กล้องจุลทรรศน์ 14 ประเภทและหน้าที่ของมัน - วิทยาศาสตร์ - 2026

กล้องจุลทรรศน์มีหลายประเภท : ออปติคอลสารประกอบสามมิติปิโตกราฟฟิคคอนโฟคอลฟรูออเรสเซนต์อิเล็กทรอนิกส์การส่งผ่านการสแกนโพรบการสแกนเอฟเฟกต์อุโมงค์สนามไอออนดิจิทัลและเสมือน

กล้องจุลทรรศน์เป็นเครื่องมือที่ใช้เพื่อให้มนุษย์สามารถมองเห็นและสังเกตสิ่งที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ใช้ในด้านการค้าและการวิจัยที่แตกต่างกันตั้งแต่การแพทย์ไปจนถึงชีววิทยาและเคมี

กล้องจุลทรรศน์สมัยศตวรรษที่ 18 จากMusée des Arts et Métiersกรุงปารีส

มีการบัญญัติศัพท์สำหรับการใช้เครื่องมือนี้เพื่อวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์หรือการวิจัย: กล้องจุลทรรศน์

การประดิษฐ์และบันทึกครั้งแรกเกี่ยวกับการใช้กล้องจุลทรรศน์ที่เรียบง่ายที่สุด (ทำงานผ่านระบบแว่นขยาย) มีอายุย้อนไปในศตวรรษที่ 13 โดยมีลักษณะที่แตกต่างกันไปว่าใครเป็นผู้ประดิษฐ์

ในทางตรงกันข้ามกล้องจุลทรรศน์แบบประกอบใกล้เคียงกับแบบจำลองที่เรารู้จักในปัจจุบันคาดว่าจะถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกในยุโรปประมาณปี 1620

ถึงกระนั้นก็มีหลายคนที่พยายามอ้างสิทธิ์ในการประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์และมีหลายรุ่นที่พบว่ามีส่วนประกอบที่คล้ายกันสามารถทำได้ตามวัตถุประสงค์และขยายภาพของตัวอย่างขนาดเล็กมากต่อหน้าต่อตามนุษย์

ในบรรดาชื่อที่ได้รับการยอมรับมากขึ้นซึ่งเป็นผลมาจากการประดิษฐ์และการใช้กล้องจุลทรรศน์รุ่นของตัวเอง ได้แก่ Galileo Galilei และ Cornelis Drebber

การมาถึงของกล้องจุลทรรศน์ในการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ทำให้เกิดการค้นพบและมุมมองใหม่ ๆ เกี่ยวกับองค์ประกอบที่จำเป็นสำหรับความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์ในด้านต่างๆ

การมองเห็นและการจำแนกเซลล์และจุลินทรีย์เช่นแบคทีเรียเป็นหนึ่งในความสำเร็จที่ได้รับความนิยมมากที่สุดโดยใช้กล้องจุลทรรศน์

นับตั้งแต่รุ่นแรกเมื่อกว่า 500 ปีก่อนปัจจุบันกล้องจุลทรรศน์ยังคงรักษาแนวคิดพื้นฐานในการทำงานแม้ว่าประสิทธิภาพและวัตถุประสงค์เฉพาะของมันจะเปลี่ยนไปและพัฒนามาจนถึงปัจจุบัน

กล้องจุลทรรศน์ประเภทหลัก

กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง

หรือที่เรียกว่ากล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงเป็นกล้องจุลทรรศน์ที่มีโครงสร้างและการทำงานที่เรียบง่ายมากที่สุด

มันทำงานผ่านชุดของเลนส์ที่ร่วมกับการเข้ามาของแสงทำให้สามารถขยายภาพที่อยู่ในระนาบโฟกัสของเลนส์ได้ดี

เป็นกล้องจุลทรรศน์ออกแบบที่เก่าแก่ที่สุดและรุ่นแรกสุดเป็นของ Anton van Lewenhoek (ศตวรรษที่ 17) ซึ่งใช้ต้นแบบเลนส์เดียวกับกลไกที่เก็บตัวอย่างไว้

กล้องจุลทรรศน์แบบผสม

กล้องจุลทรรศน์แบบประกอบเป็นกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงชนิดหนึ่งที่ทำงานแตกต่างจากกล้องจุลทรรศน์ธรรมดา

มีกลไกออปติกอิสระอย่างน้อยหนึ่งกลไกที่ช่วยให้สามารถขยายตัวอย่างได้มากขึ้นหรือน้อยลง พวกเขามักจะมีองค์ประกอบที่แข็งแกร่งกว่ามากและช่วยให้สังเกตได้ง่ายขึ้น

เป็นที่คาดกันว่าชื่อของมันไม่ได้มาจากกลไกทางแสงจำนวนมากในโครงสร้าง แต่เนื่องจากการก่อตัวของภาพขยายเกิดขึ้นในสองขั้นตอน

ขั้นตอนแรกซึ่งตัวอย่างจะถูกคาดการณ์โดยตรงไปยังวัตถุประสงค์ของมันและขั้นที่สองซึ่งจะขยายผ่านระบบตาที่มาถึงดวงตาของมนุษย์

กล้องจุลทรรศน์สามมิติ

เป็นกล้องจุลทรรศน์ชนิดแสงกำลังขยายต่ำที่ส่วนใหญ่ใช้ในการผ่า มีกลไกการมองเห็นและแสงอิสระสองแบบ หนึ่งสำหรับปลายแต่ละด้านของตัวอย่าง

ทำงานกับแสงสะท้อนบนตัวอย่างแทนที่จะส่องผ่าน ช่วยให้เห็นภาพสามมิติของตัวอย่างที่เป็นปัญหา

กล้องจุลทรรศน์ Petrographic

ใช้โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการสังเกตและองค์ประกอบของหินและองค์ประกอบของแร่กล้องจุลทรรศน์ petrographic ทำงานร่วมกับฐานแสงของกล้องจุลทรรศน์รุ่นก่อนโดยมีคุณภาพของวัสดุโพลาไรซ์รวมอยู่ในวัตถุประสงค์ซึ่งช่วยลดปริมาณแสงและความสว่างของแร่ธาตุ พวกเขาสามารถสะท้อน

กล้องจุลทรรศน์ petrographic ช่วยให้สามารถอธิบายองค์ประกอบและโครงสร้างองค์ประกอบของหินแร่ธาตุและส่วนประกอบบนบกได้ผ่านภาพขยาย

กล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอล

กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงนี้ช่วยเพิ่มความละเอียดของแสงและความคมชัดของภาพด้วยอุปกรณ์หรือ "รูเข็ม" เชิงพื้นที่ที่กำจัดแสงส่วนเกินหรือไม่อยู่ในโฟกัสที่สะท้อนผ่านตัวอย่างโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีค่ามากกว่า ขนาดเกินกว่าที่ระนาบโฟกัสอนุญาต

อุปกรณ์หรือ“ pinole” คือช่องเปิดเล็ก ๆ ในกลไกออปติคอลที่ป้องกันไม่ให้แสงส่วนเกิน (ซึ่งไม่ได้โฟกัสที่ตัวอย่าง) กระจัดกระจายไปทั่วตัวอย่างลดความคมชัดและคอนทราสต์ที่อาจปรากฏ

ด้วยเหตุนี้กล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอลจึงทำงานกับระยะชัดลึกที่ค่อนข้าง จำกัด

กล้องจุลทรรศน์เรืองแสง

เป็นกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงอีกประเภทหนึ่งซึ่งใช้คลื่นแสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต์และฟอสฟอเรสเซนต์เพื่อให้ได้รายละเอียดที่ดีขึ้นในการศึกษาส่วนประกอบอินทรีย์หรืออนินทรีย์

พวกเขาโดดเด่นเพียงแค่การใช้แสงฟลูออเรสเซนต์ในการสร้างภาพโดยไม่จำเป็นต้องขึ้นอยู่กับการสะท้อนและการดูดกลืนแสงที่มองเห็นได้ทั้งหมด

ซึ่งแตกต่างจากกล้องจุลทรรศน์อะนาล็อกประเภทอื่น ๆ กล้องจุลทรรศน์เรืองแสงสามารถนำเสนอข้อ จำกัด บางประการเนื่องจากการสึกหรอที่ส่วนประกอบของแสงเรืองแสงสามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากการสะสมขององค์ประกอบทางเคมีที่เกิดจากการกระทบของอิเล็กตรอนทำให้โมเลกุลเรืองแสงเสื่อมลง

การพัฒนากล้องจุลทรรศน์เรืองแสงทำให้นักวิทยาศาสตร์ Eric Betzig, William Moerner และ Stefan Hell ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 2014

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กทรอนิกส์

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแสดงถึงหมวดหมู่ในตัวมันเองเมื่อเทียบกับกล้องจุลทรรศน์รุ่นก่อน ๆ เนื่องจากมันเปลี่ยนหลักการทางกายภาพพื้นฐานที่อนุญาตให้มองเห็นภาพตัวอย่าง: แสง

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแทนที่การใช้แสงที่มองเห็นได้โดยมีอิเล็กตรอนเป็นแหล่งของการส่องสว่าง การใช้อิเล็กตรอนทำให้เกิดภาพดิจิทัลที่ช่วยให้สามารถขยายตัวอย่างได้มากกว่าส่วนประกอบทางแสง

อย่างไรก็ตามการขยายขนาดใหญ่อาจทำให้สูญเสียความเที่ยงตรงในภาพตัวอย่าง ส่วนใหญ่จะใช้ในการตรวจสอบโครงสร้างพิเศษของตัวอย่างจุลินทรีย์ ความจุที่กล้องจุลทรรศน์ทั่วไปไม่มี

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนตัวแรกได้รับการพัฒนาในปีพ. ศ. 2469 โดย Han Busch

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน

คุณลักษณะหลักของมันคือลำแสงอิเล็กตรอนผ่านตัวอย่างทำให้เกิดภาพสองมิติ

เนื่องจากอิเล็กตรอนสามารถมีพลังได้ตัวอย่างจึงต้องผ่านการเตรียมการก่อนหน้านี้ก่อนที่จะสังเกตเห็นผ่านกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด

ซึ่งแตกต่างจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านในกรณีนี้ลำแสงอิเล็กตรอนจะถูกฉายลงบนตัวอย่างทำให้เกิดผลสะท้อนกลับ

สิ่งนี้ทำให้สามารถมองเห็นภาพสามมิติของตัวอย่างได้เนื่องจากข้อมูลที่ได้รับบนพื้นผิวของสิ่งนี้

การสแกนกล้องจุลทรรศน์โพรบ

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดนี้พัฒนาขึ้นหลังจากการประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์แบบอุโมงค์

มีลักษณะเฉพาะคือการใช้หลอดทดลองที่สแกนพื้นผิวของตัวอย่างเพื่อสร้างภาพที่มีความเที่ยงตรงสูง

หลอดทดลองจะสแกนและโดยใช้ค่าความร้อนของตัวอย่างจะสามารถสร้างภาพสำหรับการวิเคราะห์ในภายหลังซึ่งแสดงผ่านค่าความร้อนที่ได้รับ

กล้องจุลทรรศน์อุโมงค์

เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการสร้างภาพในระดับอะตอมโดยเฉพาะ ความละเอียดของมันสามารถทำให้สามารถจัดการกับภาพขององค์ประกอบอะตอมแต่ละภาพโดยทำงานผ่านระบบอิเล็กตรอนในกระบวนการอุโมงค์ที่ทำงานกับระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน

จำเป็นต้องมีการควบคุมสภาพแวดล้อมที่ดีเยี่ยมสำหรับการสังเกตการณ์ในระดับอะตอมรวมถึงการใช้องค์ประกอบอื่น ๆ ในสภาวะที่เหมาะสม

อย่างไรก็ตามมีบางกรณีที่มีการสร้างและใช้กล้องจุลทรรศน์ประเภทนี้ในประเทศ

มันถูกคิดค้นและนำไปใช้ในปี 1981 โดย Gerd Binnig และ Heinrich Rohrer ซึ่งได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 1986

กล้องจุลทรรศน์สนามไอออน

เป็นที่รู้จักกันในชื่อนี้มากกว่าเครื่องมือที่ใช้ในการสังเกตและศึกษาการจัดลำดับและการจัดเรียงใหม่ในระดับอะตอมขององค์ประกอบต่างๆ

เป็นเทคนิคแรกที่ทำให้สามารถแยกแยะการจัดเรียงเชิงพื้นที่ของอะตอมในองค์ประกอบที่กำหนดได้ ไม่เหมือนกับกล้องจุลทรรศน์อื่น ๆ ภาพที่ขยายไม่ได้อยู่ภายใต้ความยาวคลื่นของพลังงานแสงที่ส่องผ่าน แต่มีความสามารถพิเศษในการขยายภาพ

ได้รับการพัฒนาโดยเออร์วินมุลเลอร์ในศตวรรษที่ 20 และได้รับการพิจารณาว่าเป็นแบบอย่างที่อนุญาตให้มีการแสดงภาพองค์ประกอบที่ดีขึ้นและมีรายละเอียดมากขึ้นในระดับอะตอมในปัจจุบันผ่านเทคนิคและเครื่องมือเวอร์ชันใหม่ที่ทำให้เป็นไปได้

กล้องจุลทรรศน์ดิจิตอล

กล้องจุลทรรศน์ดิจิทัลเป็นเครื่องมือที่มีลักษณะทางการค้าและทั่วไปเป็นส่วนใหญ่ ทำงานผ่านกล้องดิจิทัลที่มีการฉายภาพบนจอภาพหรือคอมพิวเตอร์

ถือเป็นเครื่องมือที่ใช้ในการสังเกตปริมาณและบริบทของตัวอย่างที่ใช้งานได้ ในทำนองเดียวกันมันมีโครงสร้างทางกายภาพที่ง่ายต่อการจัดการมาก

กล้องจุลทรรศน์เสมือนจริง

กล้องจุลทรรศน์เสมือนจริงซึ่งเป็นมากกว่าเครื่องมือทางกายภาพเป็นความคิดริเริ่มที่แสวงหาการแปลงเป็นดิจิทัลและการเก็บถาวรของตัวอย่างที่ใช้ในวิทยาศาสตร์ทุกสาขาโดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อให้ผู้ที่สนใจสามารถเข้าถึงและโต้ตอบกับตัวอย่างอินทรีย์ในรูปแบบดิจิทัลหรือ อนินทรีย์ผ่านแพลตฟอร์มที่ได้รับการรับรอง

ด้วยวิธีนี้การใช้เครื่องมือเฉพาะทางจะถูกทิ้งไว้เบื้องหลังและการวิจัยและพัฒนาจะได้รับการส่งเสริมโดยไม่มีความเสี่ยงในการทำลายหรือทำลายตัวอย่างจริง

อ้างอิง

1. (2010) สืบค้นจาก History of the Microscope: history-of-the-microscope.org
2. คีย์เอนซ์ (เอสเอฟ) พื้นฐานของกล้องจุลทรรศน์ ดึงมาจาก Keyence - เว็บไซต์กล้องจุลทรรศน์ชีวภาพ: keyence.com
3. Microbehunter. (เอสเอฟ) ทฤษฎี. สืบค้นจาก Microbehunter - แหล่งข้อมูลกล้องจุลทรรศน์มือสมัครเล่น: microbehunter.com
4. Williams, DB, & Carter, CB (nd) กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน นิวยอร์ก: Plenum Press