Kính hiển vi quang học là một loại kính hiển vi sử dụng ánh sáng khả kiến để quan sát hình ảnh các vật thể nhỏ được phóng đại nhờ một hệ thống các thấu kính thủy tinh. Kính hiển vi quang học là dạng kính hiển vi đơn giản, lâu đời nhất và cũng là phổ biến nhất. Các kính hiển vi quang học cũ thường phải quan sát hình ảnh trực tiếp bằng mắt nhìn qua thị kính, nhưng các kính hiện đại hiện nay còn được gắn thêm các CCD camera hoặc các phim ảnh quang học để chụp ảnh.
Bằng chứng lịch sử ban đầu liên quan đến sự ra đời của kính hiển vi quang học là công bố về khả năng phóng đại các vật thể bằng các kính phóng đại trong cuốn Books of Optics vào năm 1021 bởi Ibn al-Haytham [Alhazen]. Sau khi cuốn sách này được xuất bản, Roger Bacon ở Anh quốc đã lý giải và mô tả cơ chế của việc phóng đại này vào thế kỷ 13, và dẫn đến sự phát triển của kính lúp phóng đại ở Italia [1].
Những kính hiển vi ban đầu được phát minh vào năm 1590 ở Middelburg, Hà Lan [2]. Ba người thợ tạo kính là Hans Lippershey [người đã phát triển các kính viễn vọng trước đó], Zacharias Janssen, cùng với cha của họ là Hans Janssen là những người đầu tiên xây dựng nên những kính hiển vi sơ khai. Năm 1625, Giovanni Faber là người xây dựng một kính hiển vi hoàn chỉnh đặt tên là Galileo Galilei [3].
Các cấu trúc của kính hiển vi quang học tiếp tục được phát triển tiếp theo đó, và kính hiển vi chỉ được sử dụng một cách phổ biến hơn ở Italia, Anh quốc, Hà Lan vào những năm 1660, 1670. Marcelo Malpighi ở Italia bắt đầu sử dụng kính hiển vi để nghiên cứu cấu trúc sinh học ở phổi. Đóng góp lớn nhất thuộc về nhà phát minh người Hà Lan Antoni van Leeuwenhoek, người đã phát triển kính hiển vi để tìm ra tế bào hồng cầu và tinh trùng và đã công bố các phát hiện này [4].
Hình ảnh một kính hiển vi với số đánh thể hiện vị trí các bộ phận.
Một kính hiển vi quang học gồm có nhiều bộ phận, có thể chia thành các phần như sau:
- Nguồn sáng;
- Hệ hội tụ và tạo chùm sáng song song;
- Giá mẫu vật;
- Vật kính [có thể là một thấu kính hoặc một hệ thấu kính] là bộ phận chính tạo nên sự phóng đại;
- Hệ lật ảnh [lăng kính, thấu kính];
- Thị kính là thấu kính tạo ảnh quan sát cuối cùng;
- Hệ ghi ảnh.
Như hình ảnh ở bên, các phần [theo đánh số] có thể được mô tả như sau:
1. Thị kính: Có thể từ một đến 2 thấu kính thủy tinh cho phép tạo ra ảnh cuối cùng của vật qua hệ quang học. Độ phóng đại của thị kính khá nhỏ, thường chỉ dưới 10x, và được lắp đặt trong một ống trụ, cho phép thay đổi dễ dàng.
2. Giá điều chỉnh vật kính hay còn gọi là đĩa quay gắn các vật kính có thể xoay đĩa để chuyển sang vật kính khác
3. Vật kính: là thấu kính quan trọng nhất của các hệ tạo ảnh nhờ thấu kính, là một [hoặc có thể là hệ nhiều thấu kính] có tiêu cự ngắn, cho phép phóng đại vật với độ phóng đại lớn. Nhờ có giá điều chỉnh, các vật kính khác nhau có thể xoay để thay đổi trị số phóng đại. Trên vật kính có thể ghi các trị số phóng đại 4x, 5x, 10x, 20x, 40x, 50x, 80x hay 100x. Trong một số vật kính đặc biệt, người ta có thể sử dụng dầu nhằm tăng độ phân giải của hệ thống.
4, 5. Giá vi chỉnh, cho phép điều chỉnh độ cao của mẫu vật để lấy nét trong quá trình tạo ảnh.
6. Giá đặt mẫu vật hay còn gọi là bàn kính.
7. Hệ thống đèn, gương... tạo ánh sáng để chiếu sáng mẫu vật.
8. Hệ thống khẩu độ, và các thấu kính hội tụ để hội tụ và tạo ra chùm sáng song song chiếu qua mẫu vật.
9. Vi chỉnh cho phép dịch chuyển mẫu vật theo chiều ngang để quan sát các phần khác nhau theo ý muốn.
Kính hiển vi quang học hoạt động hoàn toàn trên nguyên tắc khúc xạ ánh sáng qua hệ các thấu kính thủy tinh. Vật kính, là loại thấu kính có tiêu cự ngắn, là bộ phận chính tạo nên sự phóng đại ảnh của mẫu vật. Ảnh tạo ra qua thấu kính này là ảnh thật, và ngược chiều so với vật mẫu ban đầu. Ảnh được quan sát ở thị kính chỉ được lật đúng chiều nhờ hệ thấu kính [hoặc lăng kính] trung gian đóng vai trò hệ lật ảnh. Tùy theo cách thức quan sát, ghi nhận ảnh mà ảnh được tạo ra ở thị kính có thể là ảnh thật hoặc ảnh ảo. Ảnh này sẽ là ảnh ảo khi hệ thị kính được thiết kế để quan sát trực tiếp bằng mắt thường, hoặc sẽ là ảnh thật khi hệ thị kính được ghép vào các thiết bị ghi nhận như phim quang học hoặc CCD camera.
Độ phân giải của một hệ quang học là khả năng phân biệt các điểm không gian, được định nghĩa bằng khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất có thể phân biệt được nhờ hệ quang học này. Độ phân giải của kính hiển vi quang học bị quy định bởi khả năng phân giải của các thấu kính, mà ở đây bị giới hạn bởi hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng. Độ phân giải của kính hiển vi quang học sẽ bị giới hạn bởi bước sóng ánh sáng khả kiến và chỉ số khẩu độ:
d = λ 2 N A {\displaystyle d={\frac {\lambda }{2NA}}}với λ {\displaystyle \lambda } là bước sóng ánh sáng, NA là thông số khẩu độ. Vì thế, độ phân giải của các kính hiển vi quang học tốt nhất chỉ vào khoảng vài trăm nm. Ví dụ với hệ kính sử dụng ánh sáng xanh [λ = 550 nm], chỉ số khẩu độ đối với không khí là 0,95 hoặc có thể đạt cao nhất là 1,5 nếu sử dụng dầu. Như vậy, độ phân giải tốt nhất của hệ có thể đạt được khoảng dưới 200 nm. Có nghĩa là những điểm trong khoảng cách này sẽ không thể nào phân biệt được.
- Kính hiển vi đồng tiêu
- Kính hiển vi quang học quét trường gần
- Kính hiển vi huỳnh quang [Fluorescence microscope]
- Kính hiển vi quang phổ tử ngoại [Ultraviolet–visible spectroscopy]
- Kính hiển vi so sánh [Comparison microscope]
- Kính hiển vi đảo ngược [Inverted microscope]
- Kính hiển vi thạch học [Petrographic microscope]
- ^ Kriss, Timothy C.; Kriss, Vesna Martich [tháng 4 năm 1998], “History of the Operating Microscope: From Magnifying Glass to Microneurosurgery”, Neurosurgery, 42 [4]: 899–907, doi:10.1097/00006123-199804000-00116
- ^ Microscopes: Time Line
- ^ Stephen Jay Gould[2000]. The Lying Stones of Marrakech, ch.2 "The Sharp-Eyed Lynx, Outfoxed by ature". London: Jonathon Cape. ISBN 0224050443
- ^ see Wootton, David [2006] p. 119.
| Wikimedia Commons có thêm hình ảnh và phương tiện truyền tải về Kính hiển vi. |
- A collection of early microscopes
- Historical microscopes Lưu trữ 2007-04-19 tại Wayback Machine, an illustrated collection with more than 3000 photos of scientific microscopes by European makers [tiếng Đức]
- Metallurgical microscope [SubsTech - free and open knowledge source in Materials Engineering]
- Molecular Expressions, concepts in optical microscopy
- Online tutorial of practical optical microscopy
- Optical microscope videos Lưu trữ 2010-01-09 tại Wayback Machine
- Structure Magazine
- Microscopy Information Easily understandable articles relating to optics, techniques and specimen preparation.
- OpenWetWare
- CurrentProtocols Lưu trữ 2010-01-04 tại Wayback Machine
Lấy từ “//vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Kính_hiển_vi_quang_học&oldid=68170089”
Kính hiển vi là một dụng cụ khá dễ sử dụng bằng mắt thường, nhưng có rất nhiều chi tiết sẽ tạo ra sự khác biệt. Tất cả các bộ phận và yếu tố liên quan đến việc điều khiển ánh sáng và hình thành hình ảnh phóng đại đều được tìm thấy trong hệ thống quang học của kính hiển vi. Có rất nhiều các bộ phận của kính hiển vi phải được mô tả để hiểu đầy đủ về hoạt động.
Do đó, trong bài viết này, chúng tôi sẽ giới thiệu cho các bạn những bộ phận của kính hiển vi và các đặc điểm chính của nó.
Các bộ phận của kính hiển vi: hệ thống quang học
Hệ thống quang học là bộ phận quan trọng nhất của kính hiển vi. Chúng tôi không đề cập đến hệ thống chiếu sáng, mà lần lượt là hệ thống quang học. Chúng được phân loại để phân biệt giữa các phần tử chịu trách nhiệm làm lệch hướng hoặc xử lý ánh sáng và các phần tử giúp hỗ trợ cấu trúc giữa tất cả các bộ phận của thiết bị. Tất cả các bộ phận này là thành phần của hệ thống cơ khí. Hai yếu tố chính tạo nên hệ thống quang học của kính hiển vi là vật kính và thị kính. Toàn bộ hệ thống chiếu sáng cũng bao gồm một số bộ phận như chúng là tiêu điểm, màng ngăn, tụ điện và lăng kính quang học.
Nếu kính hiển vi có camera kỹ thuật số, nó cũng được coi là một phần của hệ thống quang học. Hãy xem từng bộ phận của kính hiển vi là gì. Đầu tiên là mục tiêu. Đó là về hệ thống điên rồ là nó nằm gần mẫu và nó là hệ thống cung cấp hình ảnh phóng đại. Độ phóng đại của thấu kính có một giá trị không đổi và là mối quan hệ giữa kích thước của ảnh và kích thước thực của vật cho chúng ta biết. Ví dụ: hãy tưởng tượng rằng chúng ta đặt kính hiển vi thành 40x. Điều này có nghĩa rằng Hình ảnh mà chúng ta nhìn thấy sẽ lớn hơn 40 lần so với hình ảnh của vật thể mà mẫu tồn tại.
Hình ảnh phóng to được gọi là hình ảnh thực. Hầu hết các kính hiển vi đều có các vật kính khác nhau để đạt được các mức độ phóng đại khác nhau. Hãy nhớ rằng kính hiển vi phải được điều chỉnh phù hợp với kích thước của các loại mẫu khác nhau. Sẽ có những mẫu lớn hơn và những mẫu nhỏ hơn. Những điều này làm cho nó cần thiết để điều chỉnh mục tiêu.
Một thông số khác xác định vật kính của kính hiển vi là khẩu độ số. Tham số này rất quan trọng vì nó là tham số xác định độ phân giải. Chỉ cần độ phân giải tốt chúng ta có thể nhìn thấy mẫu rõ ràng hơn.
Hãy phân tích các loại vật kính khác nhau có thể được tìm thấy trong kính hiển vi là gì:
- Vật kính thơm: Nó là đơn giản nhất và được sử dụng để sửa quang sai cầu trong màu xanh lá cây và quang sai màu trong xanh lam và đỏ.
- Mục tiêu tông màu: nó là loại thấu kính tiên tiến nhất và giúp hiệu chỉnh quang sai màu ở bốn màu. Nó cũng có thể giúp sửa quang sai hình cầu ở ba màu.
- Mục tiêu khô: Chúng là những loại đạt mức tăng vừa phải và được sử dụng nhiều hơn vì chúng rất dễ sử dụng. Chỉ có điều chúng được sử dụng trong phòng thí nghiệm thực hành của các cuộc đua đại học.
- Mục tiêu đầu tư: Chúng được thiết kế để có thể đạt được độ phóng đại và độ phân giải cao trên quy mô lớn. Chúng có khẩu độ số cao nhưng cần có thêm phương tiện để định vị nó giữa mẫu và thấu kính.
Các bộ phận của kính hiển vi: thị kính
Thị kính là bộ thấu kính mà qua đó chúng ta quan sát mẫu bằng mắt của mình. Ở đây chúng ta có thể thấy độ phóng đại thứ hai của hình ảnh. Vật kính tạo ra phần lớn độ phóng đại và góc là vật kính cung cấp độ lớn độ lớn nhỏ nhất có thể nằm trong khoảng từ 5x đến 10x a. Đừng quên điều đó ống kính tạo ra độ phóng đại 20x, 40x, 100x. Chúng ta cũng không nên quên rằng, độ phóng đại càng cao thì độ sắc nét càng khó xử lý.
Hệ thống thấu kính của mắt có nhiệm vụ phóng đại hình ảnh và hiệu chỉnh một số quang sai ở một mức độ nào đó. Những loại phổ biến có màng chắn để giảm phản xạ ánh sáng xuất hiện trên thấu kính. Có một số loại thị kính khác nhau. Được sử dụng nhiều nhất là thị kính dương và thị kính âm phổ biến. Điểm tích cực là những điểm mà ánh sáng đầu tiên đi qua màng chắn và sau đó đến thấu kính. Thị kính tiêu âm là thị kính mà màng chắn nằm giữa hai thấu kính.
Nguồn sáng và tụ điện
Chúng là hai bộ phận của một chiếc kính hiển vi rất thú vị. Nguồn sáng là yếu tố cần thiết mà bất kỳ kính hiển vi nào cũng phải có. Điều cần thiết là nó có thể phát ra ánh sáng cần thiết có thể làm sáng mẫu của chúng tôi. Tùy thuộc vào nguồn sáng tồn tại trong kính hiển vi, chúng ta có thể phân biệt giữa kính hiển vi ánh sáng truyền qua và kính hiển vi ánh sáng phản xạ. Đầu tiên là những chỗ thiếu ánh sáng dưới sân khấu. Giây là những giây chiếu sáng mẫu từ mặt trên của nó.
Kính hiển vi luôn hoạt động nhờ bóng đèn sợi đốt được tích hợp vào cấu trúc. Tuy nhiên, nó đã được cải tiến với công nghệ mới vì nó có một số nhược điểm. Đầu tiên là mức tiêu thụ năng lượng của những bóng đèn này. Thứ hai là lượng nhiệt mà chúng tỏa ra, gây khó khăn cho việc giữ các mẫu ở trạng thái tốt. Đừng quên điều đó Các thử nghiệm phải luôn được thực hiện với mẫu ở tình trạng tốt.
Đối với tụ điện, nó là một trong những bộ phận của kính hiển vi được chế tạo từ sự kết hợp của các thấu kính và hướng các tia sáng do nguồn sáng phát ra về phía mẫu. Nó nằm giữa sân khấu và nguồn sáng. Điều bình thường nhất là các tia sáng đi theo các đường phân kỳ. Vì vậy, tụ điện trở thành một yếu tố quan trọng để có thể có ảnh hưởng lớn đến chất lượng hình ảnh mà chúng ta sẽ thu được.
Tôi hy vọng rằng với những thông tin này, bạn có thể tìm hiểu thêm về các bộ phận của kính hiển vi và những đặc điểm chính của nó là gì.