Thuật ngữ "kính hiển vi" có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp. Nó bao gồm hai từ, trong bản dịch có nghĩa là "nhỏ" và "nhìn". Vai trò chính của kính hiển vi là sử dụng nó khi kiểm tra các vật thể rất nhỏ. Đồng thời, thiết bị này cho phép bạn xác định kích thước và hình dạng, cấu trúc và các đặc điểm khác của cơ thể mà mắt thường không nhìn thấy được.
Lịch sử Sáng tạo
Không có thông tin chính xác về ai là người phát minh ra kính hiển vi trong lịch sử. Theo một số nguồn tin, nó được thiết kế vào năm 1590 bởi cha con Janssen, một bậc thầy về sản xuất kính. Một ứng cử viên khác cho danh hiệu nhà phát minh ra kính hiển vi là Galileo Galilei. Vào năm 1609, nhà khoa học này đã trình bày một thiết bị có thấu kính lồi và lõm cho công chúng xem tại Accademia dei Lincei.
Qua nhiều năm, hệ thống xem các vật thể siêu nhỏ đã phát triển và cải tiến. Một bước tiến lớn trong lịch sử của nó là việc phát minh ra một thiết bị hai thấu kính có thể điều chỉnh tiêu sắc đơn giản. Hệ thống này được giới thiệu bởi Christian Huygens, người Hà Lan vào cuối những năm 1600. Thị kính của nhà phát minh nàyđang được sản xuất ngày hôm nay. Hạn chế duy nhất của họ là không đủ độ rộng của trường nhìn. Ngoài ra, so với các thiết bị hiện đại, thị kính Huygens có vị trí không thoải mái cho mắt.
Một đóng góp đặc biệt cho lịch sử của kính hiển vi là do nhà sản xuất dụng cụ Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723) thực hiện. Chính ông là người đã thu hút sự chú ý của các nhà sinh vật học tới thiết bị này. Leeuwenhoek đã tạo ra các sản phẩm cỡ nhỏ được trang bị một ống kính nhưng rất mạnh. Thật bất tiện khi sử dụng các thiết bị như vậy, nhưng chúng không làm tăng gấp đôi các khuyết tật hình ảnh có trong kính hiển vi phức hợp. Các nhà phát minh đã có thể sửa chữa thiếu sót này chỉ sau 150 năm. Cùng với sự phát triển của quang học, chất lượng hình ảnh trong các thiết bị composite đã được cải thiện.
Việc cải tiến kính hiển vi vẫn tiếp tục ngày nay. Vì vậy, vào năm 2006, các nhà khoa học Đức làm việc tại Viện Hóa lý Sinh học, Mariano Bossi và Stefan Hell, đã phát triển chiếc kính hiển vi quang học mới nhất. Do khả năng quan sát các vật thể có kích thước 10 nm và hình ảnh 3D chất lượng cao ba chiều, thiết bị này được gọi là kính nano.
Phân loại kính hiển vi
Hiện tại, có rất nhiều loại dụng cụ được thiết kế để kiểm tra các vật thể nhỏ. Nhóm của chúng dựa trên các tham số khác nhau. Đây có thể là mục đích của kính hiển vi hoặc phương pháp chiếu sáng được sử dụng, cấu trúc được sử dụng cho thiết kế quang học, v.v.
Nhưng, theo quy luật, các loại kính hiển vi chínhđược phân loại theo độ phân giải của các vi hạt có thể được nhìn thấy bằng cách sử dụng hệ thống này. Theo cách phân chia này, kính hiển vi là:
- quang học (ánh sáng);
-điện tử;
-tia X; -đầu dò quét.
Các loại kính hiển vi được sử dụng rộng rãi nhất thuộc loại ánh sáng. Nhiều lựa chọn của họ có sẵn trong các cửa hàng quang học. Với sự trợ giúp của các thiết bị như vậy, các nhiệm vụ chính của việc nghiên cứu một đối tượng được giải quyết. Tất cả các loại kính hiển vi khác được xếp vào loại chuyên dụng. Việc sử dụng chúng thường được thực hiện trong phòng thí nghiệm.
Mỗi loại thiết bị trên đều có các phân loài của nó, được sử dụng trong một khu vực cụ thể. Ngoài ra, ngày nay có thể mua kính hiển vi học đường (hoặc kính hiển vi giáo dục), là một hệ thống cấp nhập cảnh. Cung cấp cho người tiêu dùng và các thiết bị chuyên nghiệp.
Đơn
Kính hiển vi để làm gì? Mắt người, là một hệ thống quang học loại sinh học đặc biệt, có một mức độ phân giải nhất định. Nói cách khác, có khoảng cách nhỏ nhất giữa các đối tượng quan sát khi chúng vẫn có thể được phân biệt. Đối với mắt bình thường, độ phân giải này nằm trong khoảng 0,176 mm. Nhưng kích thước của hầu hết các tế bào động vật và thực vật, vi sinh vật, tinh thể, cấu trúc vi mô của hợp kim, kim loại, v.v. nhỏ hơn nhiều so với giá trị này. Làm thế nào để nghiên cứu và quan sát các đối tượng đó? Đây là nơi có nhiều loại kính hiển vi hỗ trợ con người. Ví dụ, các thiết bị loại quang học giúp nó có thể phân biệt các cấu trúc trong đó khoảng cáchgiữa các phần tử tối thiểu là 0,20 µm.
Kính hiển vi hoạt động như thế nào?
Thiết bị giúp mắt người có thể kiểm tra các vật thể cực nhỏ, có hai yếu tố chính. Chúng là thấu kính và thị kính. Các bộ phận này của kính hiển vi được cố định trong một ống có thể di chuyển được nằm trên một đế kim loại. Nó cũng có một bảng chủ đề.
Các loại kính hiển vi hiện đại thường được trang bị hệ thống chiếu sáng. Đặc biệt, đây là một tụ điện có màng ngăn mống mắt. Một bộ thiết bị phóng đại bắt buộc là các vít vi mô và macro, dùng để điều chỉnh độ sắc nét. Thiết kế của kính hiển vi cũng cung cấp sự hiện diện của một hệ thống kiểm soát vị trí của tụ điện.
Trong các kính hiển vi chuyên dụng, phức tạp hơn, các hệ thống và thiết bị bổ sung khác thường được sử dụng.
Tròng
Tôi muốn bắt đầu mô tả về kính hiển vi bằng một câu chuyện về một trong những bộ phận chính của nó, đó là từ thấu kính. Chúng là một hệ thống quang học phức tạp làm tăng kích thước của vật thể được đề cập trong mặt phẳng ảnh. Thiết kế của các thấu kính bao gồm toàn bộ hệ thống không chỉ đơn lẻ mà còn được dán hai hoặc ba thấu kính.
Độ phức tạp của một thiết kế cơ-quang học như vậy phụ thuộc vào phạm vi nhiệm vụ phải được giải quyết bởi một hoặc một thiết bị khác. Ví dụ: kính hiển vi phức tạp nhất có tới mười bốn thấu kính.
Bao gồm trong ống kínhlà phần phía trước và các hệ thống theo sau nó. Cơ sở nào để xây dựng một hình ảnh có chất lượng mong muốn, cũng như xác định trạng thái hoạt động? Đây là một ống kính phía trước hoặc hệ thống của chúng. Các bộ phận tiếp theo của ống kính được yêu cầu để cung cấp độ phóng đại, độ dài tiêu cự và chất lượng hình ảnh cần thiết. Tuy nhiên, việc thực hiện các chức năng như vậy chỉ có thể thực hiện được khi kết hợp với ống kính phía trước. Điều đáng nói là thiết kế của phần tiếp theo ảnh hưởng đến chiều dài của ống và chiều cao của ống kính của máy.
Thị kính
Các bộ phận này của kính hiển vi là một hệ thống quang học được thiết kế để xây dựng hình ảnh hiển vi cần thiết trên bề mặt võng mạc của mắt người quan sát. Thị kính chứa hai nhóm thấu kính. Cái gần nhất với mắt của nhà nghiên cứu được gọi là mắt, và cái xa nhất được gọi là trường (với sự trợ giúp của nó, ống kính sẽ xây dựng hình ảnh của đối tượng được nghiên cứu).
Hệ thống chiếu sáng
Kính hiển vi có thiết kế phức tạp gồm màng chắn, gương và thấu kính. Với sự trợ giúp của nó, đảm bảo độ chiếu sáng đồng đều của đối tượng được nghiên cứu. Trong các kính hiển vi đầu tiên, chức năng này được thực hiện bởi các nguồn ánh sáng tự nhiên. Khi các thiết bị quang học được cải thiện, họ bắt đầu sử dụng gương phẳng đầu tiên và sau đó là gương lõm.
Với sự trợ giúp của những chi tiết đơn giản như vậy, các tia sáng từ mặt trời hoặc đèn đã được chiếu thẳng vào đối tượng nghiên cứu. Ở kính hiển vi hiện đại, hệ thống chiếu sáng hoàn hảo hơn. Nó bao gồm một bình ngưng và một bộ thu.
Bảng chủ đề
Các chế phẩm vi mô cần nghiên cứu,được đặt trên một bề mặt phẳng. Đây là bảng chủ đề. Nhiều loại kính hiển vi khác nhau có thể có bề mặt này được thiết kế theo cách mà đối tượng nghiên cứu sẽ quay trong trường nhìn của người quan sát theo chiều ngang, chiều dọc hoặc ở một góc nhất định.
Nguyên lý hoạt động
Trong thiết bị quang học đầu tiên, hệ thống thấu kính cung cấp hình ảnh nghịch đảo của các vật thể vi mô. Điều này giúp chúng ta có thể nhìn thấy cấu trúc của vật chất và những chi tiết nhỏ nhất được nghiên cứu. Nguyên lý hoạt động của kính hiển vi ánh sáng ngày nay tương tự như công việc được thực hiện bởi kính thiên văn khúc xạ. Trong thiết bị này, ánh sáng bị khúc xạ khi đi qua phần thủy tinh.
Kính hiển vi ánh sáng hiện đại phóng đại như thế nào? Sau khi một chùm tia sáng đi vào thiết bị, chúng được chuyển thành một dòng song song. Chỉ khi đó hiện tượng khúc xạ ánh sáng ở thị kính mới tăng lên, do đó ảnh của vật hiển vi mới tăng lên. Hơn nữa, thông tin này được nhập ở dạng cần thiết cho người quan sát trong máy phân tích hình ảnh của họ.
Phân loài của kính hiển vi ánh sáng
Dụng cụ quang học hiện đại được phân loại:
1. Theo mức độ phức tạp của kính hiển vi nghiên cứu, làm việc và trường học.
2. Theo lĩnh vực ứng dụng cho phẫu thuật, sinh học và kỹ thuật.
3. Bằng các loại kính hiển vi cho các thiết bị phản xạ và truyền ánh sáng, tiếp xúc pha, phát quang và phân cực.4. Theo hướng của thông lượng ánh sáng để đảo ngược và trực tiếp.
Kính hiển vi điện tử
Theo thời gian, một thiết bị được thiết kế để kiểm tra các vật thể siêu nhỏ ngày càng trở nên hoàn hảo hơn. Những loại kính hiển vi như vậy đã xuất hiện trong đó một nguyên tắc hoạt động hoàn toàn khác, không phụ thuộc vào sự khúc xạ ánh sáng, được sử dụng. Trong quá trình sử dụng các loại thiết bị mới nhất, các electron đã tham gia. Những hệ thống như vậy giúp chúng ta có thể nhìn thấy các phần riêng lẻ của vật chất nhỏ đến mức các tia sáng chỉ đơn giản chạy xung quanh chúng.
Kính hiển vi loại điện tử dùng để làm gì? Nó được sử dụng để nghiên cứu cấu trúc của tế bào ở cấp độ phân tử và dưới tế bào. Ngoài ra, các thiết bị tương tự cũng được sử dụng để nghiên cứu vi rút.
Thiết kế kính hiển vi điện tử
Điều gì làm cơ sở cho hoạt động của các thiết bị mới nhất để xem các vật thể siêu nhỏ? Kính hiển vi điện tử khác kính hiển vi ánh sáng như thế nào? Có điểm tương đồng nào giữa chúng không?
Nguyên tắc hoạt động của kính hiển vi điện tử dựa trên các đặc tính mà điện trường và từ trường sở hữu. Đối xứng quay của chúng có thể tạo ra hiệu ứng tập trung vào chùm điện tử. Dựa trên điều này, chúng ta có thể trả lời câu hỏi: "Kính hiển vi điện tử khác kính hiển vi ánh sáng như thế nào?" Trong đó, không giống như một thiết bị quang học, không có ống kính. Vai trò của chúng được thực hiện bởi từ trường và điện trường được tính toán thích hợp. Chúng được tạo ra bởi các lượt cuộn dây mà dòng điện chạy qua. Trong trường hợp này, các trường như vậy hoạt động giống như một thấu kính hội tụ. Khi dòng điện tăng hoặc giảm, độ dài tiêu cự thay đổi.khoảng cách thiết bị.
Đối với sơ đồ mạch, kính hiển vi điện tử có nó tương tự như sơ đồ mạch của một thiết bị ánh sáng. Sự khác biệt duy nhất là các phần tử quang học được thay thế bằng các phần tử điện tương tự như chúng.
Sự phóng đại của một vật thể trong kính hiển vi điện tử xảy ra do quá trình khúc xạ của chùm ánh sáng đi qua vật thể được nghiên cứu. Ở các góc khác nhau, các tia đi vào mặt phẳng của vật kính, nơi thực hiện lần phóng đại đầu tiên của mẫu. Khi đó các êlectron truyền tới thấu kính trung gian. Trong đó có sự thay đổi nhịp nhàng trong việc tăng kích thước của vật thể. Hình ảnh cuối cùng của vật liệu được nghiên cứu được đưa ra bởi thấu kính chiếu. Từ đó, hình ảnh rơi trên màn hình huỳnh quang.
Các loại kính hiển vi điện tử
Các loại kính lúp hiện đại bao gồm:
1. TEM, hoặc kính hiển vi điện tử truyền qua. Trong thiết lập này, hình ảnh của một vật thể rất mỏng, dày tới 0,1 µm, được hình thành do sự tương tác của chùm điện tử với chất đang nghiên cứu và độ phóng đại sau đó của nó bằng thấu kính từ tính trong vật kính.
2. SEM, hoặc kính hiển vi điện tử quét. Một thiết bị như vậy có thể thu được hình ảnh bề mặt của một vật thể với độ phân giải cao khoảng vài nanomet. Khi sử dụng các phương pháp bổ sung, kính hiển vi như vậy cung cấp thông tin giúp xác định thành phần hóa học của các lớp gần bề mặt.3. Kính hiển vi điện tử quét đường hầm, hoặc STM. Sử dụng thiết bị này, việc giảm bớt các bề mặt dẫn điện với không gian caosự cho phép. Trong quá trình làm việc với STM, một kim loại sắc nhọn được đưa đến đối tượng đang nghiên cứu. Đồng thời, khoảng cách chỉ vài angstrom được duy trì. Tiếp theo, một điện thế nhỏ được đặt vào kim, do đó dòng điện đường hầm phát sinh. Trong trường hợp này, người quan sát nhận được hình ảnh ba chiều của đối tượng đang nghiên cứu.
kính hiển vi Leuwenhoek
Năm 2002, một công ty sản xuất dụng cụ quang học mới xuất hiện ở Mỹ. Phạm vi sản phẩm của nó bao gồm kính hiển vi, kính thiên văn và ống nhòm. Tất cả các thiết bị này được phân biệt bởi chất lượng hình ảnh cao.
Trụ sở chính và bộ phận phát triển của công ty được đặt tại Hoa Kỳ, tại thành phố Fremond (California). Nhưng đối với các cơ sở sản xuất, họ được đặt tại Trung Quốc. Nhờ tất cả những điều này, công ty cung cấp các sản phẩm tiên tiến và chất lượng cao cho thị trường với giá cả phải chăng.
Bạn có cần kính hiển vi không? Levenhuk sẽ đề xuất tùy chọn bắt buộc. Phạm vi thiết bị quang học của công ty bao gồm các thiết bị kỹ thuật số và thiết bị sinh học để phóng đại đối tượng đang nghiên cứu. Ngoài ra, người mua còn được cung cấp các mẫu thiết kế riêng, được thực hiện với nhiều màu sắc khác nhau.
Kính hiển vi Levenhuk có nhiều chức năng. Ví dụ, một thiết bị đào tạo cấp đầu vào có thể được kết nối với máy tính và cũng có khả năng quay video về nghiên cứu đang diễn ra. Mô hình Levenhuk D2L được trang bị chức năng này.
Công ty cung cấp kính hiển vi sinh học các cấp. Đây là những mô hình đơn giản hơn và tính mới,thích hợp cho các chuyên gia.
