المجهر الضوئي المركب هو أداة متقدمة تستخدم لتكبير الكائنات الدقيقة، ويتمتع بتقنية العدسات المركبة والمرايا، مما يجعله مناسبًا لفحص العينات في مجالات العلوم البيولوجية والدراسات الدقيقة الأخرى.
سنقوم في هذا المقال بالتعرف على الأجزاء المختلفة للمجهر الضوئي المركب، بالإضافة إلى وظائفها الأساسية وأهميتها في الأبحاث العلمية والتحليلات الطبية المعملية.
أجزاء المجهر الضوئي المركب ووظائفها
يتكون المجهر الضوئي المركب من عدة أجزاء أساسية، تشمل ما يلي:
- الذراع: تستخدم في رفع المجهر ونقله بسهولة بين المواقع.
- القاعدة: هي الجزء الذي يستقر عليه المجهر عند وضعه على الطاولة.
- المنصة: هي المكان المخصص لوضع الشريحة، وتشتمل على مرفقين لتثبيت الشريحة، مع وجود فتحة وسطية تسمح بمرور الضوء.
- الضابط الكبير: يستخدم لتحريك الشريحة يمينًا ويسارًا، مما يسهل عملية الفحص الشامل.
- الضابط الصغير: يساعد في ضبط حركة المنصة بدقة دون الحاجة لرؤية الحركة.
- ضابط حركة المكثف: يتيح التحكم في موضع المكثف.
- الحجاب القزحي: يعمل على تنظيم كمية الضوء التي تصل إلى المكثف.
- مفتاح كهربائي: يُستخدم لتشغيل المجهر وإضاءة مصدر الضوء.
- العدسات العينية: عدسات أمام عيني الفاحص.
- العدسات الشيئية: تتكون عادة من ثلاث إلى أربع عدسات، تُركب على القرص لتحريك الأشياء المراد فحصها.
- المكثف: يوجد أسفل المنصة ويسهم في تجميع الأشعة الضوئية وتركيزها على الشريحة.
- مصدر ضوئي: يمثل مصدر الضوء الكهربائي المثبت على قاعدة المجهر.
تاريخ اكتشاف المجاهر الضوئية
ارتبط اكتشاف المجاهر الضوئية بشكل وثيق باكتشاف العدسات.
على الرغم من عدم وجود تاريخ محدد لاكتشاف العدسات، إلا أن أقدم مثال معروف هو عدسة النمرود، وهنا بعض المعلومات حولها:
- عدسة النمرود من الكريستال، تعود لعام 750 قبل الميلاد.
- استُخدمت العدسات منذ زمن بعيد، ولكن تم اكتشاف المجهر في عام 1590 ميلادي.
- اكتشفها العالم الهولندي زاكرياس يانسن، حيث كانت تتكون من ثلاثة أنابيب.
- الأول الذي استخدم المجهر هو عالم الأحياء روبرت هوك في عام 1667 ميلادي.
- أدخل هوك العديد من التعديلات التي أدت إلى تطوير المجهر الضوئي المركب المستخدم اليوم.
- في عام 1870، شهد المجهر الإلكتروني العديد من التحسينات.
- استخدم العالم إرنست آبي معادلة انحراف الضوء لإجراء تغييرات مهمة.
- أكد آبي أن عملية التكبير تحت العدسة ليست مرتبطة بنوع العدسات، بل بسلوك الضوء نفسه.
- أجرى العلماء لاحقاً تجارب متعددة في مجال الضوء مما حسّن من جودة التكبير.
كيفية استخدام المجهر الإلكتروني المركب
هناك مجموعة من الخطوات العلمية يجب اتباعها عند استخدام المجهر الضوئي المركب، وهي كالتالي:
- يجب استخدام الذراع لتحريك المجهر بكلتا اليدين وليس بيد واحدة.
- يفضل تنظيف المجهر جيدًا باستخدام ورق مبلل بمحلول التنظيف، خاصة العدسات، بما في ذلك العدسة الزيتية.
- ينبغي تنظيف العدسة الزيتية دائمًا بعد الفحص باستخدام قطعة قماش جافة، وتغطيتها بعد الاستخدام لحمايتها من الغبار.
- يجب الحرص على عدم وصول الزيت إلى العدسات غير الزيتية، وتجنب ترك الضوء مشتعلاً بعد الانتهاء.
- قم بإجراء اختبار لمعرفة ما إذا كانت العدسة الشيئية نظيفة عن طريق تحريك الشريحة؛ إذا اختفى الغبار، فهذا يدل على ضرورة تنظيف العدسة.
- عند فحص العينة، يجب تحريك الشريحة يمينًا ويسارًا لضمان فحص دقيق لمحتوياتها.
- تحديد العدسة المستخدمة في الفحص وتسمى العدسة العينية بدقة.
- تأمين إضاءة المجهر وضبط المكثف، وتأكد من أن الشريحة في وضع صحيح يسهل عملية الفحص.
- ضبط الفتحة الخاصة بالمكثف إذا كنت تستخدم العدسة الشيئية.
أبرز استخدامات المجهر المركب
يبرز استخدام المجهر الضوئي المركب في مجالات علمية متعددة، بما في ذلك:
دراسة الهيكل الذري
- يمكن للمجهر الضوئي المتقدم دراسة وفحص الأسطح الذرية الفردية بدقة عالية.
فحص الأدلة الجنائية
- المتخصصون يجمعون الأدلة من مواقع الجرائم، التي تحتوي على معلومات حيوية غير مرئية بالعين المجردة.
تحليل الأنسجة
-
العلماء يستخدمون المجهر لدراسة الأنسجة والخلايا الحية.
- باستخدام عينة من نسيج حي، يمكن للمجهر بالتعاون مع معدات أخرى تحديد نوع النسيج، خصوصًا في حالة الأورام السرطانية.
التعرف على صحة الأنظمة البيئية
-
العلماء في مجال الأحياء البيئية يقومون بمراقبة سلامة الأنظمة الإيكولوجية.
- مثل استخدام المجهر للتعرف على أنواع الكائنات الحية وأعدادها في مواقع معينة على مدى الزمن.
التعرف على دور البروتين في الخلية
- المجهر الضوئي يعتبر أداة أساسية لدراسة وظائف البروتين داخل الخلايا الحية.
فحص العينات الدموية والبولية
- تساعد هذه الفحوصات في كشف مشاكل الكلى أو الخلل في تركيب خلايا الدم في الجسم.
أهمية المجاهر الضوئية
تلعب المجاهر الضوئية دورًا محوريًا في العلوم، حيث تسهم في دراسة الخلايا الحية وبنية الكائنات الحية.
وتتمثل أهميتها في العديد من الجوانب:
- تعتبر من المعدات الأساسية لأي طبيب يقوم بفحص الأنسجة والعينات البيولوجية في المختبرات.
- تساعد العلماء على اكتشاف الكائنات الحية الدقيقة.
- توفر وسيلة للتعرف على الأجزاء غير المرئية بالعين في الحيوانات والنباتات والفطريات.
- تتمتع بقدرة فائقة على خلق دوائر كهربائية دقيقة على سطح رقائق السيليكون.
- تُعتبر المجاهر المستخدمة في المسح الضوئي أكثر تعقيدًا وتركيبًا بالمقارنة مع المجاهر الضوئية العادية.
- تؤدي دورًا حيويًا في اكتشاف وتشخيص الأمراض المختلفة في المستشفيات حول العالم.
- تساعد في تكبير العينات الدموية لفحص وجود الملاريا، وهي فقط قابلة للكشف عبر المجهر الضوئي.