กล้องจุลทรรศน์
กล้องจุลทรรศน์ เป็นเครื่องมือสำคัญของนักชีววิทยา เพราะกล้องจุลทรรศน์ช่วยให้ศึกษาโครงสร้างและส่วนประกอบของเซลล์และสิ่งมีชีวิตเล็กๆได้ กล้องจุลทรรศน์แต่ละแบบจะให้กำลังขยายที่แตกต่างกันซึ่งขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพและลำแสงที่ใช้กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้กันทั่วไป
แบ่งตามแหล่งกำเนิดแสงได้ 2 ชนิดคือ
กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้แสง (light microscope)
กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้แสงหรือ L.M. ใช้แสงที่มองเห็นได้ (visible light) เป็นตัวให้แสงโดยแบ่งเป็น2ชนิดคือ
(1) กล้องจุลทรรศน์อย่างง่ายหรือแว่นขยาย (simple microscope or magnifying glass) ประกอบด้วยเลนส์นูนเพียงอันเดียว วัตถุประสงค์ในการใช้ก็เพื่อขยายวัตถุที่จะดูให้ใหญ่ขึ้น เพื่อที่จะได้เห็นรายละเอียดได้ชัดเจนยิ่งขึ้น ภาพที่ได้จะเป็นภาพเสมือน และข้อสำคัญก็คือวัตถุต้องอยู่ห่างจากเลนส์น้อยกว่าทางยาวโฟกัสของเลนส์นั้น
(2) กล้องจุลทรรศน์เชิงซ้อน (compound light microscope) เป็นกล้องจุลทรรศน์ที่ใช้แสงและมีระบบเลนส์ที่ทำหน้าที่ขยายภาพ 2 ชุด มีการขยายภาพ 2 ครั้ง กล้องจุลทรรศน์เชิงซ้อนมีหลายชนิด แต่ชนิดที่ให้ในการส่องดูสิ่งต่างๆทั่วไป เป็นชนิด bright field microscope กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (electron microscope)
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน หรือ E.M. ประดิษฐ์ขึ้นครั้งแรกในประเทศเยอรมันเมื่อปี พ.ศ.2475 โดยนักวิทยาศาสตร์ 2 ท่าน คือ เมกซ์ นอลล์ (Max Knoll) และเอิร์นสท์ รุสกา (Ernst Ruska) โดยแสงที่ใช้เป็นลำแสงอิเล็กตรอนซึ่งมีขนาดเล็กมากจึงทำให้มีกำลังขยายสูงมากลำแสงอิเล็กตรอนมีความยาวคลื่นประมาร 0.05 อังสตรอม ดังนั้นจึงทำให้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนมีค่ารีโซลูชันหรือ resolving power ประมาณ 0.0004 ไมโครเมตร และมีกำลังขยายถึง 500,000 เท่า หรือมากกว่า
แหล่งกำเนิดลำแสงอิเล็กตรอน คือ ปืนยิงอิเล็กตรอน (electron gun) ซึ่งเป็นขดลวดทังสเตน (tungsten) มีลักษณะเป็นรูปตัววี (V) เมื่อขดลวดทังสเตนร้อนขึ้นโดยการเพิ่มกระแสไฟฟ้าเข้าไปในขดลวดทำให้อิเล็กตรอนถูกปล่อยออกมาจากขดลวด เนื่องจากอิเล็กตรอนมีขนาดเล็กมาก เพื่อป้องกันการรบกวนของลำแสงอิเล็กตรอน จึงต้องมีการดูดอากาศจากตัวกล้องให้เป็นสุญญากาศ เพื่อป้องกันการชนของมวลอากาศกับลำแสงอิเล็กตรอนซึ่งจะทำให้เกิดการหักเหได้
ระบบเลนส์ เป็นเลนส์แม่เหล็กไฟฟ้า (electromagnetic lens) แทนเลนส์แก้วในกล้องจุลทรรศน์ธรรมดา เลนส์แม่เหล็กไฟฟ้าประกอบด้วยขดลวดพันรอบแท่งเหล็กเมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านเข้าไปทำให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้น (electromagnetic field) สนามแม่เหล็กไฟฟ้าทำให้ลำแสงอิเล็กตรอนเข้มข้นเพื่อไปตกที่ตัวอย่างวัตถุที่จะศึกษา เลนส์ของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ประกอบด้วย เลนส์รวมแสง (objective) และ projector lens โดย projector lens ทำหน้าที่ฉายภาพ จากตัวอย่างที่ศึกษาลงบนจอภาพ (ทำหน้าที่คล้ายกับ eye piece ของกล้องจุลทรรศน์ธรรมดา) จอภาพฉาบด้วยสารเรื่องแสงพวกฟอสฟอรัส เมื่อลำแสงอิเล็กตรอนตกลงบนจะทำให้เกิดแสงเป็นแสงสีเขียวแกมเหลืองที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ผู้ศึกษาก็สามารถมองเห็นภาพบนจอได้และก็สามารถบันทึกภาพนั้นด้วยยกกล้องถ่ายรูปซึ่งประกอบอยู่กับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนได้
แบ่งตามแหล่งกำเนิดแสงได้ 2 ชนิดคือ
กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้แสง (light microscope)
กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้แสงหรือ L.M. ใช้แสงที่มองเห็นได้ (visible light) เป็นตัวให้แสงโดยแบ่งเป็น2ชนิดคือ
(1) กล้องจุลทรรศน์อย่างง่ายหรือแว่นขยาย (simple microscope or magnifying glass) ประกอบด้วยเลนส์นูนเพียงอันเดียว วัตถุประสงค์ในการใช้ก็เพื่อขยายวัตถุที่จะดูให้ใหญ่ขึ้น เพื่อที่จะได้เห็นรายละเอียดได้ชัดเจนยิ่งขึ้น ภาพที่ได้จะเป็นภาพเสมือน และข้อสำคัญก็คือวัตถุต้องอยู่ห่างจากเลนส์น้อยกว่าทางยาวโฟกัสของเลนส์นั้น
(2) กล้องจุลทรรศน์เชิงซ้อน (compound light microscope) เป็นกล้องจุลทรรศน์ที่ใช้แสงและมีระบบเลนส์ที่ทำหน้าที่ขยายภาพ 2 ชุด มีการขยายภาพ 2 ครั้ง กล้องจุลทรรศน์เชิงซ้อนมีหลายชนิด แต่ชนิดที่ให้ในการส่องดูสิ่งต่างๆทั่วไป เป็นชนิด bright field microscope กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (electron microscope)
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน หรือ E.M. ประดิษฐ์ขึ้นครั้งแรกในประเทศเยอรมันเมื่อปี พ.ศ.2475 โดยนักวิทยาศาสตร์ 2 ท่าน คือ เมกซ์ นอลล์ (Max Knoll) และเอิร์นสท์ รุสกา (Ernst Ruska) โดยแสงที่ใช้เป็นลำแสงอิเล็กตรอนซึ่งมีขนาดเล็กมากจึงทำให้มีกำลังขยายสูงมากลำแสงอิเล็กตรอนมีความยาวคลื่นประมาร 0.05 อังสตรอม ดังนั้นจึงทำให้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนมีค่ารีโซลูชันหรือ resolving power ประมาณ 0.0004 ไมโครเมตร และมีกำลังขยายถึง 500,000 เท่า หรือมากกว่า
แหล่งกำเนิดลำแสงอิเล็กตรอน คือ ปืนยิงอิเล็กตรอน (electron gun) ซึ่งเป็นขดลวดทังสเตน (tungsten) มีลักษณะเป็นรูปตัววี (V) เมื่อขดลวดทังสเตนร้อนขึ้นโดยการเพิ่มกระแสไฟฟ้าเข้าไปในขดลวดทำให้อิเล็กตรอนถูกปล่อยออกมาจากขดลวด เนื่องจากอิเล็กตรอนมีขนาดเล็กมาก เพื่อป้องกันการรบกวนของลำแสงอิเล็กตรอน จึงต้องมีการดูดอากาศจากตัวกล้องให้เป็นสุญญากาศ เพื่อป้องกันการชนของมวลอากาศกับลำแสงอิเล็กตรอนซึ่งจะทำให้เกิดการหักเหได้
ระบบเลนส์ เป็นเลนส์แม่เหล็กไฟฟ้า (electromagnetic lens) แทนเลนส์แก้วในกล้องจุลทรรศน์ธรรมดา เลนส์แม่เหล็กไฟฟ้าประกอบด้วยขดลวดพันรอบแท่งเหล็กเมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านเข้าไปทำให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้น (electromagnetic field) สนามแม่เหล็กไฟฟ้าทำให้ลำแสงอิเล็กตรอนเข้มข้นเพื่อไปตกที่ตัวอย่างวัตถุที่จะศึกษา เลนส์ของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ประกอบด้วย เลนส์รวมแสง (objective) และ projector lens โดย projector lens ทำหน้าที่ฉายภาพ จากตัวอย่างที่ศึกษาลงบนจอภาพ (ทำหน้าที่คล้ายกับ eye piece ของกล้องจุลทรรศน์ธรรมดา) จอภาพฉาบด้วยสารเรื่องแสงพวกฟอสฟอรัส เมื่อลำแสงอิเล็กตรอนตกลงบนจะทำให้เกิดแสงเป็นแสงสีเขียวแกมเหลืองที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ผู้ศึกษาก็สามารถมองเห็นภาพบนจอได้และก็สามารถบันทึกภาพนั้นด้วยยกกล้องถ่ายรูปซึ่งประกอบอยู่กับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนได้
ส่วนประกอบของกล้องจุลทรรศน์
1. Base เป็นฐานของกล้อง มีรูปร่างเป็นสี่เหลี่ยม ทำให้กล้องตั้งตัวได้ไม่เอียงหรือพลิกคว่ำ
2. Illuminator คือ โคมหรือตะเกียงที่ภายในมีหลอดไฟสำหรับให้แสงสว่าง
ถ้าเป็นกล้องรุ่นเก่าส่วนนี้จะเป็น mirror หรือ กระจกเงาที่ใช้สำหรับรับแสงแล้วสะท้อนเข้าไปที่เลนส์รวมแสง
(condenser) กระจกเงามี 2 ด้าน ด้านเรียบและด้านเว้า ด้านเว้าสะท้องแสงได้มากกว่าด้านเรียบ
3. Stage เป็นแป้นสำหรับรองรับวัตถุที่ต้องการส่องดู มีรูปร่างเป็นสี่เหลี่ยม
และตรงกลางแป้นมีรูกลมสำหรับให้แสงรอดขึ้นมาได้
4. Mechanical stage เป็นเครื่องมือที่ติดอยู่บน stage ใช้สำหรับจับ slide
ให้เลื่อนไปมาทั้งทางซ้าย ทางขวา เลื่อนเข้าหาตัว และเลื่อนออกจากตัวผู้ใช้กล้องตามต้องการ
กล้องจุลทรรศน์บางรุ่นไม่มีเครื่องมือชิ้นนี้ แต่จะมี Spring clips (Stage clips) ซึ่งก็คือแผ่นเหล็กสปริงเล็ก ๆ
2 อัน ติดอยู่บน stage ใช้กดทับ slide ให้ตรึงแน่นกับแป้น
5. Coarse adjustment เป็นปุ่มขนาดใหญ่ ใช้หมุนจัดระยะใน
การโฟกัสหาภาพของวัตถุที่กำลังส่องดู เมื่อหมุนปุ่มนี้ไป – มา จะทำให้ stage เลื่อนออกห่างหรือเลื่อนเข้าใกล้
objective lens
6. Fine adjustment เป็นปุ่มขนาดเล็กใช้ช่วย coarse adjustment ในการโฟกัสให้ได้ภาพชัดเจนยิ่งขึ้น
fine adjustment อาจติดอยู่กับ coarse adjustment หรืออาจแยกกันอยู่คนละที่ แล้วแต่ชนิดของกล้อง
7. Abbe condenser หรือ Condenser เป็นเครื่องรวมแสงติดอยู่ใต้ stage ภายในประกอบด้วยเลนส์
หลายอันทำหน้าที่รวมแสงที่สะท้อนจากหลอดไฟ หรือจากกระจกเงา ให้มารวมกันที่รูกลมกลาง stage การเลื่อน
condenser ขึ้นลงเพื่อให้รวมแสงเข้าสู่กล้องมากหรือน้อยต้องอาศัย condenser adjustment knob แต่กล้อง
จุลทรรศน์บางรุ่นมี
condenser ที่ติดอยู่กับที่ไม่สามารถเคลื่อนขึ้นลงได้
8. Iris diaphragm เป็นชิ้นส่วนที่ทำหน้าที่ปรับปริมาณของแสงให้เข้าสู่ condenser
มากหรือน้อยตามต้องการ มีลักษณะเป็นคานเหล็กเล็ก ๆ ยื่นออกมาจากด้านข้างของ condenser
ใช้เลื่อนไปทางซ้ายและขวาเพื่อลดและเพิ่มปริมาณของแสง
9. Revolving nosepiece เป็นแป้นเหล็กแผ่นกลม ๆ ติดอยู่ที่ปลายด้านล่างของ body tube หรือ ocular
tube สามารถหมุนไปมาได้ เป็นที่ติดของ objective lens ที่มีกำลังขยายต่าง ๆ กัน
10. Objective lens หรือเลนส์วัตถุ เป็นเลนส์ที่อยู่ใกล้กับวัตถุที่ต้องการส่องดู
ทำหน้าที่ขยายภาพในขั้นแรก กล้องจุลทรรศน์โดยทั่วไปมี objective lens ติดอยู่กับ revolving nosepiece 3 อัน คือ
- อันกำลังขยายต่ำ (low power objective lens) มีกำลังขยาย 10 เท่า (10X)
- อันกำลังขยายสูง (high power objective lens) มีกำลังขยาย 40 เท่า (40X)
- อันใช้น้ำมัน (oil immersion objective lens) มีกำลังขยาย 100 เท่า (100X)
บน objective lens แต่ละอันนอกจากมีตัวเลขบอกกำลังขยายแล้ว ยังมีตัวเลขแสดง
ค่าของ N.A. หรือ Numerical aperture ซึ่งเป็นตัวเลขที่แสดงถึงประสิทธิภาพของเลนส์ objective
ในการที่จะทำให้เห็นรายละเอียดปลีกย่อยของสิ่งที่เราต้องการส่องดูอยู่ด้วย เลนส์ objective ที่มีค่า N.A.
สูงจะมีประสิทธิภาพสูง สามารถทำให้เห็นรายละเอียดของวัตถุที่ส่องดูได้ดีมากกว่าเลนส์ objective ที่มีค่า N.A. ต่ำ
- low power objective lens มีค่า N.A. = 0.25
- high power objective lens มีค่า N.A. = 0.65
- oil immersion objective lens มีค่า N.A. = 1.25
11. Ocular lens (Eyepiece) หรือเลนส์ตา เป็นเลนส์อันที่เรามองเข้าไปขณะใช้กล้องจุลทรรศน์ดูสิ่งของ
ทำหน้าที่ขยายภาพที่เกิดจาก objective lens อีกชั้นหนึ่ง มีลักษณะเป็นท่อนสั้น ๆ
ประกอบด้วยเลนส์ 2 อัน อันที่อยู่ด้านบนเรียกว่า eye lens เลนส์ที่อยู่ด้านล่างเรียกว่า field lens
ทั้งชิ้นส่วนนี้ติดอยู่ที่ปลายด้านบนสุดของ body tube สามารถจับหมุนไปมาได้ ocular lens
ที่ใช้กันอยู่ทั่ว ไปมีกำลังขยายเท่ากับ 10X หากใช้กำลังขยายของ ocular lens
มากเกินขอบเขตที่สามารถใช้ได้จะทำให้ไม่เห็นภาพในกล้องจุลทรรศน์
สูตร กำลังขยายมากที่สุดของ ocular lens = 1,000 x N.A. ของ objective lens กำลังขยายของ objective lens
12. Body tube (Ocular tube) เป็นชิ้นส่วนของกล้องที่ติดอยู่บน revolving nosepiece
ตอนบนเป็นที่ติดของ ocular lens ทำหน้าที่บังแสงจากภายนอกมิให้เข้าไปรบกวนกับทางเดินของแสงจากวัตถุเข้าสู่
ocular lens อาจจะมีเพียงกระบอกตาเดียว (monocular tube) หรือสองกระบอกตา (binocular tube)
13. Arm (Microscope stand) เป็นที่สำหรับให้มือจับในการเคลื่อนย้ายกล้องจุลทรรศน์
มีรูปร่างโค้งหรือหักศอก
2. Illuminator คือ โคมหรือตะเกียงที่ภายในมีหลอดไฟสำหรับให้แสงสว่าง
ถ้าเป็นกล้องรุ่นเก่าส่วนนี้จะเป็น mirror หรือ กระจกเงาที่ใช้สำหรับรับแสงแล้วสะท้อนเข้าไปที่เลนส์รวมแสง
(condenser) กระจกเงามี 2 ด้าน ด้านเรียบและด้านเว้า ด้านเว้าสะท้องแสงได้มากกว่าด้านเรียบ
3. Stage เป็นแป้นสำหรับรองรับวัตถุที่ต้องการส่องดู มีรูปร่างเป็นสี่เหลี่ยม
และตรงกลางแป้นมีรูกลมสำหรับให้แสงรอดขึ้นมาได้
4. Mechanical stage เป็นเครื่องมือที่ติดอยู่บน stage ใช้สำหรับจับ slide
ให้เลื่อนไปมาทั้งทางซ้าย ทางขวา เลื่อนเข้าหาตัว และเลื่อนออกจากตัวผู้ใช้กล้องตามต้องการ
กล้องจุลทรรศน์บางรุ่นไม่มีเครื่องมือชิ้นนี้ แต่จะมี Spring clips (Stage clips) ซึ่งก็คือแผ่นเหล็กสปริงเล็ก ๆ
2 อัน ติดอยู่บน stage ใช้กดทับ slide ให้ตรึงแน่นกับแป้น
5. Coarse adjustment เป็นปุ่มขนาดใหญ่ ใช้หมุนจัดระยะใน
การโฟกัสหาภาพของวัตถุที่กำลังส่องดู เมื่อหมุนปุ่มนี้ไป – มา จะทำให้ stage เลื่อนออกห่างหรือเลื่อนเข้าใกล้
objective lens
6. Fine adjustment เป็นปุ่มขนาดเล็กใช้ช่วย coarse adjustment ในการโฟกัสให้ได้ภาพชัดเจนยิ่งขึ้น
fine adjustment อาจติดอยู่กับ coarse adjustment หรืออาจแยกกันอยู่คนละที่ แล้วแต่ชนิดของกล้อง
7. Abbe condenser หรือ Condenser เป็นเครื่องรวมแสงติดอยู่ใต้ stage ภายในประกอบด้วยเลนส์
หลายอันทำหน้าที่รวมแสงที่สะท้อนจากหลอดไฟ หรือจากกระจกเงา ให้มารวมกันที่รูกลมกลาง stage การเลื่อน
condenser ขึ้นลงเพื่อให้รวมแสงเข้าสู่กล้องมากหรือน้อยต้องอาศัย condenser adjustment knob แต่กล้อง
จุลทรรศน์บางรุ่นมี
condenser ที่ติดอยู่กับที่ไม่สามารถเคลื่อนขึ้นลงได้
8. Iris diaphragm เป็นชิ้นส่วนที่ทำหน้าที่ปรับปริมาณของแสงให้เข้าสู่ condenser
มากหรือน้อยตามต้องการ มีลักษณะเป็นคานเหล็กเล็ก ๆ ยื่นออกมาจากด้านข้างของ condenser
ใช้เลื่อนไปทางซ้ายและขวาเพื่อลดและเพิ่มปริมาณของแสง
9. Revolving nosepiece เป็นแป้นเหล็กแผ่นกลม ๆ ติดอยู่ที่ปลายด้านล่างของ body tube หรือ ocular
tube สามารถหมุนไปมาได้ เป็นที่ติดของ objective lens ที่มีกำลังขยายต่าง ๆ กัน
10. Objective lens หรือเลนส์วัตถุ เป็นเลนส์ที่อยู่ใกล้กับวัตถุที่ต้องการส่องดู
ทำหน้าที่ขยายภาพในขั้นแรก กล้องจุลทรรศน์โดยทั่วไปมี objective lens ติดอยู่กับ revolving nosepiece 3 อัน คือ
- อันกำลังขยายต่ำ (low power objective lens) มีกำลังขยาย 10 เท่า (10X)
- อันกำลังขยายสูง (high power objective lens) มีกำลังขยาย 40 เท่า (40X)
- อันใช้น้ำมัน (oil immersion objective lens) มีกำลังขยาย 100 เท่า (100X)
บน objective lens แต่ละอันนอกจากมีตัวเลขบอกกำลังขยายแล้ว ยังมีตัวเลขแสดง
ค่าของ N.A. หรือ Numerical aperture ซึ่งเป็นตัวเลขที่แสดงถึงประสิทธิภาพของเลนส์ objective
ในการที่จะทำให้เห็นรายละเอียดปลีกย่อยของสิ่งที่เราต้องการส่องดูอยู่ด้วย เลนส์ objective ที่มีค่า N.A.
สูงจะมีประสิทธิภาพสูง สามารถทำให้เห็นรายละเอียดของวัตถุที่ส่องดูได้ดีมากกว่าเลนส์ objective ที่มีค่า N.A. ต่ำ
- low power objective lens มีค่า N.A. = 0.25
- high power objective lens มีค่า N.A. = 0.65
- oil immersion objective lens มีค่า N.A. = 1.25
11. Ocular lens (Eyepiece) หรือเลนส์ตา เป็นเลนส์อันที่เรามองเข้าไปขณะใช้กล้องจุลทรรศน์ดูสิ่งของ
ทำหน้าที่ขยายภาพที่เกิดจาก objective lens อีกชั้นหนึ่ง มีลักษณะเป็นท่อนสั้น ๆ
ประกอบด้วยเลนส์ 2 อัน อันที่อยู่ด้านบนเรียกว่า eye lens เลนส์ที่อยู่ด้านล่างเรียกว่า field lens
ทั้งชิ้นส่วนนี้ติดอยู่ที่ปลายด้านบนสุดของ body tube สามารถจับหมุนไปมาได้ ocular lens
ที่ใช้กันอยู่ทั่ว ไปมีกำลังขยายเท่ากับ 10X หากใช้กำลังขยายของ ocular lens
มากเกินขอบเขตที่สามารถใช้ได้จะทำให้ไม่เห็นภาพในกล้องจุลทรรศน์
สูตร กำลังขยายมากที่สุดของ ocular lens = 1,000 x N.A. ของ objective lens กำลังขยายของ objective lens
12. Body tube (Ocular tube) เป็นชิ้นส่วนของกล้องที่ติดอยู่บน revolving nosepiece
ตอนบนเป็นที่ติดของ ocular lens ทำหน้าที่บังแสงจากภายนอกมิให้เข้าไปรบกวนกับทางเดินของแสงจากวัตถุเข้าสู่
ocular lens อาจจะมีเพียงกระบอกตาเดียว (monocular tube) หรือสองกระบอกตา (binocular tube)
13. Arm (Microscope stand) เป็นที่สำหรับให้มือจับในการเคลื่อนย้ายกล้องจุลทรรศน์
มีรูปร่างโค้งหรือหักศอก
1 ความคิดเห็น:
ก็ถือว่าทำดีแล้ว ขนาดไม่เคยทำนะเนี้ยะ*v*
แสดงความคิดเห็น