تحقيق مسبار
تم ابتكار أنواع المجاهر المختلفة للقيام بالكثير من الوظائف في الحقل البحثي، ويعتني هذا المقال ببيان الأنواع الرئيسية المختلفة للمجاهر مع تسليط الضوء على أنواع المجاهر الضوئية والمجاهر الإلكترونية التي يكثر استخدامها، وينتهي ببعض إرشادات التعامل مع المجهر وبيان المعايير التي يتم الاعتماد عليها لتحديد مدى جودته.
هل تختلف استخدامات أنواع المجاهر عن بعضها؟
في الوقت الراهن يتم إنتاج العديد من أنواع المجاهر، وتختلف استخدامات هذه الأنواع عن بعضها البعض بالفعل، ولكنها تتفق في قدرتها على تكبير العناصر والأشياء التي لا تستطيع العين رؤيتها بوضوح، أو لا تتمكن من رؤيتها نتيجة لصغرها البالغ، ومن ذلك خلايا الدم الحمراء الصغيرة جدًا؛ فإن العين المجرّدة لا تراها، ويمكن للشخص رؤيتها بالاعتماد على المجهر.
ما هي أبرز أنواع المجاهر الأساسية؟
يتم تصنيف المجاهر ضمن 3 أنواع أساسية كما يأتي وفق موقع سيانسنغ:
- المجهر الضوئي: كانت المجاهر الضوئية القديمة تتكون من عدسة مُحدّبة منفردة، تستطيع تكبير الأشياء الموجودة تحت بؤرة التركيز، ولكنها تطوّرت بشكل كبير مع مرور السنين، ويمكن لبعضها رؤية الأشياء التي حجمها 0.2 نانومتر.
- المجهر الإلكتروني: غالبًا ما يتم الاعتماد على أنواع المجاهر الإلكترونية من قِبل المختصين لدراسة الخلايا، وتعتمد هذه المجاهر على إطلاق الإلكترونات لتشكيل الصور، ويمكنها تكبير الصور حتى مليون مرة لرؤيتها بشكل واضح.
- مجاهر المسبار الماسح: تتمتّع هذه المجاهر بقدرة هائلة على تكبير الأشياء أحيانًا، وتستطيع المساعدة على رؤية الأشياء التي يقل حجمها عن نانومتر، لكن الصور التي تنتجها بدون ألوان؛ لأن المسبار لا يقيس الضوء المرئي.
ما هي أنواع المجهر الضوئي؟
تختلف أنواع المجاهر الضوئية في دقتها والعديد من خصائصها الأخرى، وتضم القائمة الآتية أبرز هذه الأنواع:
- المجهر البسيط: يتضمن هذا المجهر عدسة واحدة لتكبير صورة العيّنة المطلوبة، وهو ما يشبه آلية عمل العدسة المكبرة، ولا يتم استخدام هذا النوع من أنواع المجهر الضوئي عادةً، نتيجة لتطوير بعض المجاهر التي تستطيع توفير صورة أدق.
- المجهر المركّب: خلافًا للمجهر الضوئي البسيط، يشتمل المجهر المُركّب على عدة عدسات تتكامل مع بعضها البعض لتكبير الصورة بشكل أفضل، وهو النوع الأكثر شيوعًا في الحقل البحثي الحديث، ويوفر تكبيرًا يصل إلى ألف مرة.
- المجهر المقلوب: يتميز المجهر المقلوب بتمكين الشخص من رؤية العيّنة من الأسفل، وهو ما يفيد بشكل كبير عند الرغبة في فحص زراعة الخلايا السائلة.
- المجهر الرقميّ: يحتوي المجهر الرقمي على عدسة واحدة بسيطة أو عدسات مُركّبة؛ إلا إنه يعتمد على جهاز الحاسوب لتوفير الصورة التي يحتاج الشخص رؤيتها، ولا يحتاج مثل هذا النوع من أنواع المجاهر إلى عدسة عيّنية.
- مجهر الستيريو: يُطلق على هذا المجهر كذلك اسم المجهر التشريحي؛ ذلك لأنه يوفّر صورة مرئية مجسمة مُفيدة فيما يتعلق بالتشريح، وهو من المجاهر ثنائية العينين، ويُستخدم لرؤية الأشياء المعتمة، أو الأشياء التي لا يمكن عرضها في المجهر المُركّب.
- مجهر المقارنة: يُمكن لهذا النوع من المجاهر الضوئية مساعدة الشخص في الاطلاع على عيّنتين معًا في الوقت نفسه؛ ذلك لأنه يسمح بوضع عيّنتين ورؤية كلّ واحدة منهما عن طريق عدسة عينية منفصلة.
في أي المجالات تستخدم أنواع المجاهر الضوئية؟
لا تُستخدم أنواع المجهر الضوئي في حقلٍ واحد فحسب؛ إنما يدخل استخدامها في كثيرٍ من المجالات البحثية وغيرها، ويشيع استخدامها في علم الأحياء الدقيقة، بالإضافة إلى الفيزياء النانوية والتكنولوجيا الحيوية والبحوث الصيدلانية والإلكترونيات الدقيقة، وكذلك تُستخدم في بعض الفحوصات الطبية التشخيصية.
ما أنواع المجاهر الإلكترونية؟
تُسهم تقنية المجاهر الإلكترونية وأنواعها في توفير صورة عالية الدقة للعينات، سواءً كانت بيولوجية أو غير بيولوجية، ويتم استخدام أنواع المجاهر الإلكترونية للتحقّق من التركيب التفصيلي للخلايا والأنسجة وغيرها، وتضم القائمة الآتية أنواع المجاهر الإلكترونية:
- المجهر الإلكتروني النافذ: يُعد المجهر الإلكترونيّ النافذ النوع الأصلي من المجاهر الإلكترونية، ويعتمد على توجيه شعاعٍ إلكترونيّ عالي الجهد نحو العيّنة المطلوبة؛ مما يؤدي إلى تسليط الضوء على هذه العيّنة وتقديم صورة مكبرة لها.
- المجهر الإلكتروني الماسح: يعتمد هذا النوع من أنواع المجاهر على تقنية معروفة باسم المسح النقطي لتكبير الصورة، وتميل دقة الصور التي يتم تشكيلها باستخدام هذا المجهر إلى أن تكون قليلة مقارنةً بدقة المجهر الإلكتروني النافذ.
- المجهر الإلكتروني العاكس: يقوم هذا المجهر بتسليط حزمة من الإلكترونات بشكل مرن؛ لتنعكس على العيّنة المطلوبة وتوفير صورة مكبرة، وعادةً ما يعتمد على تقنية انعكاس حيود الإلكترون عالي الطاقة وتقنية التحليل الطيفي الانعكاسي عالي الطاقة.
ما هي أجزاء المجهر؟
تتكوّن أنواع المجاهر من عدة أجزاء مختلفة تتكامل مع بعضها البعض لتكبير صورة العينة المطلوبة، وفيما يأتي قائمة ببعض الأجزاء الرئيسية للمجهر:
- القاعدة: تقع القاعدة في الجزء السفلي من المجهر، وهي الجزء الذي يدعم المجهر عند وضعه على السطح.
- العدسة العيّنية: يتم الاعتماد على هذا الجزء لرؤية العيّنة المكبرة، ويتم تزويد هذه العدسة بمقبض متحرك حتى يستطيع المرء مشاهدة العيّنة بشكل أوضح، وفي المجاهر ثنائية العين يتوفر مقبض آخر لإبعاد العدستين أو تقريبهما من بعضهما.
- أنبوب المجهر: يتم الاعتماد على هذا الأنبوب لدعم العدسة العينية في الطرف العلوي من المجهر، ويتوفر هذا الجزء سواءً كان المجهر ثنائي العينين أو كان أحادي العين.
- الذراع: يُطلق اسم الذراع على الجزء الرأسي المستقيم أو المنحني، الذي يتم الاعتماد عليه في ربط القاعدة مع الجزء العلوي من المجهر.
- العدسة الشيئية: تتكون العدسة الشيئية من 3-4 عدسات يتم تركبيها على قطعة أنفية دوّارة، وفيما يأتي تفصيل لكل واحدة من هذه العدسات:
- عدسة طاقة المسح: تُعد هذه العدسة أقصر العدسات الشيئية، ويتم الاعتماد عليها لمسح شريحة كاملة، وتستطيع تكبير العناصر في العينة حتى 4 مرات فحسب.
- عدسة الطاقة المنخفضة: تتمكّن هذه العدسة من عرض العناصر بدقة أكبر؛ فإنها تستطيع التكبير حتى 10 أضعاف الحجم الأصلي للعينة المطلوبة.
- عدسة الطاقة المرتفعة: إذا كان المجهر يحتوي على 3 عدسات شيئية؛ فإن عدسة الطاقة المرتفعة هي الأطول، وتستطيع هذه العدسة توفير دقة أكبر؛ لأنها تتمكّن من التكبير حتى 40 مرة.
- عدسة الغمر بالزيت: تتوفر هذه العدسة في المجاهر التي تتضمن 4 عدسات شيئية، وتعتمد على الزيت لتقديم أكبر قدر من التكبير، وفي بعض الأحيان تستطيع تكبير العناصر حتى 100 مرة.
- الأنف الدوار: يُمثّل الأنف الدوار قطعةً دائريةً تحمل العدسات الشيئية، ويمكن للمستخدم تدويره لاختيار إحدى هذه العدسات عند وضع العيّنة تحت المجهر؛ ذلك لتوفير أفضل رؤية ممكنة.
- مقبض التعديل الخشن: يوجد على كل جانب من جانبي المجهر مقبضٌ كبيرٌ يتضمن مقبضًا أصغر بالقُرب من القاعدة، وهو مقبض التعديل الخشن، الذي يمكن استخدامه مع عدسة طاقة المسح والعدسة منخفضة الطاقة.
- مقبض الضبط الدقيق: يُمكن رؤية مقبض الضبط الدقيق على الجانبين، وهو مقبضٌ صغيرٌ بالقُرب من القاعدة، ويتم استخدامه مع عدسة الطاقة المرتفعة خلافًا لمقبض التعديل الخشن.
هل يوجد إرشادات لاستخدام المجهر؟
عند استخدام أنواع المجاهر لا بُد من اتباع العديد من الإرشادات حتى يستطيع المُستخدم الحصول على أفضل دقة ممكنة، وتتضمن القائمة الآتية بعضًا من الإرشادات حسب كلية المجتمع في هيوستن:
- اختيار المجاهر المناسبة: يُستخدم كلّ نوع من أنواع المجاهر في بعض الحقول؛ لذلك ينبغي اختيار المجهر المناسب لنوع العينة، ومنها المجهر المركب الذي يوفر صورة ثنائية الأبعاد، ومجهر الستيريو الذي يوفر صورة ثلاثية الأبعاد.
- البدء بنسبة التكبير الأقل: عند استخدام المجهر المركب من الضروري البدء بنسبة التكبير الأقل التي تبلغ 4 أضعاف. وأما في مجهر الستيريو، يتم البدء بنسبة التكبير المتوفرة الأقل، وكذلك المجاهر الأُخرى.
- ضبط الإضاءة: يتم ضبط الإضاءة عن طريق التحكم في المكثف والأجزاء المخصصة الأخرى من المجهر؛ لتوفير رؤية أفضل، ويصبح ضبط مصدر الضوء ضروريًا عند الاعتماد على درجات التكبير المرتفعة.
- حمل المجهر بشكل صحيح: عند الرغبة في نقل المجهر إلى مكان آخر لفحص العينات أو التخزين، لا بُد من حمله باليدين معًا؛ بحيث تكون إحداهما تحت القاعدة والأخرى ملتفة حول الذراع.
- المحافظة على نظافة المجهر: من الضروري المحافظة على نظافة المجهر دائمًا، ويتم ذلك باستخدام فرشاة لإزالة الأوساخ والغبار، وتُستخدم الأعواد القطنية المبللة بمحلول خاص من أجل تنظيف العدسات بعدها.
ما هي معايير الجودة للصورة المجهرية؟
تختلف أنواع المجاهر في جودة الصورة التي توفرها، إلى جانب الاختلافات الأخرى فيما بينها، ويتم تقييم جودة الصورة المجهرية بناءً على عدة عوامل كما يأتي:
- التركيز: يشير التركيز إلى مدى كون الصورة التي يقدمها المجهر مُحددة ومفصلة بشكل جيد أم أنها صورة ضبابية، ويمكن استخدام المقابض والأجزاء المخصصة لضبط التركيز بأفضل شكل ممكن ثم تقييم الجودة.
- السطوع: يعبّر السطوع عن مدى الضوء أو التعتيم الذي تتمتع به صورة المجهر، ويعتمد السطوع على نظام الإضاءة الذي يمكن تعديله من خلال تغيير جهد المصباح، أو التحكم بالمكثّف وأجزاء المجهر المعنية الأخرى.
- التباين: يتناسب التباين مع زيادة الجودة بشكل طرديّ؛ فكلما زاد التباين زادت الجودة، ويعبر هذا المعيار عن الطريقة الأفضل لتمييز العينة عن المنطقة المجاورة للحقل المجهري أو تمييزها عن الخلفية.
- الدقّة: تمثل الدقة قدرة المجهر على التمييز بين شيئين قريبين من بعضهما البعض، وتعتمد الدقة على أصغر مسافة يُمكن تمييزها بين جسمين.
إقرأ/ي أيضًا:
هل هنالك فرق بين التنجيم وعلم الفلك؟
هل يمكن استخدام البوصلة لتحديد أماكن المعادن؟
