مبدأ العمل وأجزاء المجهر المركب (مع المخططات)

قراءة هذه المادة للتعرف على مبدأ العمل وأجزاء من المجهر المركب مع المخططات!

مبدأ العمل:

المجهر الأكثر شيوعا للأغراض العامة هو المجهر المركب القياسي. إنه يضخم حجم الكائن من خلال نظام معقد لترتيب العدسات.

لديها سلسلة من العدستين. (1) العدسة الموضوعية القريبة من الكائن المطلوب مراقبته و (2) العدسة العينية أو العدسة التي يتم من خلالها رؤية الصورة بالعين. يمر الضوء من مصدر الضوء (مرآة أو مصباح كهربائي) من خلال كائن شفاف رفيع (الشكل 4.4).

تنتج العدسة الموضوعية صورة أولية "صورة حقيقية" مكبرة للجسم. يتم تكبير هذه الصورة مرة أخرى بواسطة العدسة العينية (العدسة) للحصول على "صورة افتراضية" مكبرة (الصورة النهائية) ، والتي يمكن رؤيتها بالعين من خلال العدسة. مع مرور الضوء مباشرة من المصدر إلى العين من خلال العدستين ، يكون مجال الرؤية مضاءً بالألوان الزاهية. ذلك هو السبب؛ إنه مجهر حقل مشرق.

أجزاء من مجهر مركب:

الأجزاء المجهرية المركبة من فئتين كما هو موضح أدناه:

(1) الأجزاء الميكانيكية:

هذه هي الأجزاء التي تدعم الأجزاء البصرية وتساعد في ضبطها لتركيز الجسم (الشكلان 4.5 و 4.6).

مكونات الأجزاء الميكانيكية هي كما يلي:

1. قاعدة أو حامل معدني:

المجهر كله يعتمد على هذه القاعدة. المرآة ، إن وجدت ، تم تركيبها عليها.

2. الركائز:

وهو عبارة عن زوج من الارتفاعات على القاعدة ، حيث يتم تثبيت جسم المجهر على القاعدة

3. مشترك الميل:

هو مفصل متحرك ، يتم من خلاله تثبيت جسم المجهر على القاعدة بواسطة الأعمدة. يمكن أن ينحني الجسم في هذا المفصل إلى أي موضع مائل ، كما هو مطلوب من قبل المراقب ، لتسهيل المراقبة. في النماذج الجديدة ، يتم تثبيت الجسم بشكل دائم على القاعدة في وضع مائل ، وبالتالي لا يحتاج إلى دعامة أو مفصل.

4. ذراع منحنية:

إنه هيكل منحني تحتفظ به الأعمدة. انها تحمل المرحلة ، وأنبوب الجسم ، وتعديل غرامة وتعديل الخشنة.

5. هيئة أنبوب:

هو عادة أنبوب عمودي يمسك العدسة في الأعلى و nosepiece الدوار مع الأهداف في القاع. ويطلق على طول أنبوب السحب "طول الأنبوب الميكانيكي" وهو عادة ما يتراوح من 140 إلى 180 مم (معظمه 160 ملم).

6. رسم أنبوب:

وهو الجزء العلوي من أنبوبة الجسم ، أضيق قليلا ، والتي يتم فيها تراجع العدسة أثناء المراقبة.

7. تعديل الخشنة:

وهو عبارة عن مقبض بآلية الحامل والترس لتحريك أنبوب الجسم لأعلى ولأسفل لتركيز الكائن في الحقل المرئي. بما أن دوران المقبض من خلال زاوية صغيرة يتحرك في أنبوبة الجسم من خلال مسافة طويلة بالنسبة للكائن ، فإنه يمكنه إجراء تعديل خشن. في المجاهر الحديثة ، فإنه يحرك مرحلة صعودا وهبوطا ويتم تثبيت أنبوب الجسم في الذراع.

8. الضبط الدقيق:

وهو مقبض صغير نسبيا. يمكن لدورانه من خلال زاوية كبيرة تحريك أنبوب الجسم فقط من خلال مسافة عمودية صغيرة. يتم استخدامه لإجراء الضبط الدقيق للحصول على الصورة النهائية الواضحة. في المجاهر الحديثة ، يتم إجراء الضبط الدقيق بتحريك المرحلة لأعلى ولأسفل بواسطة الضبط الدقيق.

9. المرحلة:

إنها منصة أفقية تسقط من الذراع المنحنية. يحتوي على ثقب في المركز ، يتم وضع الكائن الذي سيتم عرضه على شريحة. الضوء من مصدر الضوء أسفل المرحلة يمر من خلال الكائن إلى الهدف.

10. المرحلة الميكانيكية (المحرك الشريحة):

المرحلة الميكانيكية تتكون من اثنين من المقابض مع آلية الجرس والترس. يتم قص الشريحة التي تحتوي على الكائن وتحريكها على المنصة في بعدين عن طريق تدوير المقابض ، وذلك لتركيز الجزء المطلوب من الكائن.

11. الدوائية Nosepiece:

وهو عبارة عن قرص قابل للدوران في الجزء السفلي من أنبوبة الجسم مع ثلاثة أو أربعة أهداف مشدود إليها. الأهداف لها قوى تكبير مختلفة. استنادًا إلى التكبير المطلوب ، يتم تدوير العصارة ، بحيث يبقى الهدف المحدد للتكبير المطلوب متماشياً مع مسار الضوء.

(2) الأجزاء البصرية:

وتشارك هذه الأجزاء في تمرير الضوء من خلال الكائن وتعظيم حجمه.

تتضمن مكونات الأجزاء البصرية ما يلي:

1. مصدر الضوء:

تحتوي المجاهر الحديثة على مصدر ضوء كهربائي مدمج في القاعدة. يتم توصيل المصدر بالتيار الكهربائي من خلال منظم ، يتحكم في سطوع المجال. ولكن في النماذج القديمة ، يتم استخدام مرآة كمصدر للضوء. يتم تثبيته إلى القاعدة بواسطة بنكل ، يمكن من خلاله تدويره ، وذلك من أجل تقريب الضوء على الكائن. المرآة هي الطائرة على جانب واحد ومقعر من جهة أخرى.

يجب استخدامه بالطريقة التالية:

(ا) مكثف الحاضر:

يجب استخدام جانب الطائرة فقط من المرآة ، حيث يقوم المكثف بتجميع أشعة الضوء.

(ب) المكثف الغائب:

(ط) ضوء النهار:

الطائرة أو مقعر (الطائرة أسهل)

(2) ضوء اصطناعي صغير:

هدف الطاقة العالية: جانب الطائرة

الهدف منخفض الطاقة: جانب مقعر

2. الحجاب الحاجز:

إذا كان الضوء القادم من مصدر الضوء لامعًا ، وكل الضوء يسمح له بالمرور إلى الكائن من خلال المكثف ، فإن الكائن يتوهج ببراعة ولا يمكن تصويره بشكل صحيح. لذلك ، يتم تثبيت الحجاب الحاجز القزحية أسفل المكثف للتحكم في كمية الضوء الداخلة في المكثف.

3. المكثف:

يقع مكثف المكثف أو المرحلة الفرعية بين مصدر الضوء والمرحلة. لديها سلسلة من العدسات لتتقارب على الجسم ، أشعة الضوء القادمة من مصدر الضوء. بعد المرور عبر الكائن ، تدخل أشعة الضوء إلى الهدف.

وتسمى طاقة "التكثيف الضوئي" أو "تلاقي الضوء" أو "تجميع الضوء" للمكثف بـ "الفتحة الرقمية للمكثف". وبالمثل ، فإن قدرة "تجميع الضوء" لأي هدف تسمى "الفتحة العددية للهدف". إذا قام المكثف بتجميع الضوء بزاوية واسعة ، فإن فتحة العد الرقمي تكون أكبر والعكس صحيح.

إذا كان المكثف يحتوي على فتحة عددية بحيث يرسل الضوء من خلال الكائن بزاوية كبيرة بما يكفي لملء عدسة العدسة الخلفية للهدف ، يُظهر الهدف أعلى فتحة عددية (الشكل 4.7). معظم المكثفات الشائعة لها الفتحة العددية 1.25.

إذا كانت الفتحة العددية للمكثف أصغر من فتحة الهدف ، فإن الجزء المحيطي من العدسة الخلفية للهدف ليس مضاءً ، وتكون الصورة ضعيفة الرؤية. من ناحية أخرى ، إذا كانت الفتحة العددية للمكثف أكبر من عدسة الهدف ، فقد تستقبل العدسة الخلفية الكثير من الضوء مما يؤدي إلى انخفاض في التباين.

هناك ثلاثة أنواع من المكثفات على النحو التالي:

(أ) مكثف Abbe (الفتحة العدسية = 1.25): يستخدم على نطاق واسع.

(ب) مكثف متغاير التركيز (الفتحة العددية = 1.25)

(ج) مكثف الوني (الفتحة العددية = 1.40): تم تصحيحه لكل من انحراف كروي ولوني ، ويستخدم في المجاهر البحثية والتصوير المجهري.

4. الهدف:

إنها العدسة الأكثر أهمية في المجهر. عادة ما تكون ثمل ثلاثة أهداف مع القوى المكبرة مختلفة إلى nosepiece الدوار.

الأهداف هي:

(أ) هدف الطاقة المنخفضة (س 10):

وتنتج عشرة أضعاف تكبير الكائن.

(ب) الهدف الجاف العالي (X 40):

يعطي تكبير أربعين مرة.

(ج) هدف الغمر بالنفط (X100):

إنه يعطي التكبير لمائة مرة ، عندما يملأ الزيت الغمر المساحة بين الهدف والهدف

هدف المسح (X4) اختياري. تم حفر التكبير الأساسي (X4 ، X10 ، X40 أو X100) التي يوفرها كل هدف على البرميل. الهدف الغمر بالنفط له خاتم محفور عليه باتجاه طرف البرميل.

حل قوة الهدف:

إنها قدرة الهدف على حل كل نقطة على كائن الدقيقة إلى نقاط متباعدة على مسافات كبيرة ، بحيث يمكن رؤية النقاط الموجودة في الصورة على أنها منفصلة ومتميزة عن بعضها البعض ، وذلك للحصول على صورة واضحة غير واضحة.

قد يبدو أنه يمكن الحصول على تكبير عالٍ باستخدام عدد أكبر من العدسات عالية الطاقة. على الرغم من أن الصورة المكبّرة للغاية التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة هي صورة غير واضحة. وهذا يعني أنه لا يمكن العثور على كل نقطة في الكائن كنقطة منفصلة ومميزة منفصلة على الصورة.

مجرد زيادة في الحجم (تكبير أكبر) دون القدرة على تمييز التفاصيل الهيكلية (قرار أكبر) هي ذات قيمة قليلة. ولذلك ، فإن القيد الأساسي في الميكروسكوبات الضوئية ليس من حيث التكبير ، بل في القدرة على حل ، القدرة على التمييز بين نقطتين متجاورتين كمفصلتين ومتميزتين ، أي حل المكونات الصغيرة في الكائن إلى تفاصيل دقيقة في الصورة.

قوة حل هي وظيفة من عاملين على النحو المبين أدناه:

(ا) الفتحة العددية (غير متوفر)

(ب) الطول الموجي للضوء (λ)

(أ) الفتحة الرقمية:

الفتحة العدديّة هي قيمة عدديّة تتعلّق بقطر العدسة الموضوعيّة بالنسبة لطولها البؤري. وبالتالي ، فهو مرتبط بحجم الفتحة السفلى للهدف ، الذي يدخل من خلاله الضوء. في المجهر ، يركز الضوء على الجسم كقلم ضوئي ضيق ، من حيث يدخل في الهدف كقلم رصاص متباعد (الشكل 4.8).

إن الزاوية 9 التي يقابلها المحور البصري (الخط الذي ينضم إلى مراكز جميع العدسات) والأشعة الخارجية التي لا يزال يغطيها الهدف هي مقياس للفتحة المسماة "زاوية الفتحة النصفية".

إن القلم العريض للضوء الذي يمر عبر الكائن "يحل" النقاط الموجودة في الكائن إلى نقاط متباعدة على العدسة ، بحيث يمكن للعدسة أن تنتج هذه النقاط على أنها منفصلة ومتميزة على الصورة. هنا ، تجمع العدسة مزيدًا من الضوء.

من ناحية أخرى ، لا يستطيع قلم الضوء الضيق "حل" النقاط الموجودة في الكائن إلى نقاط متباعدة على العدسة ، بحيث تنتج العدسة صورة غير واضحة. هنا ، تجمع العدسة ضوءًا أقل. وهكذا ، كلما زاد عرض قلم الضوء للدخول في الهدف (29) ، كلما زادت "قوة حلها".

إن الفتحة العددية لهدف ما هي سعة تجميع الضوء التي تعتمد على موقع الزاوية 8 ومعامل الانكسار للوسط الموجود بين الجسم والهدف.

الفتحة العددية (na) = n sin θ

أين،

n = معامل الانكسار للوسط بين الكائن والهدف و

Half = نصف زاوية الفتحة

بالنسبة إلى الهواء ، تكون قيمة "n" هي 1.00. عندما تكون المسافة بين الطرف السفلي للهدف والشريحة التي تحمل الجسم هي الهواء ، تنثني الأشعة المنبثقة من الشريحة الزجاجية في هذا الهواء أو تنكسر ، بحيث لا يمر جزء منها في الهدف. وبالتالي ، فإن فقدان بعض الأشعة الضوئية يقلل من الفتحة العددية ويقلل من قوة الحل.

ومع ذلك ، عندما يتم ملء هذا الفضاء بزيت غمر ، يحتوي على معامل انكسار أكبر (n = 1.56) من الهواء (n = 1.00) ، تنكسر أشعة الضوء أو تنحني أكثر نحو الهدف. وهكذا ، يدخل المزيد من أشعة الضوء إلى الهدف ويتم الحصول على دقة أكبر. في هدف غمر الزيت ، الذي يوفر أعلى معدل للتكبير ، يكون حجم الفتحة صغيرًا جدًا.

لذلك ، فإنه يحتاج إلى الانحناء لمزيد من الأشعة في الفتحة ، بحيث يمكن حل الكائن بشكل واضح. ولهذا السبب ، يتم استخدام زيوت الغمر ، مثل زيت خشب الأرز والبارافين السائل لملء الفجوة بين الهدف والهدف ، مع استخدام هدف الغمر في الزيت.

(ب) طول موجة الضوء (λ):

الأصغر هو الطول الموجي للضوء (λ) ، كلما زادت قدرته على حل النقاط على الكائن إلى تفاصيل دقيقة واضحة المعالم في الصورة. وبالتالي ، الأصغر هو الطول الموجي للضوء ، كلما زادت قوة حلها.

حد حل الهدف (د):

الحد من دقة الهدف (د) هو المسافة بين أي نقطتين أقرب على الكائن المجهري ، والتي يمكن حلها إلى نقطتين منفصلتين ومميزتين على الصورة الموسع.

لا يمكن حل النقاط التي تحتوي على مسافة بين أقل من "d" أو كائنات أصغر من "d" في نقاط منفصلة على الصورة. إذا كانت قوة حل عالية ، يمكن اعتبار نقاط قريبة جدا من بعضها البعض واضحة ومتميزة.

وبالتالي ، فإن حد الدقة (المسافة بين نقطتي الحل) أصغر. لذلك ، يمكن رؤية الكائنات الصغيرة أو التفاصيل الدقيقة ، عندما يكون أصغر. يتم الحصول على "d" الأصغر عن طريق زيادة القدرة المحسّنة ، والتي يتم الحصول عليها بدورها باستخدام طول موجي أقصر للضوء (λ) وفتحة عددي أكبر.

الحد من القرار = د = λ / 2 غ

أين،

Wave = طول موجة الضوء و

na = العد العددي للهدف.

إذا كانت λ _green = 0.55 p و na = 1.30 ، ثم d = λ / 2 na = 0.55 / 2 X 1.30 = 0.21 µ. لذلك ، فإن أصغر التفاصيل التي يمكن أن يراها الميكروسكوب الضوئي العادي هي الحصول على البعد بحوالي 0.2 µ. لا يمكن حل الكائنات الصغيرة أو التفاصيل الدقيقة من هذا في المجهر المركب.

5. العدسة:

العدسة عبارة عن طبلة ، والتي تتناسب بشكل ضعيف مع أنبوب السحب. إنه يضخم الصورة الحقيقية المكبرة التي تشكلت من الهدف إلى صورة افتراضية لا تزال مكبرة إلى حد كبير لتراها العين (الشكل 4.9).

عادة ، يتم توفير كل مجهر مع نوعين من العدسات مع قوى مكبرة مختلفة (X10 و X25). اعتمادا على التكبير المطلوب ، يتم إدخال واحد من العدستين في أنبوب السحب قبل المشاهدة. عادة ما تتوفر ثلاثة أنواع من العدسات.

هم Huygenian ، الطائرة الفائقة والتعويض. من بينها ، يستخدم على نطاق واسع جدا Huygenian وكفاءة لتكبير منخفضة. في هذه العدسة ، تم إصلاح عدستين بسيطتين محدبتين بلانو ، أحدهما فوق والآخر تحت مستوى الصورة للصورة الحقيقية التي شكلتها الهدف.

تواجه الأسطح المحدبة لكلا العدستين إلى أسفل. وتسمى العدسة نحو الهدف "عدسة المجال" وتلك التي تميل نحو العين "عدسة العين". تخرج الأشعة بعد المرور من خلال عدسة العين من خلال منطقة دائرية صغيرة تعرف باسم قرص رام-دن أو نقطة العين ، حيث يتم مشاهدة الصورة من قبل العين.

التكبير الكلي:

التكبير الكلي الذي تم الحصول عليه في المجهر المركب هو نتاج التكبير الموضوعي وتكبير العين.

M _t = M _ob XM _oc

أين،

M _t = التكبير الكلي ،

M _ob = التكبير الموضوعي و

M _oc = تكبير العين

إذا كان التكبير الذي تم الحصول عليه بواسطة الهدف (M _ob ) هو 100 و ذلك بواسطة العين (M _oc ) هو 10 ، فإن التكبير الكلي (M _t ) = M _ob XM _oc = 100 X 10 = 1000. وبالتالي ، سيظهر كائن lq كـ 1000 µ.

التكبير مفيدة:

هذا هو التكبير الذي يجعل من مرئية أصغر جسيمات قابلة للحل. التكبير مفيد في المجهر الضوئي بين X1000 و X2000. أي تكبير لما بعد X2000 يجعل الصورة غير واضحة.