Εισαγωγή σε κάποιες γνώσεις σχετικά με το οπτικό μικροσκόπιο
Όργανο ή συσκευή που μεγεθύνει ένα μικροσκοπικό αντικείμενο ή ένα μικροσκοπικό μέρος ενός αντικειμένου σε υψηλή μεγέθυνση για παρατήρηση. Χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανική και αγροτική παραγωγή και στην επιστημονική έρευνα. Οι βιολόγοι και οι ιατροί χρησιμοποιούν επίσης πολύ μικροσκόπια στην επιχείρησή τους. Χωρίζεται ευρέως σε οπτικά μικροσκόπια και ηλεκτρονικά μικροσκόπια.
Το οπτικό μικροσκόπιο είναι ένα μικροσκόπιο που χρησιμοποιεί το ορατό φως ως πηγή φωτός. Τα συνηθισμένα οπτικά μικροσκόπια μπορούν να χωριστούν σε δύο μέρη: το οπτικό σύστημα και τη μηχανική συσκευή. Το οπτικό σύστημα περιλαμβάνει κυρίως προσοφθάλμιους φακούς, αντικειμενικούς φακούς, συμπυκνωτές, διαφράγματα και πηγές φωτός. Η μηχανική συσκευή περιλαμβάνει κυρίως το βαρέλι του φακού, τη στήλη καθρέφτη, τη σκηνή, τη βάση καθρέφτη, τη βίδα ρύθμισης πάχους και άλλα μέρη (Εικόνα 1). Η βασική οπτική αρχή του φαίνεται στο Σχήμα 2. Ο μικρός κυρτός φακός στα αριστερά του σχήματος αντιπροσωπεύει μια ομάδα φακών με μικρή εστιακή απόσταση, που ονομάζεται αντικειμενικός φακός. Ο μεγάλος κυρτός φακός στα δεξιά αντιπροσωπεύει μια ομάδα φακών με μεγάλη εστιακή απόσταση, που ονομάζεται προσοφθάλμιος. Το αντικείμενο που πρέπει να παρατηρηθεί (AB) τοποθετείται ελαφρώς έξω από το εστιακό σημείο (f1) του αντικειμενικού φακού. Το φως από το αντικείμενο σχηματίζει μια ανεστραμμένη μεγεθυμένη πραγματική εικόνα (Β'Α') ελαφρώς μέσα στην εστίαση του προσοφθάλμιου φακού (f2) αφού περάσει από τον αντικειμενικό φακό. Τα μάτια του παρατηρητή μεγεθύνουν περαιτέρω την πραγματική εικόνα (Β'Α') σε μια ανεστραμμένη εικονική εικόνα (Β"Α") μέσω του προσοφθάλμιου φακού.
Ο προσοφθάλμιος φακός βρίσκεται πάνω από την κάννη του μικροσκοπίου και γενικά αποτελείται από δύο κυρτούς φακούς. Εκτός από την περαιτέρω επέκταση της πραγματικής εικόνας που σχηματίζεται από τον αντικειμενικό φακό, περιορίζει επίσης το οπτικό πεδίο που παρατηρείται από τα μάτια. Σύμφωνα με τη μεγέθυνση, υπάρχουν τρία είδη προσοφθάλμιων που χρησιμοποιούνται συνήθως: 5 φορές, 10 φορές και 15 φορές.
Ο αντικειμενικός φακός βρίσκεται γενικά κάτω από την κάννη του μικροσκοπίου, κοντά στο αντικείμενο που παρατηρείται. Αποτελείται από 8 έως 10 φακούς. Η λειτουργία του είναι να μεγεθύνει (δημιουργεί μια μεγεθυμένη πραγματική εικόνα για το αντικείμενο), η δεύτερη είναι να διασφαλίζει την ποιότητα της εικόνας και η τρίτη είναι να αυξάνει την ανάλυση. Οι κοινώς χρησιμοποιούμενοι αντικειμενικοί φακοί μπορούν να χωριστούν σε χαμηλή μεγέθυνση (4×), μεσαία μεγέθυνση (10× ή 20×), υψηλή μεγέθυνση (40×) και αντικειμενικό φακό εμβάπτισης λαδιού (100×) ανάλογα με τη μεγέθυνση. Πολλαπλοί αντικειμενικοί φακοί είναι τοποθετημένοι στον τροχό αλλαγής καθρέφτη και ο αντικειμενικός φακός με διαφορετικά πολλαπλάσια μπορεί να επιλεγεί περιστρέφοντας το περιστρεφόμενο δίσκο όπως απαιτείται.
Η μεγέθυνση του μικροσκοπίου είναι το πολλαπλάσιο του προσοφθάλμιου φακού πολλαπλασιασμένο επί τον αντικειμενικό. Για παράδειγμα, εάν το προσοφθάλμιο είναι 10 φορές και ο αντικειμενικός φακός είναι 40 φορές, η μεγέθυνση είναι 40×10 φορές (μεγέθυνση 400 φορές). Ένα καλό μικροσκόπιο μπορεί να μεγεθύνει 2000 φορές και μπορεί να διακρίνει δύο σημεία σε απόσταση 1×10-5cm μεταξύ τους.
Όταν το λευκό φως διέρχεται από τον κυρτό φακό, το φως με μικρότερο μήκος κύματος (μπλε-μοβ) έχει μεγαλύτερη διάθλαση από το φως με μεγάλο μήκος κύματος (κόκκινο-πορτοκαλί). Επομένως, κατά την απεικόνιση, υπάρχουν διάφορα φάσματα γύρω από την εικόνα και υπάρχει ένας κύκλος μπλε ή κόκκινου φωτός. Αυτό το χρωματικό ελάττωμα ονομάζεται χρωματική εκτροπή. Λόγω των διαφορετικών γωνιών στις οποίες το φως εισέρχεται (και εξέρχεται) από τα διάφορα μέρη της επιφάνειας του φακού, το φως που διέρχεται από την περιφέρεια του φακού διαθλάται σε μεγαλύτερη γωνία από το φως που διέρχεται από το κέντρο του φακού. Επομένως, κατά την απεικόνιση εμφανίζονται θολές και παραμορφωμένες εικόνες γύρω από την περιφέρεια της εικόνας. Αυτό το ελάττωμα της καμπυλότητας της επιφάνειας απεικόνισης ονομάζεται σφαιρική εκτροπή. Μια σειρά κυρτών και κοίλων ομάδων φακών με διαφορετικά σχήματα, δομές και αποστάσεις συνεργάζονται μεταξύ τους για να διορθώσουν τη χρωματική εκτροπή και τη σφαιρική εκτροπή στο μέγιστο βαθμό, σχηματίζοντας μια φωτεινή, καθαρή και ακριβή εικόνα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο προσοφθάλμιος φακός ή ο αντικειμενικός φακός αποτελείται από ένα σύνολο φακών αντίστοιχα. Τέτοιοι φακοί ονομάζονται plan achromats.
Όταν το φως προβάλλεται από ένα μέσο (όπως αέρας) σε άλλο πιο πυκνό μέσο (όπως το γυαλί), θα κάμπτεται στην "κανονική γραμμή" (μια γραμμή κάθετη στη διεπαφή του μέσου), όπως η γραμμή BOA στο σχήμα 3. Όταν το φως εισέρχεται από ένα πυκνό μέσο (γυαλί) σε ένα μη πυκνό μέσο (αέρας), θα αποκλίνει από την «κανονική γραμμή», όπως η γραμμή AOB (Εικόνα 3α). Όταν το φως περάσει μέσα από το γυαλί του συμπυκνωτή (δείκτης διάθλασης 1,51) και εισέλθει στον αέρα, θα αποκλίνει και θα διαθλαστεί επίσης προς τα έξω, έτσι η ποσότητα του φωτός που εισέρχεται στον αντικειμενικό φακό μειώνεται σημαντικά και η ανάλυση της εικόνας μειώνεται επίσης. Όταν χρησιμοποιείτε αντικειμενικό φακό 100x, εάν γεμίσει λάδι μεταξύ του αντικειμενικού φακού και του γυαλιού καλύμματος (ο δείκτης διάθλασης είναι επίσης 1,51) για την απομόνωση του αέρα, το φως μπορεί να εισέλθει στον αντικειμενικό φακό σχεδόν χωρίς διάθλαση, γεγονός που αυξάνει τη φωτεινότητα και την ανάλυση του η εικόνα . Τέτοιοι στόχοι ονομάζονται στόχοι βύθισης λαδιού (Εικόνα 3β).
Ο συμπυκνωτής βρίσκεται κάτω από το στάδιο του μικροσκοπίου, το οποίο μπορεί να συγκλίνει το φως από την πηγή φωτός, να συγκεντρώσει το φως στο δείγμα και να κάνει το δείγμα να ακτινοβοληθεί ομοιόμορφα με μέτρια ένταση φωτός. Το κάτω άκρο του συμπυκνωτή είναι εξοπλισμένο με ένα στοπ ανοίγματος (διάφραγμα) για τον έλεγχο του πάχους της δέσμης.
Η πηγή φωτισμού του συνηθισμένου οπτικού μικροσκοπίου βρίσκεται κάτω από τον συμπυκνωτή, ο οποίος είναι ένας ειδικός ισχυρός λαμπτήρας με ομοιόμορφο φωτισμό και είναι εξοπλισμένος με μια μεταβλητή αντίσταση για την αλλαγή της έντασης του φωτός.
Δεδομένου ότι το φως της πηγής φωτός ενός συνηθισμένου οπτικού μικροσκοπίου μεταδίδεται από το κάτω μέρος του σώματος του φακού, διέρχεται από τον συμπυκνωτή, τον αντικειμενικό φακό και φτάνει στον προσοφθάλμιο προσοφθάλμιο φακό, το δείγμα που πρέπει να παρατηρηθεί πρέπει να κοπεί σε λεπτές φέτες με πάχος περίπου 6 μm που μπορεί να μεταδώσει φως στην ιατρική και βιολογική έρευνα. Και να λεκιάσει για να δείξει διαφορετικούς ιστούς και κύτταρα και άλλες λεπτές δομές. Η όλη διαδικασία επεξεργασίας ονομάζεται συμβατική τεχνική τομής ιστού, συμπεριλαμβανομένης της επιλογής των κατάλληλων υλικών ιστού, της στερέωσής τους με διάλυμα φορμαλδεΰδης (φορμαλίνη), αφυδάτωση με οινόπνευμα βήμα προς βήμα, ενσωμάτωση σε παραφίνη, κοπή του ιστού σε λεπτές φέτες με μικροτόμο και τοποθέτησή τους σε γυάλινες πλάκες και στη συνέχεια Μετά από χρώση με βαφή αιματοξυλίνης-ηωσίνης, οι πλάκες ιστού τοποθετήθηκαν τελικά σε κόλλα οπτικής ρητίνης. Οι προετοιμασμένες πλάκες ιστού μπορούν να αποθηκευτούν για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Ο προσοφθάλμιος και ο αντικειμενικός φακός του μικροσκοπίου τοποθετούνται και στα δύο άκρα του κυλίνδρου του φακού και η απόστασή τους είναι σταθερή. Τοποθετήστε τη διαφάνεια χαρτιού στη σκηνή και περιστρέψτε τη χονδροειδή βίδα ρύθμισης για να φέρετε τη σκηνή κοντά στον αντικειμενικό φακό. Η φέτα ιστού εισέρχεται στο εστιακό επίπεδο του αντικειμενικού φακού και η εικόνα ιστού στο δείγμα μπορεί να φανεί στον προσοφθάλμιο φακό. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε τη λεπτή βίδα ρύθμισης για να κάνετε την εικόνα στον προσοφθάλμιο φακό καθαρή για να την παρατηρήσετε. Κατά την αλλαγή της μεγέθυνσης, ο προσοφθάλμιος ή ο αντικειμενικός φακός πρέπει να αντικαθίστανται.
