जीव विज्ञान सूक्ष्मदर्शी क्या है। इस विषय पर शोध कार्य: “सूक्ष्मदर्शी क्या है? स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोप
लेख बताता है कि माइक्रोस्कोप क्या है, इसकी आवश्यकता क्यों है, इसके प्रकार क्या हैं और इसके निर्माण का इतिहास क्या है।
प्राचीन काल
मानव जाति के इतिहास में हमेशा ऐसे लोग रहे हैं जो दुनिया की संरचना के बाइबिल विवरण से संतुष्ट नहीं थे, जो चीजों की प्रकृति और उनके सार को अपने लिए समझना चाहते थे। या जो एक ही लोमोनोसोव की तरह एक साधारण किसान या मछुआरे के भाग्य से आकर्षित नहीं हुआ।
अधिकांश व्यापक उपयोगपुनर्जागरण में विभिन्न विषयों को प्राप्त किया गया, जब लोगों ने अपने आसपास की दुनिया और अन्य चीजों के अध्ययन के महत्व को महसूस करना शुरू किया। विशेष रूप से इसमें उन्हें विभिन्न लोगों द्वारा मदद मिली थी ऑप्टिकल डिवाइस, दूरबीन और सूक्ष्मदर्शी। तो माइक्रोस्कोप क्या है? इसे किसने बनाया और आज यह डिवाइस कहां इस्तेमाल होता है?
परिभाषा
सबसे पहले, आइए आधिकारिक परिभाषा पर ही नज़र डालें। उनके अनुसार, सूक्ष्मदर्शी बढ़े हुए चित्र या उनकी संरचना प्राप्त करने के लिए एक उपकरण है। यह उसी टेलीस्कोप से अलग है जिसमें छोटी और नज़दीकी वस्तुओं का अध्ययन करने की आवश्यकता होती है, न कि लौकिक दूरियों की। कुछ के लिए, इस आविष्कार के लेखक का नाम ज्ञात नहीं है, लेकिन इतिहास में ऐसे कई लोगों के संदर्भ हैं जो इसे इस्तेमाल करने और डिजाइन करने वाले पहले व्यक्ति थे। उनके अनुसार 1590 में जॉन लिपरशी नाम के एक डचमैन ने अपना आविष्कार आम जनता के सामने पेश किया। इसके लेखकत्व का श्रेय ज़ाचरी जानसन को भी दिया जाता है। और 1624 में जाने-माने गैलीलियो गैलीली ने भी इसी तरह का एक उपकरण तैयार किया था।
हमने पता लगाया कि माइक्रोस्कोप क्या है, लेकिन इसने विज्ञान को कैसे प्रभावित किया? लगभग इसके "रिश्तेदार" टेलीस्कोप के समान। हालांकि आदिम, इस उपकरण ने मानव आंख की अपूर्णता को दूर करना और सूक्ष्म जगत में देखना संभव बना दिया। इसकी सहायता से आगे चलकर जीव विज्ञान, कीट विज्ञान, वनस्पति विज्ञान तथा अन्य विज्ञानों के क्षेत्र में अनेक खोजें की गईं।
माइक्रोस्कोप क्या है यह अब स्पष्ट है, लेकिन वे और कहाँ उपयोग किए जाते हैं?
विज्ञान
जीव विज्ञान, भौतिकी, रसायन विज्ञान - विज्ञान के इन सभी क्षेत्रों में कभी-कभी उन चीजों के सार को देखने की आवश्यकता होती है जिन्हें हमारी आंख या एक साधारण आवर्धक लेंस नहीं देख सकता है। इन उपकरणों के बिना आधुनिक चिकित्सा की कल्पना करना मुश्किल है: उनका उपयोग खोज करने, बीमारियों के प्रकार, संक्रमणों का निर्धारण करने और हाल ही में मानव डीएनए श्रृंखला की "तस्वीर" लेने में भी किया जाता है।
भौतिकी में, सब कुछ कुछ अलग है, खासकर उन क्षेत्रों में जो प्राथमिक कणों और अन्य छोटी वस्तुओं के अध्ययन पर काम करते हैं। वहां, प्रयोगशाला माइक्रोस्कोप सामान्य लोगों से कुछ अलग है, और सामान्य बहुत कम मदद करते हैं, वे लंबे समय से इलेक्ट्रॉनिक और नवीनतम जांच वाले लोगों द्वारा प्रतिस्थापित किए गए हैं। उत्तरार्द्ध न केवल प्रभावशाली वृद्धि प्राप्त करने की अनुमति देता है, बल्कि व्यक्तिगत परमाणुओं और अणुओं को पंजीकृत करने की भी अनुमति देता है।
इसमें फोरेंसिक भी शामिल है, जिन्हें साक्ष्य की पहचान करने के लिए इन उपकरणों की आवश्यकता होती है, उंगलियों के निशान और अन्य चीजों की विस्तृत तुलना।
माइक्रोस्कोप और शोधकर्ताओं के बिना मत करो प्राचीन विश्वजैसे जीवाश्म विज्ञानी और पुरातत्वविद। उन्हें पौधों के अवशेषों, लोगों के साथ जानवरों की हड्डियों और बीते युगों के मानव निर्मित उत्पादों के विस्तृत अध्ययन के लिए उनकी आवश्यकता है। और वैसे, एक शक्तिशाली प्रयोगशाला माइक्रोस्कोप को आपके अपने उपयोग के लिए स्वतंत्र रूप से खरीदा जा सकता है। सच है, हर कोई उन्हें बर्दाश्त नहीं कर सकता। आइए इन उपकरणों के प्रकारों पर करीब से नज़र डालें।
प्रकार
पहला, मुख्य और सबसे प्राचीन प्रकाशीय प्रकाश है। जीव विज्ञान वर्ग के किसी भी स्कूल में इसी तरह के उपकरण अभी भी उपलब्ध हैं। यह समायोज्य दूरी के साथ लेंस का एक सेट है और वस्तु को रोशन करने के लिए एक दर्पण है। कभी-कभी इसे एक स्वतंत्र प्रकाश स्रोत से बदल दिया जाता है। ऐसे सूक्ष्मदर्शी का सार दृश्यमान ऑप्टिकल स्पेक्ट्रम की तरंग दैर्ध्य को बदलना है।
दूसरा इलेक्ट्रॉनिक है। यह बहुत अधिक जटिल है। अगर बोलना है सरल भाषा, तब दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य 390 से 750 एनएम है। और यदि कोई वस्तु, उदाहरण के लिए, एक वायरस या किसी अन्य जीवित जीव की कोशिका, छोटी है, तो प्रकाश बस उसके चारों ओर जाएगा, जैसा कि वह था, और सामान्य रूप से परावर्तित नहीं हो पाएगा। और ऐसा उपकरण ऐसी सीमाओं को दरकिनार करता है: एक चुंबकीय क्षेत्र के साथ, यह प्रकाश की तरंगों को "पतली" बनाता है, जिससे सबसे छोटी वस्तुओं को देखना संभव हो जाता है। जीव विज्ञान जैसे विज्ञान में यह विशेष रूप से सच है। इस तरह का एक सूक्ष्मदर्शी ऑप्टिकल प्रकाश सूक्ष्मदर्शी से कहीं बेहतर है।
और तीसरा जांच प्रकार है। सीधे शब्दों में कहें तो, यह एक ऐसा उपकरण है जिसमें एक विशेष नमूने की सतह को एक जांच द्वारा "जांच" की जाती है और इसके आंदोलनों और कंपन के आधार पर, एक त्रि-आयामी या रेखापुंज छवि संकलित की जाती है।
एक माइक्रोस्कोप एक उपकरण है जिसे नग्न आंखों से छिपी उनकी संरचना के विवरण को देखने के लिए अध्ययन की वस्तुओं की छवि को आवर्धित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। उपकरण दसियों या हजारों गुना वृद्धि प्रदान करता है, जो आपको अनुसंधान करने की अनुमति देता है जिसे किसी अन्य उपकरण या उपकरण का उपयोग करके प्राप्त नहीं किया जा सकता है।
माइक्रोस्कोप का व्यापक रूप से चिकित्सा में उपयोग किया जाता है और प्रयोगशाला अनुसंधान. उनकी मदद से, उपचार की विधि निर्धारित करने के लिए खतरनाक सूक्ष्मजीवों और वायरस को प्रारंभ किया जाता है। माइक्रोस्कोप अपरिहार्य है और इसमें लगातार सुधार किया जा रहा है। पहली बार, एक माइक्रोस्कोप की समानता 1538 में इतालवी चिकित्सक गिरोलामो फ्रैकास्टोरो द्वारा बनाई गई थी, जिन्होंने श्रृंखला दो में स्थापित करने का निर्णय लिया था। ऑप्टिकल लेंस, चश्मे, दूरबीन में इस्तेमाल होने वाले के समान, जासूसी चश्मेऔर मूर्ख। गैलीलियो गैलीली ने माइक्रोस्कोप में सुधार के साथ-साथ दर्जनों विश्व प्रसिद्ध वैज्ञानिकों पर काम किया।
उपकरण
सूक्ष्मदर्शी कई प्रकार के होते हैं, जो डिज़ाइन में भिन्न होते हैं। अधिकांश मॉडल समान डिज़ाइन साझा करते हैं, लेकिन मामूली तकनीकी विशेषताओं के साथ।
अधिकांश मामलों में, सूक्ष्मदर्शी में एक स्टैंड होता है जिस पर 4 मुख्य तत्व तय होते हैं:
- लेंस।
- ऐपिस।
- प्रकाश की व्यवस्था।
- विषय तालिका।
लेंस
लेंस एक जटिल ऑप्टिकल प्रणाली है जिसमें क्रमिक ग्लास लेंस होते हैं। लेंस ट्यूब के रूप में बने होते हैं, जिसके अंदर 14 लेंस तक लगाए जा सकते हैं। उनमें से प्रत्येक छवि को सामने की सतह से ले जाकर बड़ा करता है स्थायी लेंस. इस प्रकार, यदि कोई वस्तु को 2 गुना बढ़ाता है, तो अगला दिए गए प्रक्षेपण को और भी बढ़ा देगा, और इसी तरह जब तक वस्तु अंतिम लेंस की सतह पर प्रदर्शित नहीं हो जाती।
प्रत्येक लेंस की अपनी फ़ोकसिंग दूरी होती है। इस संबंध में, वे ट्यूब में कसकर तय किए गए हैं। यदि उनमें से किसी को पास या दूर ले जाया जाता है, तो छवि में एक विशिष्ट वृद्धि प्राप्त करना संभव नहीं होगा। लेंस की विशेषताओं के आधार पर, जिस ट्यूब में लेंस संलग्न है उसकी लंबाई भिन्न हो सकती है। वास्तव में, यह जितना ऊंचा होगा, छवि उतनी ही अधिक आवर्धित होगी।
ऐपिस
सूक्ष्मदर्शी की ऐपिस में भी लेंस होते हैं। इसे इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि माइक्रोस्कोप के साथ काम करने वाला ऑपरेटर इस पर अपनी नज़र रख सकता है और ऑब्जेक्टिव पर बढ़े हुए इमेज को देख सकता है। ऐपिस में दो लेंस होते हैं। पहला आंख के करीब स्थित है और इसे आंख कहा जाता है, और दूसरा क्षेत्र है। बाद की मदद से, लेंस द्वारा बढ़ाई गई छवि को मानव आंख के रेटिना पर इसके सही प्रक्षेपण के लिए समायोजित किया जाता है। समायोजन द्वारा दृष्टि की धारणा में दोषों को दूर करने के लिए यह आवश्यक है, क्योंकि प्रत्येक व्यक्ति एक अलग दूरी पर ध्यान केंद्रित करता है। फ़ील्ड लेंस आपको माइक्रोस्कोप को इस सुविधा में समायोजित करने की अनुमति देता है।
प्रकाश की व्यवस्था
अध्ययन के तहत वस्तु को देखने के लिए, इसे रोशन करना आवश्यक है, क्योंकि लेंस प्राकृतिक प्रकाश को कवर करता है। नतीजतन, ऐपिस के माध्यम से देखने पर, आप हमेशा केवल एक काली या ग्रे छवि देख सकते हैं। इसके लिए विशेष रूप से प्रकाश व्यवस्था विकसित की गई है। इसे लैंप, एलईडी या अन्य प्रकाश स्रोत के रूप में बनाया जा सकता है। अधिकांश सरल मॉडलप्रकाश किरणें बाह्य स्रोत से प्राप्त होती हैं। उन्हें दर्पणों की सहायता से अध्ययन के विषय की ओर निर्देशित किया जाता है।
विषय तालिका
निर्माण के लिए माइक्रोस्कोप का अंतिम महत्वपूर्ण और आसान हिस्सा चरण है। लेंस उस पर इंगित किया गया है, क्योंकि यह उस पर है कि अध्ययन के लिए वस्तु तय हो गई है। तालिका में एक सपाट सतह होती है, जो आपको बिना किसी डर के वस्तु को ठीक करने की अनुमति देती है कि वह हिल जाएगी। आवर्धन के तहत अध्ययन की वस्तु का सबसे छोटा आंदोलन भी बहुत बड़ा होगा, इसलिए उस मूल बिंदु को खोजना आसान नहीं होगा जिसका फिर से अध्ययन किया गया था।
सूक्ष्मदर्शी के प्रकार
इस उपकरण के अस्तित्व के लंबे इतिहास में, कई सूक्ष्मदर्शी विकसित किए गए हैं जो सूक्ष्मदर्शी के संचालन के सिद्धांत के संदर्भ में एक दूसरे से काफी भिन्न हैं।
इस उपकरण के सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले और मांगे जाने वाले प्रकारों में निम्न प्रकार हैं:
- ऑप्टिकल।
- इलेक्ट्रोनिक।
- स्कैनिंग जांच।
- एक्स-रे।
ऑप्टिकल
एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप सबसे बजटीय और सरल उपकरण है। यह उपकरण आपको छवि को 2000 गुना बड़ा करने की अनुमति देता है। यह एक काफी बड़ा संकेतक है जो आपको कोशिकाओं की संरचना, ऊतक की सतह का अध्ययन करने, कृत्रिम रूप से निर्मित वस्तुओं आदि में दोषों का पता लगाने की अनुमति देता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इसे प्राप्त करने के लिए उच्च आवर्धनडिवाइस बहुत उच्च गुणवत्ता का होना चाहिए, इसलिए यह महंगा है। ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के विशाल बहुमत को बहुत सरल बनाया जाता है और अपेक्षाकृत कम आवर्धन होता है। शैक्षिक प्रकार के सूक्ष्मदर्शी ऑप्टिकल वाले द्वारा सटीक रूप से दर्शाए जाते हैं। यह उनकी कम लागत के साथ-साथ बहुत अधिक आवर्धन के कारण नहीं है।
आमतौर पर, एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के कई उद्देश्य होते हैं जो एक स्टैंड पर चल सकते हैं। उनमें से प्रत्येक के पास आवर्धन की अपनी डिग्री है। किसी वस्तु की जांच करते समय, आप लेंस को उसके काम करने की स्थिति में ले जा सकते हैं और एक निश्चित आवर्धन पर उसकी जांच कर सकते हैं। अगर आप और भी करीब जाना चाहते हैं, तो आपको बस एक और बड़े लेंस पर स्विच करना होगा। इन उपकरणों में अति-सटीक समायोजन नहीं होता है। उदाहरण के लिए, यदि आपको केवल थोड़ा ज़ूम इन करने की आवश्यकता है, तो दूसरे लेंस पर स्विच करके आप दर्जनों बार ज़ूम इन कर सकते हैं, जो अत्यधिक होगा और आपको बढ़ी हुई छवि को सही ढंग से देखने और अनावश्यक विवरण से बचने की अनुमति नहीं देगा।
इलेक्ट्रान सूक्ष्मदर्शी
इलेक्ट्रॉनिक एक अधिक उन्नत डिज़ाइन है। यह कम से कम 20,000 बार छवि आवर्धन प्रदान करता है। ऐसे उपकरण का अधिकतम आवर्धन 10 6 बार संभव है। इस उपकरण की ख़ासियत इस तथ्य में निहित है कि प्रकाश की किरण के बजाय, ऑप्टिकल वाले की तरह, वे इलेक्ट्रॉनों का एक किरण भेजते हैं। छवि अधिग्रहण विशेष चुंबकीय लेंस के उपयोग के माध्यम से किया जाता है जो डिवाइस के कॉलम में इलेक्ट्रॉनों के आंदोलन का जवाब देता है। बीम दिशा का उपयोग करके समायोजित किया जाता है। ये उपकरण 1931 में दिखाई दिए। 2000 के दशक की शुरुआत में, उन्होंने कंप्यूटर उपकरण और इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप को संयोजित करना शुरू किया, जिससे आवर्धन कारक, समायोजन सीमा में काफी वृद्धि हुई और परिणामी छवि को कैप्चर करना संभव हो गया।
इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, उनकी सभी खूबियों के लिए, एक उच्च कीमत है, और संचालन के लिए विशेष परिस्थितियों की आवश्यकता होती है। उच्च-गुणवत्ता वाली स्पष्ट छवि प्राप्त करने के लिए, यह आवश्यक है कि अध्ययन का विषय निर्वात में हो। यह इस तथ्य के कारण है कि हवा के अणु इलेक्ट्रॉनों को बिखेरते हैं, जो छवि की स्पष्टता को परेशान करता है और ठीक समायोजन की अनुमति नहीं देता है। इस संबंध में, इस उपकरण का प्रयोग प्रयोगशाला स्थितियों में किया जाता है। साथ ही इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी के उपयोग के लिए एक महत्वपूर्ण आवश्यकता बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति है। नतीजतन, जिन प्रयोगशालाओं में उनका उपयोग किया जाता है उनमें बहुत मोटी इन्सुलेटेड दीवारें होती हैं या भूमिगत बंकरों में स्थित होती हैं।
इस तरह के उपकरण का उपयोग चिकित्सा, जीव विज्ञान और साथ ही विभिन्न उद्योगों में किया जाता है।
स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपएस
एक स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोप आपको एक विशेष जांच के साथ किसी वस्तु की जांच करके एक छवि प्राप्त करने की अनुमति देता है। परिणाम एक त्रि-आयामी छवि है, जिसमें वस्तुओं की विशेषताओं पर सटीक डेटा होता है। इस उपकरण में एक उच्च संकल्प है। यह एक अपेक्षाकृत नया उपकरण है जिसे कई दशक पहले बनाया गया था। इन उपकरणों में एक लेंस के बजाय एक जांच और इसे स्थानांतरित करने के लिए एक प्रणाली होती है। इससे प्राप्त छवि एक जटिल प्रणाली द्वारा दर्ज की जाती है और दर्ज की जाती है, जिसके बाद बढ़ी हुई वस्तुओं की स्थलाकृतिक तस्वीर बनाई जाती है। जांच संवेदनशील सेंसर से लैस है जो इलेक्ट्रॉनों के आंदोलन का जवाब देती है। ऐसे प्रोब भी हैं जो लेंस लगाने के कारण बढ़ते हुए ऑप्टिकल प्रकार के अनुसार काम करते हैं।
जटिल राहत के साथ वस्तुओं की सतह पर डेटा प्राप्त करने के लिए अक्सर जांच का उपयोग किया जाता है। अक्सर उन्हें एक पाइप, छेद और साथ ही छोटी सुरंगों में उतारा जाता है। एकमात्र शर्त यह है कि जांच का व्यास अध्ययन के तहत वस्तु के व्यास से मेल खाता है।
के लिये यह विधिएक महत्वपूर्ण माप त्रुटि विशेषता है, क्योंकि परिणामी 3D चित्र को समझना मुश्किल है। ऐसे कई विवरण हैं जो प्रसंस्करण के दौरान कंप्यूटर द्वारा विकृत कर दिए जाते हैं। प्रारंभिक डेटा को विशेष सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके गणितीय रूप से संसाधित किया जाता है।
एक्स-रे सूक्ष्मदर्शी
एक्स-रे माइक्रोस्कोप है प्रयोगशाला के उपकरणउन वस्तुओं का अध्ययन करने के लिए प्रयोग किया जाता है जिनके आयाम एक्स-रे तरंगदैर्ध्य के तुलनीय हैं। इस उपकरण की आवर्धन दक्षता ऑप्टिकल और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के बीच है। अध्ययन के तहत वस्तु पर एक्स-रे भेजे जाते हैं, जिसके बाद संवेदनशील सेंसर उनके अपवर्तन पर प्रतिक्रिया करते हैं। नतीजतन, अध्ययन के तहत वस्तु की सतह की एक तस्वीर बनाई जाती है। इस तथ्य के कारण कि एक्स-रे किसी वस्तु की सतह से गुजर सकते हैं, ऐसे उपकरण न केवल वस्तु की संरचना पर डेटा प्राप्त करने की अनुमति देते हैं, बल्कि इसकी रासायनिक संरचना भी।
एक्स-रे उपकरण का उपयोग आमतौर पर पतली कोटिंग्स की गुणवत्ता का आकलन करने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग जीव विज्ञान और वनस्पति विज्ञान के साथ-साथ पाउडर मिश्रण और धातुओं के विश्लेषण के लिए किया जाता है।
मानव आंख को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि यह किसी वस्तु और उसके विवरण को स्पष्ट रूप से देखने में सक्षम नहीं है यदि उसका आयाम 0.1 मिमी से कम है। लेकिन प्रकृति में विभिन्न सूक्ष्मजीव, पौधे और पशु दोनों के ऊतकों और कई अन्य वस्तुओं की कोशिकाएं हैं, जिनके आयाम बहुत छोटे हैं। ऐसी वस्तुओं को देखने, निरीक्षण करने और उनका अध्ययन करने के लिए, एक व्यक्ति एक विशेष ऑप्टिकल डिवाइस का उपयोग करता है जिसे कहा जाता है माइक्रोस्कोप, जो कई सैकड़ों बार उन वस्तुओं की छवि को बढ़ाने की अनुमति देता है जो मानव आंख को दिखाई नहीं देती हैं। डिवाइस का बहुत नाम, जिसमें दो ग्रीक शब्द शामिल हैं: छोटा और देखो, इसके उद्देश्य की बात करता है। तो, एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप किसी वस्तु की छवि को 2000 गुना आवर्धित करने में सक्षम है। यदि अध्ययन के तहत वस्तु, जैसे वायरस, बहुत छोटा है और एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप इसे बड़ा करने के लिए पर्याप्त नहीं है, तो आधुनिक विज्ञान उपयोग करता है इलेक्ट्रान सूक्ष्मदर्शी, जो आपको देखी गई वस्तु को 20000-40000 गुना बढ़ाने की अनुमति देता है।
सूक्ष्मदर्शी का आविष्कार मुख्य रूप से प्रकाशिकी के विकास से जुड़ा है। घुमावदार सतहों की आवर्धन शक्ति को 300 ईसा पूर्व के रूप में जाना जाता था। इ। यूक्लिड और टॉलेमी (127-151), 
हालाँकि, उस समय इन ऑप्टिकल गुणों का उपयोग नहीं हुआ था। केवल 1285 में इटालियन साल्विनियो डेली अर्लेटी ने पहले चश्मे का आविष्कार किया था। इस बात के सबूत हैं कि पहला माइक्रोस्कोप-प्रकार का उपकरण नीदरलैंड में जेड जेन्सन द्वारा 1590 के आसपास बनाया गया था। दो ले रहे हैं उत्तल लेंस, उन्होंने उन्हें एक ट्यूब के अंदर रखा, वापस लेने योग्य ट्यूब के कारण, अध्ययन के तहत वस्तु पर ध्यान केंद्रित किया गया। डिवाइस ने विषय में दस गुना वृद्धि दी, जो माइक्रोस्कोपी के क्षेत्र में एक वास्तविक उपलब्धि थी। जानसन ने ऐसे कई सूक्ष्मदर्शी बनाए, प्रत्येक बाद के उपकरण में काफी सुधार किया।
1646 में, ए। किर्चर का काम प्रकाशित हुआ, जिसमें उन्होंने सदी के आविष्कार का वर्णन किया - सबसे सरल माइक्रोस्कोप, जिसे "पिस्सू ग्लास" कहा जाता है। आवर्धक कांच को तांबे के आधार में डाला गया था जिस पर वस्तु तालिका जुड़ी हुई थी। अध्ययन की जा रही वस्तु को एक मेज पर रखा गया था, जिसके नीचे एक अवतल या था सपाट दर्पणकिसी वस्तु पर सूर्य की किरणों को परावर्तित करना और उसे नीचे से रोशन करना। आवर्धक कांच को एक पेंच के साथ तब तक हिलाया गया जब तक कि वस्तु की छवि स्पष्ट नहीं हो गई।
17वीं शताब्दी की शुरुआत में दो लेंसों से बने यौगिक सूक्ष्मदर्शी दिखाई दिए। कई तथ्य संकेत देते हैं कि यौगिक सूक्ष्मदर्शी के आविष्कारक डचमैन के. ड्रेबेल थे, जिन्होंने 
इंग्लैंड के राजा जेम्स I की सेवा में। ड्रेबेल के माइक्रोस्कोप में दो ग्लास थे, एक (उद्देश्य) को अध्ययन के तहत वस्तु की ओर मोड़ा गया था, दूसरे (ऐपिस) को पर्यवेक्षक की आंखों की ओर घुमाया गया था। 1633 में, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी आर। हुक ने ड्रेबेल माइक्रोस्कोप में सुधार किया, इसे तीसरे लेंस के साथ पूरक किया, जिसे सामूहिक कहा जाता है। इस तरह के एक माइक्रोस्कोप ने बहुत लोकप्रियता हासिल की, 17वीं सदी के अंत और 18वीं सदी की शुरुआत के अधिकांश माइक्रोस्कोप इसकी योजना के अनुसार बनाए गए थे। एक माइक्रोस्कोप के तहत जानवरों और पौधों के ऊतकों के पतले वर्गों की जांच करते हुए, हुक ने खोज की सेलुलर संरचनाजीव।
और 1673-1677 में डच प्रकृतिवादीए। लीउवेनहोक ने माइक्रोस्कोप का उपयोग करते हुए सूक्ष्मजीवों की एक पूर्व अज्ञात विशाल दुनिया की खोज की। इन वर्षों में, लीउवेनहोक ने लगभग 400 सरल सूक्ष्मदर्शी बनाए, जो छोटे उभयोत्तल लेंस थे, जिनमें से कुछ का व्यास 1 मिमी से भी कम था, जो एक कांच की गेंद से प्राप्त किए गए थे। एक साधारण पीसने वाली मशीन पर गेंद को ही पॉलिश किया गया था। इनमें से एक सूक्ष्मदर्शी, जो 300 गुना आवर्धन देता है, यूट्रेक्ट में विश्वविद्यालय संग्रहालय में संग्रहीत है। लीउवेनहोक ने अपनी आंखों को पकड़ने वाली हर चीज की खोज करते हुए एक के बाद एक बड़ी खोज की। वैसे, टेलीस्कोप के निर्माता गैलीलियो ने अपने द्वारा बनाए गए स्पॉटिंग स्कोप में सुधार करते हुए, 1610 में खोजा कि जब विस्तारित किया जाता है, तो यह छोटी वस्तुओं को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाता है। ऐपिस और लेंस के बीच की दूरी को बदलकर गैलीलियो ने ट्यूब को एक तरह के माइक्रोस्कोप के रूप में इस्तेमाल किया। आज सूक्ष्मदर्शी के उपयोग के बिना मनुष्य की वैज्ञानिक गतिविधियों की कल्पना करना असंभव है। माइक्रोस्कोप मिला व्यापक आवेदनजैविक, चिकित्सा, भूवैज्ञानिक और सामग्री विज्ञान प्रयोगशालाओं में।
अवलोकन करते समय बड़े आवर्धन प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है छोटी वस्तुएं. एक सूक्ष्मदर्शी में किसी वस्तु की एक विस्तृत छवि एक ऑप्टिकल प्रणाली का उपयोग करके प्राप्त की जाती है जिसमें दो लघु-फोकस लेंस होते हैं - एक उद्देश्य और एक ऐपिस। लेंस विषय की एक वास्तविक उलटी आवर्धित छवि देगा। यह मध्यवर्ती छवि आंख द्वारा एक ऐपिस के माध्यम से देखी जाती है, जिसका संचालन एक आवर्धक कांच के समान होता है। ऐपिस को तैनात किया जाता है ताकि मध्यवर्ती छवि अपने फोकल प्लेन में हो, इस स्थिति में ऑब्जेक्ट के प्रत्येक बिंदु से किरणें समानांतर बीम में ऐपिस के बाद फैलती हैं। बढ़े हुए चित्र प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया एक उपकरण, साथ ही अदृश्य या खराब रूप से दिखाई देने वाली वस्तुओं या संरचनात्मक विवरणों को मापने के लिए नंगी आँख, प्रश्न में वस्तुओं को गुणा करने के लिए प्रयोग किया जाता है। इन यंत्रों की सहायता से सूक्ष्मतम कणों का आकार, आकार और संरचना निर्धारित की जाती है। माइक्रोस्कोप- चिकित्सा, जीव विज्ञान, वनस्पति विज्ञान, इलेक्ट्रॉनिक्स और भूविज्ञान जैसे गतिविधि के क्षेत्रों के लिए अपरिहार्य ऑप्टिकल उपकरण, चूंकि वैज्ञानिक खोजें अनुसंधान के परिणामों पर आधारित होती हैं, सही निदान किया जाता है और नई दवाएं विकसित की जाती हैं।
माइक्रोस्कोप का इतिहास
सबसे पहला माइक्रोस्कोप, मानव जाति द्वारा आविष्कृत, ऑप्टिकल थे, और पहले आविष्कारक को अलग करना और नाम देना इतना आसान नहीं है। माइक्रोस्कोप के बारे में सबसे पुरानी जानकारी 1590 की है। थोड़ी देर बाद, 1624 में साल गैलीलियोगैलीलियो ने अपना सम्मिश्रण प्रस्तुत किया माइक्रोस्कोप, जिसे उन्होंने मूल रूप से "ओचिओलिनो" नाम दिया था। एक साल बाद, उनके अकादमी मित्र गियोवन्नी फेबर ने इस शब्द का प्रस्ताव रखा माइक्रोस्कोप.
सूक्ष्मदर्शी के प्रकार
पदार्थ के सूक्ष्म कणों के आवश्यक संकल्प के आधार पर, माइक्रोस्कोपी, सूक्ष्मदर्शी को वर्गीकृत किया गया है:
मानव आंख एक प्राकृतिक ऑप्टिकल प्रणाली है जो एक निश्चित संकल्प की विशेषता है, अर्थात, देखी गई वस्तु के तत्वों के बीच की सबसे छोटी दूरी (बिंदुओं या रेखाओं के रूप में मानी जाती है), जिस पर वे अभी भी एक दूसरे से भिन्न हो सकते हैं। एक सामान्य आंख के लिए, तथाकथित द्वारा वस्तु से दूर जाने पर। सर्वश्रेष्ठ दृष्टि दूरी (डी = 250 मिमी), औसत सामान्य संकल्प 0.176 मिमी है। सूक्ष्मजीवों के आकार, अधिकांश पौधे और पशु कोशिकाएं, छोटे क्रिस्टल, धातुओं और मिश्र धातुओं के सूक्ष्म संरचना का विवरण आदि इस मान से बहुत छोटे हैं। 20वीं शताब्दी के मध्य तक, उन्होंने केवल 400-700 एनएम की सीमा में, साथ ही निकट पराबैंगनी (ल्यूमिनेसेंट माइक्रोस्कोप) के साथ दृश्यमान ऑप्टिकल विकिरण के साथ काम किया। ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपसंदर्भ विकिरण (तरंग दैर्ध्य रेंज 0.2-0.7 माइक्रोन, या 200-700 एनएम) के आधे-तरंग दैर्ध्य से कम रिज़ॉल्यूशन नहीं दे सकता। इस तरह, ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप~ 0.20 माइक्रोन तक के डॉट्स के बीच की दूरी के साथ संरचनाओं को अलग करने में सक्षम है; इसलिए, प्राप्त किया जा सकने वाला अधिकतम आवर्धन ~ 2000x था।
आपको किसी वस्तु की 2 छवियां प्राप्त करने की अनुमति देता है, एक छोटे कोण पर देखा जाता है, जो वॉल्यूमेट्रिक धारणा प्रदान करता है, यह प्रश्न में वस्तुओं के कई आवर्धन के लिए एक ऑप्टिकल उपकरण है, जिसमें एक विशेष दूरबीन लगाव है जो आपको दोनों के साथ वस्तु का अध्ययन करने की अनुमति देता है। आँखें। पारंपरिक सूक्ष्मदर्शी पर यह इसकी सुविधा और लाभ है। इसीलिए द्विनेत्री सूक्ष्मदर्शीअक्सर पेशेवर प्रयोगशालाओं, चिकित्सा संस्थानों और उच्चतर में उपयोग किया जाता है शिक्षण संस्थानों. इस डिवाइस के अन्य फायदों में, उच्च गुणवत्ता और छवि के विपरीत, मोटे और ठीक समायोजन तंत्र को ध्यान में रखना आवश्यक है। एक द्विनेत्री सूक्ष्मदर्शी पारंपरिक एककोशिकीय के समान सिद्धांत पर काम करता है: अध्ययन की वस्तु को लेंस के नीचे रखा जाता है, जहां एक कृत्रिम प्रकाश प्रवाह को निर्देशित किया जाता है। बायोकेमिकल, पैथोएनाटोमिकल, साइटोलॉजिकल, हेमेटोलॉजिकल, यूरोलॉजिकल, डर्मेटोलॉजिकल, बायोलॉजिकल और जनरल क्लिनिकल स्टडीज के लिए इस्तेमाल किया जाता है। कुल वृद्धि(उद्देश्य * ऐपिस) एक द्विनेत्री लगाव के साथ ऑप्टिकल सूक्ष्मदर्शी का आमतौर पर इसी एककोशिकीय सूक्ष्मदर्शी की तुलना में बड़ा होता है।
stereomicroscope
stereomicroscope, अन्य प्रकारों की तरह ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप, आपको संचरित और परावर्तित प्रकाश दोनों में काम करने की अनुमति देता है। आमतौर पर उनके पास विनिमेय दूरबीन ऐपिस और एक निश्चित लेंस होता है (विनिमेय लेंस वाले मॉडल भी होते हैं)। बहुलता स्टीरियोमाइक्रोस्कोपआधुनिक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की तुलना में काफी कम आवर्धन देता है, लेकिन इसकी फोकल लंबाई बहुत अधिक होती है, जिससे आप बड़ी वस्तुओं पर विचार कर सकते हैं। इसके अलावा, पारंपरिक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के विपरीत, जो आमतौर पर एक उलटी छवि, ऑप्टिकल सिस्टम देते हैं stereomicroscopeछवि को "फ्लिप" नहीं करता है। यह उन्हें सूक्ष्म वस्तुओं को मैन्युअल रूप से तैयार करने या माइक्रोमैनिपुलेटर्स का उपयोग करने के लिए व्यापक रूप से उपयोग करने की अनुमति देता है। चट्टानों, धातुओं और ऊतकों जैसे ठोस अपारदर्शी पिंडों की सतही विषमताओं का अध्ययन करने के लिए दूरबीनों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है; माइक्रोसर्जरी आदि में
अपारदर्शी पिंडों की सतह की संरचना का निरीक्षण करने की आवश्यकता में मेटलोग्राफिक अनुसंधान की विशिष्टता निहित है। इसीलिए मेटलोग्राफिक माइक्रोस्कोपपरावर्तित प्रकाश की योजना के अनुसार निर्मित, जहां लेंस के किनारे एक विशेष प्रदीपक स्थापित होता है। प्रिज्म और दर्पण की एक प्रणाली प्रकाश को एक वस्तु पर निर्देशित करती है, फिर प्रकाश एक अपारदर्शी वस्तु से परिलक्षित होता है और वापस लेंस में निर्देशित होता है। आधुनिक सीधे मेटलोग्राफिक माइक्रोस्कोपमंच की सतह और उद्देश्यों के बीच एक बड़ी दूरी और मंच के एक बड़े ऊर्ध्वाधर स्ट्रोक की विशेषता है, जो आपको बड़े नमूनों के साथ काम करने की अनुमति देता है। अधिकतम दूरी दस सेंटीमीटर तक पहुंच सकती है। लेकिन आमतौर पर सामग्री विज्ञान में, एक उल्टे माइक्रोस्कोप का उपयोग किया जाता है, क्योंकि इसमें नमूने के आकार (केवल वजन पर) पर प्रतिबंध नहीं होता है और नमूने के संदर्भ और काम करने वाले चेहरों की समानता की आवश्यकता नहीं होती है (इस मामले में, वे संयोग)।
ऑपरेटिंग सिद्धांत के आधार पर ध्रुवीकरण माइक्रोस्कोपअध्ययन के तहत वस्तु की एक छवि प्राप्त करना है जब इसे ध्रुवीकृत किरणों से विकिरणित किया जाता है, जो बदले में, एक विशेष उपकरण - एक ध्रुवीकरणकर्ता का उपयोग करके साधारण प्रकाश से प्राप्त किया जाना चाहिए। संक्षेप में, जब ध्रुवीकृत प्रकाश किसी पदार्थ से होकर गुजरता है या उससे परावर्तित होता है, तो यह प्रकाश के ध्रुवीकरण के तल को बदल देता है, जिसके परिणामस्वरूप, दूसरे पर ध्रुवीकरण करके छलनी से अलग करनाअत्यधिक कालापन के रूप में प्रकट होता है। या वे वसा में द्विअपवर्तन जैसी विशिष्ट प्रतिक्रियाएँ देते हैं। ध्रुवीकृत प्रकाश में वस्तुओं के अवलोकन, फोटोग्राफी और वीडियो प्रक्षेपण के साथ-साथ फोकल स्क्रीनिंग और चरण विपरीत के तरीकों पर शोध के लिए डिज़ाइन किया गया। उन गुणों और घटनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला का अध्ययन करने के लिए प्रयोग किया जाता है जो आम तौर पर सामान्य ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के लिए पहुंच योग्य नहीं होते हैं। पेशेवर सॉफ्टवेयर के साथ अनंत प्रकाशिकी से लैस।
परिचालन सिद्धांत फ्लोरोसेंट माइक्रोस्कोपफ्लोरोसेंट विकिरण के गुणों के आधार पर। माइक्रोस्कोपपारदर्शी और अपारदर्शी वस्तुओं का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जाता है। Luminescent विकिरण विभिन्न सतहों और सामग्रियों द्वारा अलग-अलग रूप से परिलक्षित होता है, जो इसे इम्यूनोकेमिकल, इम्यूनोलॉजिकल, इम्यूनोमॉर्फोलॉजिकल और इम्यूनोजेनेटिक अध्ययनों के लिए सफलतापूर्वक उपयोग करने की अनुमति देता है। उनकी अद्वितीय क्षमताओं के कारण, फ्लोरोसेंट माइक्रोस्कोपदवा, पशु चिकित्सा और बागवानी उद्योगों के साथ-साथ जैव प्रौद्योगिकी उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। फोरेंसिक केंद्रों और सैनिटरी और महामारी विज्ञान संस्थानों के काम के लिए भी व्यावहारिक रूप से अनिवार्य है।
वस्तुओं के कोणीय और रैखिक आयामों को सटीक रूप से मापने के लिए उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग इंजीनियरिंग और मैकेनिकल इंजीनियरिंग में प्रयोगशाला अभ्यास में किया जाता है। एक सार्वभौमिक मापने वाले माइक्रोस्कोप पर, प्रक्षेपण विधि के साथ-साथ अक्षीय खंड विधि द्वारा माप किए जाते हैं। इसके लिए धन्यवाद, सार्वभौमिक मापने वाले माइक्रोस्कोप को स्वचालित करना आसान है डिज़ाइन विशेषताएँ. अधिकांश सरल समाधानएक अर्ध-पूर्ण रेखीय विस्थापन सेंसर की स्थापना है, जो सबसे अधिक बार (यूआईएम पर) माप की प्रक्रिया को सरल करता है। एक सार्वभौमिक मापने वाले माइक्रोस्कोप का आधुनिक उपयोग आवश्यक रूप से कम से कम एक डिजिटल रीडिंग डिवाइस की उपस्थिति का अर्थ है। नए प्रगतिशील माप उपकरणों के उद्भव के बावजूद, सार्वभौमिक मापने वाले माइक्रोस्कोप का व्यापक रूप से इसकी बहुमुखी प्रतिभा, माप में आसानी और माप प्रक्रिया को आसानी से स्वचालित करने की क्षमता के कारण प्रयोगशालाओं को मापने में उपयोग किया जाता है।
एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप 200 वी ÷ 400 केवी की ऊर्जा के साथ एक इलेक्ट्रॉन बीम के प्रकाश बीम के बजाय, ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के विपरीत, उपयोग के कारण, 1,000,000 गुना तक की अधिकतम वृद्धि के साथ वस्तुओं की एक छवि प्राप्त करना संभव बनाता है। अधिक (उदाहरण के लिए, 1 एमवी के त्वरित वोल्टेज के साथ एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप)। संकल्प इलेक्ट्रान सूक्ष्मदर्शीएक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी के विभेदन से 1000÷10000 गुना अधिक होता है और सर्वोत्तम आधुनिक उपकरणों के लिए यह एक एंग्स्ट्रॉम से कम हो सकता है। छवि प्राप्त करने के लिए इलेक्ट्रान सूक्ष्मदर्शीविशेष चुंबकीय लेंस का उपयोग करता है जो चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करके उपकरण स्तंभ में इलेक्ट्रॉनों की गति को नियंत्रित करता है। एक इलेक्ट्रॉनिक छवि विद्युत और द्वारा बनाई जाती है चुंबकीय क्षेत्रप्रकाश - ऑप्टिकल लेंस के समान ही।
स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोप
यह सतह और इसकी स्थानीय विशेषताओं की इमेजिंग के लिए सूक्ष्मदर्शी का एक वर्ग है। इमेजिंग प्रक्रिया एक जांच के साथ सतह को स्कैन करने पर आधारित है। पर सामान्य मामलाआपको उच्च रिज़ॉल्यूशन के साथ सतह (स्थलाकृति) की त्रि-आयामी छवि प्राप्त करने की अनुमति देता है। 1981 में गर्ड कार्ल बिनिग और हेनरिक रोहरर द्वारा अपने आधुनिक रूप में आविष्कार किया गया। एक विशिष्ट एसपीएम सुविधा की उपस्थिति है: एक जांच, दूसरे (एक्सवाई) या तीसरे (एक्सवाईजेड) निर्देशांक के साथ नमूना के सापेक्ष जांच को स्थानांतरित करने के लिए एक प्रणाली, एक रिकॉर्डिंग प्रणाली। रिकॉर्डिंग सिस्टम फ़ंक्शन के मान को ठीक करता है जो टिप-नमूना दूरी पर निर्भर करता है। आमतौर पर, रिकॉर्ड किए गए मान को एक नकारात्मक प्रतिक्रिया प्रणाली द्वारा संसाधित किया जाता है जो एक निर्देशांक (Z) के साथ नमूने या जांच की स्थिति को नियंत्रित करता है। सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला फीडबैक सिस्टम पीआईडी नियंत्रक है।
मुख्य प्रकार स्कैनिंग जांच सूक्ष्मदर्शी:
स्कैनिंग परमाणु बल माइक्रोस्कोप
स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप
निकट-क्षेत्र ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप
एक्स-रे माइक्रोस्कोप
- बहुत छोटी वस्तुओं के अध्ययन के लिए एक उपकरण, जिसके आयाम की तुलना एक्स-रे तरंग की लंबाई से की जा सकती है। उपयोग के आधार पर विद्युत चुम्बकीय विकिरण 0.01 से 1 नैनोमीटर के तरंग दैर्ध्य के साथ। विभेदन के संदर्भ में, यह इलेक्ट्रॉन और ऑप्टिकल सूक्ष्मदर्शी के बीच है। सैद्धांतिक संकल्प एक्स-रे माइक्रोस्कोप 2-20 नैनोमीटर तक पहुंचता है, जो एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप (150 नैनोमीटर तक) के रिज़ॉल्यूशन से अधिक परिमाण का एक क्रम है। वहां पर अभी एक्स-रे माइक्रोस्कोपलगभग 5 नैनोमीटर के रिज़ॉल्यूशन के साथ।
एक्स-रे माइक्रोस्कोप हैं:
प्रोजेक्शन एक्स-रे माइक्रोस्कोप।
एक प्रोजेक्शन एक्स-रे माइक्रोस्कोप एक कक्ष है जिसमें एक विकिरण स्रोत और विपरीत छोर पर एक रिकॉर्डिंग डिवाइस होता है। एक स्पष्ट छवि प्राप्त करने के लिए, यह आवश्यक है कि स्रोत का कोणीय छिद्र जितना संभव हो उतना छोटा हो। कुछ समय पहले तक, इस प्रकार के सूक्ष्मदर्शी में अतिरिक्त ऑप्टिकल उपकरणों का उपयोग नहीं किया गया था। अधिकतम आवर्धन प्राप्त करने का मुख्य तरीका वस्तु को एक्स-रे स्रोत के जितना संभव हो उतना करीब रखना है। ऐसा करने के लिए, ट्यूब का फोकस सीधे एक्स-रे ट्यूब विंडो पर या ट्यूब विंडो के पास रखी एनोड सुई के शीर्ष पर स्थित होता है। पर हाल के समय मेंमाइक्रोस्कोप विकसित किए जा रहे हैं जो छवि को फोकस करने के लिए फ्रेस्नेल ज़ोन प्लेट्स का उपयोग करते हैं। इस तरह के माइक्रोस्कोप में 30 नैनोमीटर तक का रेजोल्यूशन होता है।
चिंतनशील एक्स-रे माइक्रोस्कोप।
इस प्रकार का सूक्ष्मदर्शी अधिकतम आवर्धन प्राप्त करने के लिए तकनीकों का उपयोग करता है, जिसके कारण प्रक्षेपण एक्स-रे सूक्ष्मदर्शी का रैखिक विभेदन 0.1-0.5 माइक्रोन तक पहुँच जाता है। वे लेंस के रूप में दर्पणों की एक प्रणाली का उपयोग करते हैं। परावर्तक एक्स-रे सूक्ष्मदर्शी द्वारा बनाई गई छवियां, यहां तक कि उनके दर्पणों की सटीक प्रोफ़ाइल के साथ, ऑप्टिकल सिस्टम के विभिन्न विपथन द्वारा विकृत होती हैं: दृष्टिवैषम्य, कोमा। एक्स-रे पर ध्यान केंद्रित करने के लिए घुमावदार एकल क्रिस्टल का भी उपयोग किया जाता है। हालांकि, छवि गुणवत्ता एकल क्रिस्टल की संरचनात्मक खामियों के साथ-साथ ब्रैग विवर्तन कोणों के परिमित मूल्य से प्रभावित होती है। इसके निर्माण और संचालन की तकनीकी कठिनाइयों के कारण चिंतनशील एक्स-रे माइक्रोस्कोप का व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है।
अंतर हस्तक्षेप-विपरीत माइक्रोस्कोप आपको हस्तक्षेप के सिद्धांत के आधार पर अध्ययन के तहत वस्तु के ऑप्टिकल घनत्व को निर्धारित करने की अनुमति देता है और इस प्रकार उन विवरणों को देखता है जो आंखों के लिए पहुंच योग्य नहीं हैं। एक अपेक्षाकृत जटिल ऑप्टिकल प्रणाली आपको एक ग्रे पृष्ठभूमि पर नमूने की एक श्वेत-श्याम तस्वीर बनाने की अनुमति देती है। यह छवि चरण कंट्रास्ट माइक्रोस्कोप से प्राप्त छवि के समान है, लेकिन इसमें विवर्तन प्रभामंडल का अभाव है। एक अंतर हस्तक्षेप-विपरीत माइक्रोस्कोप में, प्रकाश स्रोत से एक ध्रुवीकृत बीम दो बीमों में विभाजित होता है जो विभिन्न ऑप्टिकल पथों में नमूने के माध्यम से गुजरता है। इन ऑप्टिकल पथों की लंबाई (यानी, अपवर्तक सूचकांक और ज्यामितीय पथ की लंबाई का उत्पाद) अलग है। इसके बाद, विलय होने पर ये बीम हस्तक्षेप करते हैं। यह आपको नमूना के ऑप्टिकल घनत्व में परिवर्तन के अनुरूप एक त्रि-आयामी राहत छवि बनाने की अनुमति देता है, जो रेखाओं और सीमाओं पर जोर देता है। यह चित्र एक सटीक स्थलाकृतिक चित्र नहीं है।
माइक्रोस्कोप के इतिहास से
वासिली शुक्शिन की कहानी "द माइक्रोस्कोप" में, गांव के बढ़ई एंड्री येरिन ने अपने आजीवन सपने - एक माइक्रोस्कोप - को अपनी पत्नी के वेतन से खरीदा, और इसे पृथ्वी पर सभी रोगाणुओं को खत्म करने का एक तरीका खोजने के लिए अपने लक्ष्य के रूप में निर्धारित किया, क्योंकि वह ईमानदारी से मानते थे कि, उनके बिना, एक व्यक्ति डेढ़ सौ साल से अधिक जीवित रह सकता था। और केवल एक दुर्भाग्यपूर्ण गलतफहमी ने उन्हें इस नेक काम से रोका। कई व्यवसायों के लोगों के लिए, एक माइक्रोस्कोप एक आवश्यक उपकरण है, जिसके बिना कई शोध और तकनीकी संचालन करना असंभव है। खैर, "घर" स्थितियों में, यह ऑप्टिकल डिवाइस हर किसी को "सूक्ष्म जगत" में देखकर और इसके निवासियों की खोज करके अपनी क्षमताओं की सीमाओं का विस्तार करने की अनुमति देता है।
पहला माइक्रोस्कोप किसी पेशेवर वैज्ञानिक द्वारा नहीं, बल्कि एक "शौकिया" द्वारा डिजाइन किया गया था, जो 17 वीं शताब्दी में हॉलैंड में रहने वाले एक कारख़ाना व्यापारी एंथनी वान लीउवेनहोक थे। यह जिज्ञासु स्व-सिखाया हुआ व्यक्ति था जिसने पानी की एक बूंद पर अपने द्वारा बनाए गए उपकरण के माध्यम से सबसे पहले देखा और हजारों छोटे जीवों को देखा, जिसे उन्होंने लैटिन शब्द एनिमलकुलस ("छोटे जानवर") कहा। अपने जीवन के दौरान, लीउवेनहोक "जानवरों" की दो सौ से अधिक प्रजातियों का वर्णन करने में कामयाब रहे, और मांस, फलों और सब्जियों के पतले वर्गों का अध्ययन करके, उन्होंने जीवित ऊतक की सेलुलर संरचना की खोज की। विज्ञान के लिए सेवाओं के लिए, लीउवेनहोक को 1680 में एक पूर्ण सदस्य चुना गया था। रॉयल सोसाइटी, और बाद में फ्रेंच एकेडमी ऑफ साइंसेज के शिक्षाविद बने।
लीउवेनहोएक के सूक्ष्मदर्शी, जिनमें से उन्होंने अपने जीवन में व्यक्तिगत रूप से तीन सौ से अधिक बनाए, एक छोटे, मटर के आकार के, गोलाकार लेंस थे जिन्हें एक फ्रेम में डाला गया था। सूक्ष्मदर्शी में एक वस्तु तालिका होती थी, जिसकी लेंस के सापेक्ष स्थिति को एक स्क्रू से समायोजित किया जा सकता था, लेकिन इन ऑप्टिकल उपकरणों में एक स्टैंड या तिपाई नहीं था - उन्हें अपने हाथों में पकड़ना पड़ता था। आज के प्रकाशिकी के दृष्टिकोण से, "लेवेनहोक का माइक्रोस्कोप" नामक उपकरण एक माइक्रोस्कोप नहीं है, बल्कि एक बहुत शक्तिशाली आवर्धक कांच है, क्योंकि इसके ऑप्टिकल भाग में केवल एक लेंस होता है।
समय के साथ, सूक्ष्मदर्शी का उपकरण स्पष्ट रूप से विकसित हुआ है, एक नए प्रकार के सूक्ष्मदर्शी दिखाई दिए हैं, अनुसंधान विधियों में सुधार हुआ है। हालांकि, आज तक एक शौकिया माइक्रोस्कोप के साथ काम करना वयस्कों और बच्चों दोनों के लिए कई दिलचस्प खोजों का वादा करता है।
माइक्रोस्कोप डिवाइस
माइक्रोस्कोप एक ऑप्टिकल उपकरण है जिसे सूक्ष्म वस्तुओं की आवर्धित छवियों का अध्ययन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो नग्न आंखों के लिए अदृश्य हैं।
मुख्य भाग प्रकाश सूक्ष्मदर्शी(अंजीर। 1) एक बेलनाकार शरीर में संलग्न एक लेंस और एक ऐपिस है - एक ट्यूब। के लिए अधिकांश मॉडल जैविक अनुसंधान, अलग-अलग फोकल लम्बाई वाले तीन लेंस हैं और उनके त्वरित परिवर्तन के लिए डिज़ाइन किया गया एक रोटरी तंत्र - एक बुर्ज, जिसे अक्सर बुर्ज कहा जाता है। ट्यूब एक विशाल स्टैंड के शीर्ष पर स्थित है, जिसमें ट्यूब होल्डर भी शामिल है। उद्देश्य से थोड़ा नीचे (या कई उद्देश्यों के साथ बुर्ज) एक वस्तु अवस्था है, जिस पर परीक्षण के नमूने वाली स्लाइड रखी जाती हैं। तीखेपन को मोटे और बारीक समायोजन पेंच का उपयोग करके समायोजित किया जाता है, जो आपको उद्देश्य के सापेक्ष मंच की स्थिति को बदलने की अनुमति देता है।
अध्ययन के तहत नमूने के लिए आरामदायक अवलोकन के लिए पर्याप्त चमक होने के लिए, सूक्ष्मदर्शी दो और ऑप्टिकल इकाइयों (छवि 2) से लैस हैं - एक रोशनी और एक कंडेनसर। प्रदीपक प्रकाश की एक धारा बनाता है जो परीक्षण की तैयारी को रोशन करता है। शास्त्रीय प्रकाश सूक्ष्मदर्शी में, प्रदीपक (अंतर्निहित या बाहरी) के डिजाइन में एक मोटी रेशा, एक अभिसरण लेंस और एक डायाफ्राम के साथ एक कम वोल्टेज दीपक शामिल होता है जो नमूना पर प्रकाश स्थान के व्यास को बदलता है। संघनित्र, जो एक अभिसारी लेंस है, को नमूने पर प्रदीपक पुंज को केंद्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। संघनित्र में एक परितारिका डायाफ्राम (क्षेत्र और छिद्र) भी होता है, जो रोशनी की तीव्रता को नियंत्रित करता है।
प्रकाश-संचारण करने वाली वस्तुओं (तरल पदार्थ, पौधों के पतले हिस्से आदि) के साथ काम करते समय, वे संचरित प्रकाश से प्रकाशित होते हैं - प्रदीपक और संघनित्र वस्तु तालिका के नीचे स्थित होते हैं। अपारदर्शी नमूनों को सामने से रोशन किया जाना चाहिए। ऐसा करने के लिए, प्रदीपक को वस्तु अवस्था के ऊपर रखा जाता है, और इसके बीम को पारभासी दर्पण का उपयोग करके लेंस के माध्यम से वस्तु की ओर निर्देशित किया जाता है।
प्रदीपक निष्क्रिय, सक्रिय (दीपक) या दोनों हो सकता है। सबसे सरल सूक्ष्मदर्शी में नमूनों को रोशन करने के लिए लैंप नहीं होते हैं। टेबल के नीचे उनके पास दो तरफा दर्पण होता है, जिसमें एक तरफ फ्लैट होता है और दूसरा अवतल होता है। दिन के उजाले में, यदि माइक्रोस्कोप खिड़की के पास है, तो आप अवतल दर्पण का उपयोग करके बहुत अच्छी रोशनी प्राप्त कर सकते हैं। यदि माइक्रोस्कोप एक अंधेरे कमरे में है, तो रोशनी के लिए एक सपाट दर्पण और एक बाहरी प्रदीपक का उपयोग किया जाता है।
सूक्ष्मदर्शी का आवर्धन अभिदृश्यक और नेत्रिका के आवर्धन के गुणनफल के बराबर होता है। 10 के नेत्रिका आवर्धन और 40 के वस्तुनिष्ठ आवर्धन के साथ समग्र अनुपातआवर्धन 400 है। आमतौर पर, एक अनुसंधान माइक्रोस्कोप किट में 4 से 100 के आवर्धन के साथ उद्देश्य शामिल होते हैं। शौकिया और शैक्षिक अनुसंधान (x 4, x10 और x 40) के लिए एक विशिष्ट माइक्रोस्कोप वस्तुनिष्ठ किट 40 से 400 तक आवर्धन प्रदान करता है।
रिज़ॉल्यूशन एक माइक्रोस्कोप की एक और महत्वपूर्ण विशेषता है, जो इसकी गुणवत्ता और इसके द्वारा बनाई गई छवि की स्पष्टता को निर्धारित करता है। रिज़ॉल्यूशन जितना अधिक होगा, उच्च आवर्धन पर उतने ही सूक्ष्म विवरण देखे जा सकते हैं। संकल्प के संबंध में, "उपयोगी" और "बेकार" आवर्धन की बात की जाती है। "उपयोगी" अधिकतम आवर्धन है जिस पर अधिकतम छवि विवरण प्रदान किया जाता है। आगे बढ़ाई ("बेकार") माइक्रोस्कोप के संकल्प द्वारा समर्थित नहीं है और नए विवरण प्रकट नहीं करता है, लेकिन यह छवि की स्पष्टता और विपरीतता पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकता है। इस प्रकार, एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी के उपयोगी आवर्धन की सीमा उद्देश्य और ऐपिस के समग्र आवर्धन कारक द्वारा सीमित नहीं है - यदि वांछित हो तो इसे मनमाने ढंग से बड़ा बनाया जा सकता है - लेकिन सूक्ष्मदर्शी के ऑप्टिकल घटकों की गुणवत्ता से, अर्थात, संकल्प।
माइक्रोस्कोप में तीन मुख्य कार्यात्मक भाग शामिल हैं:
1. प्रकाश भाग
एक प्रकाश प्रवाह बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो आपको वस्तु को इस तरह से रोशन करने की अनुमति देता है कि माइक्रोस्कोप के बाद के हिस्से अपने कार्यों को अत्यंत सटीकता के साथ करते हैं। एक संचरित प्रकाश सूक्ष्मदर्शी का रोशन हिस्सा वस्तु के पीछे प्रत्यक्ष सूक्ष्मदर्शी में वस्तु के नीचे स्थित होता है और उल्टे में वस्तु के ऊपर वस्तु के सामने स्थित होता है।
प्रकाश भाग में एक प्रकाश स्रोत (एक दीपक और एक बिजली की आपूर्ति) और एक ऑप्टिकल-मैकेनिकल सिस्टम (कलेक्टर, कंडेनसर, फ़ील्ड और एपर्चर समायोज्य / आईरिस डायाफ्राम) शामिल हैं।
2. प्लेबैक भाग
अनुसंधान के लिए आवश्यक छवि गुणवत्ता और आवर्धन के साथ छवि विमान में एक वस्तु को पुन: उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया (यानी, ऐसी छवि बनाने के लिए जो वस्तु को यथासंभव सटीक रूप से और सभी विवरणों में रिज़ॉल्यूशन, आवर्धन, कंट्रास्ट और रंग प्रजनन के अनुरूप पुन: पेश करती है। माइक्रोस्कोप ऑप्टिक्स)।
पुनरुत्पादन भाग आवर्धन का पहला चरण प्रदान करता है और माइक्रोस्कोप के छवि तल पर वस्तु के बाद स्थित होता है। पुनरुत्पादन भाग में एक लेंस और एक मध्यवर्ती ऑप्टिकल प्रणाली शामिल है।
नवीनतम पीढ़ी के आधुनिक सूक्ष्मदर्शी अनंत के लिए सही किए गए लेंसों की ऑप्टिकल प्रणालियों पर आधारित हैं।
इसके अतिरिक्त तथाकथित ट्यूब सिस्टम के उपयोग की आवश्यकता होती है, जो माइक्रोस्कोप के छवि तल में उद्देश्य से आने वाले प्रकाश के समानांतर बीमों को "इकट्ठा" करते हैं।
3. दृश्य भाग
अतिरिक्त आवर्धन (आवर्धन का दूसरा चरण) के साथ टेलीविजन या कंप्यूटर मॉनीटर की स्क्रीन पर रेटिना, फिल्म या प्लेट पर किसी वस्तु की वास्तविक छवि प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया।
इमेजिंग भाग लेंस के छवि तल और प्रेक्षक (कैमरा, कैमरा) की आंखों के बीच स्थित होता है।
इमेजिंग भाग में एक अवलोकन प्रणाली (आवर्धक लेंस की तरह काम करने वाली ऐपिस) के साथ एक एककोशिकीय, द्विनेत्री या त्रिकोणीय दृश्य लगाव शामिल है।
इसके अलावा, इस भाग में अतिरिक्त आवर्धन की प्रणालियाँ शामिल हैं (एक थोक व्यापारी की प्रणाली / आवर्धन का परिवर्तन); दो या दो से अधिक पर्यवेक्षकों के लिए चर्चा नोज़ल सहित प्रोजेक्शन नोज़ल; ड्राइंग डिवाइस; उपयुक्त मिलान तत्वों (फोटो चैनल) के साथ छवि विश्लेषण और प्रलेखन प्रणाली।
माइक्रोस्कोप के साथ काम करने के बुनियादी तरीके
प्रेषित प्रकाश में उज्ज्वल क्षेत्र विधि। अमानवीय समावेशन (पौधे और जानवरों के ऊतकों के पतले खंड, तरल पदार्थ में प्रोटोजोआ, कुछ खनिजों की पतली पॉलिश प्लेट) के साथ पारदर्शी वस्तुओं का अध्ययन करने के लिए उपयुक्त। प्रदीपक और संघनित्र मंच के नीचे स्थित हैं। छवि एक पारदर्शी माध्यम से गुजरने वाले प्रकाश द्वारा बनाई जाती है और सघन समावेशन द्वारा अवशोषित होती है। छवि के विपरीत को बढ़ाने के लिए, रंजक का अक्सर उपयोग किया जाता है, जिसकी एकाग्रता अधिक होती है, नमूना क्षेत्र का घनत्व जितना अधिक होता है।
परावर्तित प्रकाश में उज्ज्वल क्षेत्र विधि। अपारदर्शी वस्तुओं (धातु, अयस्क, खनिज) का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जाता है, साथ ही ऐसी वस्तुएं जिनसे पारभासी माइक्रोप्रेपरेशन (गहने, कला के काम आदि) की तैयारी के लिए नमूने लेना असंभव या अवांछनीय है। रोशनी ऊपर से आती है, आमतौर पर एक लेंस, जो इस मामले में कंडेनसर की भूमिका भी निभाता है।
ओब्लिक इल्यूमिनेशन मेथड और डार्क फील्ड मेथड। बहुत कम कंट्रास्ट वाले नमूनों की जांच के तरीके, उदाहरण के लिए, व्यावहारिक रूप से पारदर्शी जीवित कोशिकाएं। प्रेषित प्रकाश को नमूने पर नीचे से नहीं, बल्कि किनारे से थोड़ा सा लगाया जाता है, जिसके कारण छाया दिखाई देती है, जो घने समावेशन (तिरछी रोशनी विधि) बनाती है। कंडेनसर को इस तरह से स्थानांतरित करने से कि इसका सीधा प्रकाश लेंस पर बिल्कुल भी नहीं पड़ेगा (नमूना तब संचरण के लिए तिरछी किरणों द्वारा ही प्रकाशित होता है), एक सफेद वस्तु को माइक्रोस्कोप की ऐपिस में एक काले रंग पर देखा जा सकता है। पृष्ठभूमि (डार्क फील्ड विधि)। दोनों विधियां केवल सूक्ष्मदर्शी के लिए उपयुक्त हैं, जिनमें से डिजाइन कंडेनसर को माइक्रोस्कोप के ऑप्टिकल अक्ष के सापेक्ष स्थानांतरित करने की अनुमति देता है।
आधुनिक सूक्ष्मदर्शी के प्रकार
प्रकाश सूक्ष्मदर्शी के अलावा, इलेक्ट्रॉन और परमाणु सूक्ष्मदर्शी भी हैं, जिनका उपयोग मुख्य रूप से वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए किया जाता है। एक पारंपरिक संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप एक प्रकाश माइक्रोस्कोप के समान है, सिवाय इसके कि वस्तु को प्रकाश प्रवाह से नहीं, बल्कि एक विशेष इलेक्ट्रॉनिक प्रोजेक्टर द्वारा उत्पन्न इलेक्ट्रॉन बीम द्वारा विकिरणित किया जाता है। परिणामी छवि एक लेंस प्रणाली का उपयोग करके एक फ्लोरोसेंट स्क्रीन पर पेश की जाती है। ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का आवर्धन एक लाख तक पहुंच सकता है, हालांकि, परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी के लिए यह सीमा नहीं है। यह परमाणु सूक्ष्मदर्शी है, जो आणविक और यहां तक कि परमाणु स्तर पर अनुसंधान करने में सक्षम है, कि हम क्षेत्र में नवीनतम प्रगति के कई ऋणी हैं जनन विज्ञानं अभियांत्रिकी, चिकित्सा, भौतिकी ठोस शरीर, जीव विज्ञान और अन्य विज्ञान।
प्रकाश सूक्ष्मदर्शी भी भिन्न होते हैं और इन्हें कई मानदंडों के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, ऑप्टिकल इकाइयों की संख्या (मोनोकुलर / दूरबीन या स्टीरियो) या रोशनी का प्रकार (ध्रुवीकरण और फ्लोरोसेंट, हस्तक्षेप और चरण विपरीत)। शौकिया अभ्यास के लिए, 400x के अधिकतम आवर्धन के साथ एक साधारण एककोशिकीय प्रकाश सूक्ष्मदर्शी उपयुक्त है। अधिक जटिल उपकरण इल्यूमिनेटर और कंडेनसर के डिजाइन में एक दूसरे से भिन्न होते हैं, विशेष होते हैं और विज्ञान के संकीर्ण क्षेत्रों में उपयोग किए जाते हैं। स्टीरियोमाइक्रोस्कोप एक विशेष प्रकार के रूप में सामने आते हैं, जो माइक्रोसर्जिकल ऑपरेशन और माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक घटकों के उत्पादन के लिए आवश्यक हैं, और जेनेटिक इंजीनियरिंग में भी अपरिहार्य हैं।
|
1769 में सेंट पीटर्सबर्ग जाने से पहले I. P. Kulibin Nizhny Novgorod में ऑप्टिकल उपकरणों के निर्माण में लगे हुए थे। वहाँ वह 1764-1766 में था। स्वतंत्र रूप से एक ग्रेगरी मिरर टेलीस्कोप, एक माइक्रोस्कोप और एक इलेक्ट्रिक मशीन को अंग्रेजी उपकरणों के नमूनों के आधार पर डिजाइन किया गया निज़नी नावोगरटव्यापारी इज़वोल्स्की। कुलिबिन ने खुद इस काम के बारे में लिखा था: “फिर उसने तलाश शुरू की अलग अनुभवदूरबीनों के शीशों को कैसे चमकाया जाए, जिससे उन्होंने एक खास बादशाह बनाया और उसी से पॉलिशिंग पाई। इस आविष्कार के अनुसार, मैंने दो दूरबीनों को तीन आर्शीन लंबा बनाया, और एक औसत दर्जे का माइक्रोस्कोप पाँच गिलासों से इकट्ठा किया ... सूरज की ओर आग लगाने वाले बिंदुओं की तलाश करें और उन दर्पणों और चश्मे से आग लगाने वाले बिंदुओं पर गोली मारें। एक उपाय जिसके द्वारा यह होगा यह जानना संभव है कि रेत पर दर्पणों और शीशों को मोड़ने के लिए तांबे के सांचे बनाने के लिए कांच और दर्पणों के लिए किस तरह की अवतलता और फलाव आवश्यक होगा और उसने उस सभी दूरबीन का एक चित्र बनाया ... फिर उसने प्रयोग करना शुरू किया, जैसे कि उसके विरुद्ध, धातु को अनुपात में रखने के लिए; और जब मैंने उन्हें कठोरता और सफेदी में सदृश करना शुरू किया, तो मैंने मॉडल के अनुसार उसमें से दर्पण डाले, उन्हें उत्तल रूपों पर रेत में तेज करना शुरू किया जो पहले से ही बने और पहले से बने थे, और उन तराशे हुए दर्पणों पर प्रयोग करना शुरू किया , जिस तरह से मैं उन्हें पा सका, वही साफ पॉलिशिंग, जो काफी समय तक चली। अंत में मैंने एक तांबे के साँचे पर एक पॉलिश किया हुआ दर्पण आज़माया, इसे जले हुए टिन और लकड़ी के तेल से रगड़ कर देखा। और इसलिए उस अनुभव के साथ, कई बने दर्पणों में से, एक बड़ा दर्पण और दूसरा गंदा छोटा दर्पण अनुपात में निकला..."। |
ऑप्टिकल लेंस को पीसने और चमकाने के लिए मशीन। |
"वक्रीय दर्पणों पर राय" में कुलिबिन गोलाकार और गोलाकार दर्पणों के प्रसंस्करण की सापेक्ष जटिलता की तुलना करता है। वह अवतल दर्पण की निर्माण प्रक्रिया पर विस्तार से विचार करता है, जिसमें डिस्क ब्लैंकिंग से लेकर पॉलिशिंग तक शामिल है। धातु के दर्पणों के निर्माण के लिए मिश्र धातुओं के निर्माण, पिघलने के तरीके और फ्लिंट ग्लास के निर्माण ने कुलिबिन का ध्यान आकर्षित किया। अपने काम में, आविष्कारक सबसे पुराने शैक्षणिक कार्यशाला (1726 में ऑप्टिकल कार्यशाला की स्थापना) के कर्मचारियों द्वारा संचित अनुभव और परंपराओं पर निर्भर करता है, जहां लोमोनोसोव के समय से कई ऑप्टिकल उपकरणों का उत्पादन स्थापित किया गया है और जहां सबसे अधिक अनुभवी और कुशल ऑप्टिशियन-यांत्रिकी ने काम किया, उदाहरण के लिए, बिल्लाएव परिवार। साहित्य |
