تُستخدم الميكروسكوبات لمعرفة الشكل الدقيق ، والوظيفة ، والسمات الأخرى للكائنات الحية الدقيقة ، والتي تكون غير مرئية من العين المجردة على الرغم من أنها حيوية من الجوانب البيولوجية. كلمة مجهر مأخوذة من كلمة يونانية حيث تعني كلمة " mikros " "صغيرة" و " skopeo " تعني "أنظر إلى".
بدأ استخدام العدسات في أوروبا في القرن السادس عشر . يعتقد أن صانعي النظارات الهولنديين Zacharius Jansen ووالده هانز كانوا أول من اخترع المجهر المركب في القرن السادس عشر. في وقت لاحق ، استمر روبرت هوك ، وأنطون فان ليوينهوك ، وجوزيف جاكسون ليست ، وإرنست آبي في تقدمه واخترعوا مجهر التباين الطوري.
بعد بضع سنوات تم تطوير المجهر الإلكتروني بواسطة إرنست روسكا وماكس نول ، باستخدام "الإلكترونات" في المجهر بدلاً من الضوء المرئي الذي ساعد في زيادة دقة العدسة مع صورة أكثر تضخيمًا ونقاءًا للكائن الحي.
في وقت لاحق مع اختراع مسح مجهر الأنفاق ، بدأ عرض الصور ثلاثية الأبعاد وتم تطويره من قبل جيرد بينيج وهاينريش روهرر. سيوفر هذا المحتوى النقاط المهمة التي تميز المجهر الضوئي عن المجهر الإلكتروني.
رسم بياني للمقارنة
| أساس المقارنة | المجهر الضوئي | ميكروسكوب الكتروني |
|---|---|---|
| اخترعها | يعتقد أن صانعي النظارات الهولنديين Zacharius Jansen ووالده هانز كانوا أول من اخترع المجهر المركب في القرن السادس عشر. | في عام 1931 الفيزيائي إرنست روسكا والمهندس الألماني ماكس نول. |
| المصدر لعرض الكائن | مصدر ضوء مرئي. | حزمة من الجسيمات المشحونة مثل الإلكترونات. |
| تستخدم العدسة | عدسات زجاجية. | العدسات الكهرومغناطيسية. |
| تكبير | 1000X. | 10،00،000X. |
| قدرة الميز | 0.2um. | 0.5 نانومتر. |
| شاشة | شاشة عرض. | شاشة الفلورسنت. |
| الجهد االكهربى | لا حاجة للكهرباء ذات الجهد العالي. | مطلوب تيار كهربائي عالي الجهد (حوالي 50،000 فولت وما فوق). |
| نظام التبريد | لا يوجد متطلبات لنظام التبريد. | لديها نظام تبريد عالي من أجل إخراج الحرارة المتولدة من التيار الكهربائي عالي الجهد. |
| تجهيز | إعداد العينة سريع وبسيط. | إعداد معقد. |
| الشعيرة | لم يتم استخدام خيوط. | يتم استخدام خيوط التنغستن. |
| تسرب الإشعاع | لا خطر الإشعاع. | هناك خطر تسرب الإشعاع. |
| التوفر | متاحة بسهولة وبأسعار أرخص. | ليست متاحة بسهولة ومكلفة. |
| الرؤية | يمكن الاطلاع على المعيشة ، وكذلك العينة الميتة. | يمكن رؤية الكائنات الميتة (الثابتة) فقط. |
| من الصعب دراسة البنية التفصيلية للكائن الحي. | يتم الحصول على هيكل ثلاثي الأبعاد لأنه من السهل دراسة التفاصيل الهيكلية والتفاصيل الأخرى للكائنات الحية. | |
| يتم الحصول على اللون الطبيعي للعينة. | يتم الحصول على صورة بالأبيض والأسود فقط. | |
| يمكن رؤية الصورة مباشرة. | تظهر الصورة فقط على شاشة الفلورسنت. |
تعريف المجهر الضوئي
الأداة المستخدمة في المختبرات لمراقبة ودراسة الكائنات الحية الصغيرة تسمى المجهر. يحتوي المجهر الضوئي على عدسة (عدسة بصرية) ، أنبوب ، تركيز خشن ، تركيز دقيق ، حل قطعة الأنف ، الهدف ، مقاطع المسرح ، الحجاب الحاجز ، المرآة ، مصدر الضوء ، المكثف ، ثلاث أو أربع عدسات موضوعية.
يستخدم مجهر الضوء الضوء المرئي كمصدر لعرض الكائن ، إلى جانب العدسات الزجاجية / العدسات الشفافة وشاشة العرض. لأن هذه المجاهر سهلة التعامل وبسيطة وسهلة في العمل. يمكن رؤيتها بشكل شائع في المدارس ومعامل الكليات وعيادة الأطباء.
يعتمد الميكروسكوب على قدرته على التحليل ، والتكبير ، والعدسات المستخدمة ، والمصدر لعرض الجسم. "حل القوة" هو الأهم ، وهو القدرة على التفريق بين شيئين صغيرين جدًا ومتصلين بشكل واضح. كلما قلت المسافة بين الأشياء ، ستكون النتيجة أدق.
يُشار إلى مجهر الضوء أيضًا باسم المجهر البصري ويمكن تصنيفه على أنه مجهر بسيط ومركب. في النوع البسيط ، يتم استخدام العدسة المفردة مثل العدسة المكبرة فقط ، بينما في النوع المركب ، يتم استخدام عدسات متعددة لتكبير الأشياء بوضوح.
أنواع المجهر الضوئي (المركب)
- مجهر مجال مشرق.
- مجهر المجال المظلم.
- مجهر التباين الطوري.
- مجهر مضان.
- مجهر التباين التفاضلي.
- مجهر متحد البؤر.
- مجهر فوق بنفسجي.
المميزات والعيوب
فيما يلي مزايا وعيوب ضوء المجهر
مزايا
- متاحة بسهولة وأقل تكلفة وسهلة الاستخدام.
- يمكن رؤية الكائنات الحية وكذلك الميتة.
- لا يوجد تأثير التكبير.
- يتم الحصول على اللون الطبيعي للعينة.
- لا حاجة للكهرباء ذات الجهد العالي.
- يمكن رؤية الصورة مباشرة.
سلبيات
- التكبير حتى 1000X فقط.
- حل السلطة فقط 0.2um.
- غير قادر على توفير المعلومات والمعلومات الهيكلية للكائنات الصغيرة جدا.
- لا يتبع الضوء المسار المستقيم الدقيق.
- في بعض الأحيان قد يؤدي تحضير العينة إلى إزعاج العينة.
- على الرغم من أنه يوفر تفاصيل حول مورفولوجيا الجزيئات الحيوية والمجمعات الجزيئية الحيوية ولكنه غير قادر على إعطاء تفاصيل عن ذرة الفرد.
تعريف المجهر الإلكتروني
في الوقت الحاضر ، يتم استخدام المجهر الإلكتروني على نطاق واسع من قبل العلماء وفي مختبرات البحث للحصول على المعرفة الدقيقة حتى أصغر الكائنات الحية الدقيقة وكذلك لدراسة جميع خصائصها بالتفصيل. كما يوحي الاسم ، يستخدم المجهر الإلكتروني الإلكترونات بدلاً من مصدر الضوء المرئي لعرض الأجسام.
المجاهر الإلكترونية هي النوع الأكثر تقدمًا من المجاهر. في عام 1920 ، تم الاعتراف بأن الإلكترونات عندما تتحرك في فراغ ، تتصرف مثل "الضوء". يسافرون في خطوط مستقيمة ولديهم خصائص تشبه الموجة ، مع طول موجة أقصر بكثير من الضوء المرئي.
أنواع المجهر الإلكتروني
- مسح المجهر الإلكتروني (SEM).
- مجهر إلكتروني للإرسال (TEM).
- مجهر المسح الإلكتروني.
- ركز أيون الشعاع و المجهر الإلكتروني.
المميزات والعيوب
فيما يلي مزايا وعيوب المجهر الإلكتروني
مزايا
- قدرة حل أقل من 0.5 نانومتر وهي أفضل بأكثر من 400 مرة من مجهر الضوء النموذجي.
- تكبير 10،000،000 مرة.
- يتم الحصول على صورة ثلاثية الأبعاد
- الطول الموجي أقصر 100000 مرة من الضوء المرئي ، وبالتالي أكثر وضوحًا.
- بما أن قدرة التحليل هي فقط 0.2nm المجهر الإلكتروني ينتج صورة مفصلة للعضيات الموجودة داخل الخلايا.
سلبيات
- يتم إنتاج الصور بالأبيض والأسود فقط.
- معقدة في التشغيل.
- باهظ الثمن ، غير متوفر بسهولة.
- يمكن رؤية الكائنات الميتة (الثابتة) فقط.
- تظهر الصورة فقط على شاشة الفلورسنت.
- خطر تسرب الإشعاع.
الاختلافات الرئيسية بين المجهر الضوئي والمجهر الإلكتروني
فيما يلي الاختلافات الرئيسية بين المجهر الضوئي والمجهر الإلكتروني:
- يستخدم مجهر الضوء الضوء المرئي ، ويستخدم المجهر الإلكتروني الإلكترونات (شعاع الجسيمات المشحونة) لعرض الكائن.
- يختلف أيضًا التكبير والقدرة التحليلية من كليهما ، يحتوي ضوء الميكروسكوب على تكبير بحوالي 1000X مع قدرة حل تبلغ 0.2um ، في حين أن المجهر الإلكتروني لديه تكبير قدره 10،000،000X وقوة حل تصل إلى 0.5nm .
- في شاشة الإسقاط المجهر الضوئي والعدسة الزجاجية يتم استخدامها ولكن في الشاشة الفلورية المجهرية الإلكترونية ويتم استخدام الشاشة الكهرومغناطيسية.
- يتم الحصول على العينة الحية واللون الطبيعي ، ولكن يتم الحصول على صور ميتة (ثابتة) ، بالأبيض والأسود ولكن ثلاثية الأبعاد .
- الميكروسكوب الضوئي سهل التعامل ، وأقل تكلفة ومتوفر بسهولة ، المجهر الإلكتروني مكلف وليس من السهل التعامل معه.
- يعتقد أن صانعي النظارات الهولنديين Zacharius Jansen ووالده هانز كانوا أول من اخترع المجهر المركب في القرن السادس عشر بينما اخترع الفيزيائي إرنست روسكا والمهندس الألماني ماكس نول في عام 1931 المجهر الإلكتروني.
- هناك حاجة للجهد العالي الذي يبلغ حوالي 50000 وما فوق في المجهر الإلكتروني مع نظام التبريد أيضًا ، وهو مطلوب لإخراج الحرارة الناتجة بسبب الجهد العالي. في حالة مجهر الضوء ، لا يوجد مثل هذا الشرط.
- يتم استخدام خيوط التنغستن في المجهر الإلكتروني ، حتى هناك خطر التسرب ، في حين لا يوجد خطر الإشعاع في المجهر الضوئي.
استنتاج
على الرغم من أن كلا من الميكروسكوبات مهمة ولها بعض العوامل الإيجابية والسلبية ، إلا أن العلماء يستخدمون اليوم الميكروسكوبات الإلكترونية على نطاق واسع لإجراء دراسة تفصيلية للكائنات الحية في حين يتم استخدام الميكروسكوبات الخفيفة من قبل المدارس والكليات ومختبرات المسار لعرض الكائنات الحية التي يمكن رؤيته بسهولة من خلاله.
حتى في وقت سابق لم نكن على علم بأمراض مثل السل والتيفوئيد والزحار والحصبة وغيرها ، وكذلك أسبابها وعلاجاتها ، ولكن منذ وقت اختراع المجهر ، تمكن العلماء من حلها.
