت اندازه تصویر به اندازه شیء وقتی که آن را با چشم غیرمسلح مشاهده کنیم. در اینجا، فرض را بر این قرار داده‏ایم که مشاهده‌ شیء با جسم غیرمسلح، از نزدیکترین فاصله‏ای که تمرکز دقیق امکان دارد، صورت گرفته که طبق قرارداد این فاصله 25 سانتیمتر است. بنابراین، میکروسکوپی که بزرگنمایی آن مثلاً 300 است، شیء را 300 برابر از آنچه چشم غیرمسلح از 25 سانتیمتری می‏بیند، بزرگتر می‏کند.

ذره بین

ذره ‏بین

ذره ‏بین  متشکل از یک عدسی همگرا (یا مجموعه‏ای از این عدسی ها) است که فاصله کانونی کوچکی دارد. شیء مورد مطالعه را در فاصله کانونی عدسی قرار می‏دهیم و به این ترتیب تصویری مستقیم و مجازی و بزرگتر از آن در فاصله مناسب از چشم تشکیل می‏شود. ذره‏بین شبیه عینک مطالعه است  زیرا چشم می‏تواند در حالی که برای فاصله دورتری تطابق پیدا کرده است، اشیاء نزدیکتر را با وضوح بیشتر مشاهده کند.

میکروسکوپ ها

میکروسکوپ

در میکروسکوپ ، بزرگنمایی در دو مرحله صورت می‏گیرد. در مورد تلسکوپ، شیئی مورد نظر در فاصله بسیار دوری قرار دارد و عدسی شیئی (که فاصله کانونی آن بزرگ است) تصویر حقیقی شیء‌ را تقریباً در کانون عقبی خود تشکیل می‏دهد. اما در میکروسکوپ، فاصله کانونی عدسی شیئی بسیار کوچک است (بین 15/0 تا 5/4 سانتیمتر). شیء آنقدر نزدیک به کانون جلویی این شیئی قرار داده می‏شود که فاصله تصویر بسیار بزرگتر از فاصله کانونی عدسی باشد. بعنوان یک قانون، فاصله تصویر از عدسی، با طول لوله میکروسکوپ محاسبه می‏شود که معمولاً 5/16 سانتیمتر است. بنابراین تصویر واسطه حقیقی (برای فواصل کانونی‏ای که در بالا داده شد) حدود 5/2 تا صد برابر بزرگتر از شیء است. دیافراگم میدان دید یا در بعضی میکروسکوپ‏های خاص، مقیاس‏های اندازه‏گیری، خط‏کش‏های مندرج و وسایل کمکی بینایی، در صفحه تصویر واسطه قرار داده می‏شود. تصویر واسطه که برای عدسی چشمی به منزله یک شیء مجازی است، توسط این عدسی که در بالای لوله میکروسکوپ قرار دارد، چندین برابر بزرگتر می‏شود. به این ترتیب، مثلاً اگر بزرگنمایی شیئی یک میکروسکوپ 40 و بزرگنمایی عدسی چشمی آن 10 باشد، بزرگنمایی مجموع این دو عدسی 10×40 یا 400 است. میکروسکوپی که عدسی‏های شیئی و چشمی آن به ترتیب دارای بزرگنمایی‏های 100 و 25 باشد، می‏تواند جسم را 2500 برابر کند. اما یک میکروسکوپ بصری معمولی با چنین بزرگنمایی عملاً چندان کاربرد ندارد؛ چرا که به دلیل خصوصیت موجی نور، فقط امکان تشخیص طول موج‏هایی وجود دارد که تقریباً‌ در محدوده طول موج‏های نور (0004/0 تا 0007/0 میلیمتر) قرار می‏گیرند. به همین دلیل حداکثر بزرگنمایی مفید یک میکروسکوپ 2000 است. برای به دست آوردن بزرگنمایی‏های بالاتر از میکروسکوپ الکترونی استفاده می‏شود. این میکروسکوپ‏ها از پرتوهای الکترونی با طول موج‏های بسیار کوتاهتر از نور مرئی  استفاده می‏کنند. عدسی کندانسور نقش اساسی و مهمی در عملکرد رضایت‏بخش میکروسکوپ دارد. این عدسی (یا عدسی ها) وظیفه‌ هدایت و تمرکز نور بر روی شیء را عهده‏دار است و طوری شیء را به شکل کامل و یکنواخت روشن می‏کند که تمام نور به عدسی شیئی میکروسکوپ منتقل شود.

منبع: سندباد