كيف نحافظ على المجهر
المجهر أو الميكروسكوب هو الجهاز المُستخدم عند رؤية الأشياء الصغيرة وتكبيرها، إذ يُستعان به عند رؤية الأجسام الصغيرة التي لا تُرى بالعين المجرد، أو يُستعان به لدراسة مكونات الأشياء برؤية أدق تفاصيلها، ويُطلق على العلم المعني برؤية واكتشاف التفاصيل الدقيقة للأشياء اسم علم المجهريات.
وللحفاظ على المجهر لا بد من مراعاة الآتي:
- عند تحريك المجهر ونقله من مكان لآخر يجب أن يُحمل من القاعدة والذراع الداعم.
- لا بد من مراعاة التأني عند الإمساك بالمجهر وتحريكه.
- لا بد من وضع غطاء دائم على المجهر في حال عدم استخدامه، وذلك للحفاظ عليه من الملوثات الخارجية مثل الغبار وغير ذلك.
- لا بد من تنظيف المجهر بعد الانتهاء من استخدامه في كل مرة.
- عند تخزين المجهر لا بد من وضعه في مكان آمن لا يمكن تحريكه، كما يجب عدم وضع أي شيء ثقيل عليه حتى لا يتلفه.
ما أول الخطوات التي ادت إلى اختراع المجهر
يعود ظهور فكرة المجهر إلى عصور ما قبل التاريخ، عندما استخدم الإنسان البدائي قطعة بلور صخرية صغيرة أو زجاج بركاني، ولاحظ أنها تعمل على تكبير الأشياء.
- وعلى مدار آلاف السنين، كانت هناك عدة محاولات قام بها الإنسان لاستخدام أدوات تكبر من الأشياء التي يراها، ولذلك لجأ النحاتون القدماء في حضارات الشرق الأوسط القديمة إلى تكبير المنحوتات باستخدام كرات زجاجية مملوءة بالماء وكرات بلورية صخرية.
- وفي عصر الإمبراطورية الرومانية كانت تُستخدم عدسات القراءة لتكبير الحروف، ولم يشهد هذا المجال تطورًا كبيرًا في العصور التالية لهذا العصر.
- وفي أواخر القرن السادس عشر، تمكن اثنين من الألمان من صناع العدسات وهم هانس لبيرشي وزكريا جانسين، من صنع أول مجهر مركب عرفته البشرية، وكان عبارة عن أنبوب يحتوي على عدة عدسات، رُكبت فيه بنظام معين.
- ويُعد الطبيب الألماني جيوفاني فابر، هو أول من أطلق على جهاز المجهر اسم ميكرو سكوب، وكان ذلك في عام 1625.
- وفي عام 1660، أصبح يُستخدم الميكروسكوب على نطاق واسع، فتمت الاستعانة به في البحث العلمي والدراسة في إنجلترا وهولندا وإيطاليا.
فوائد المجهر
تختلف فوائد المجهر باختلاف أنواعه، وذلك على النحو التالي:
فوائد المجهر الضوئي
يكثر استخدام المجهر الضوئي بين طلبة المدارس والكليات، إذ يعمل مبدأه على انكسار الضوء اتجاه العدسات المكبرة بعد تمريره من خلال العينة.
- يُستخدم المجهر الضوئي في رؤية سلوكيات الخلايا مثل الانقسام الخلوي.
- من خلال المجهر الضوئي يمكن رؤية أدق وأصغر المخلوقات الحية وتحديد شكلها، مثل البكتيريا، ولذلك فهو مفيد في مجال الطب للكشف عن البكتيريا الضارة في الجسم.
- يُستخدم المجهر الضوئي في فحص العينات سواء الجافة أو الرطبة.
- من خلال المجهر الضوئي يمكن رؤية الخلايا والأنسجة بتفاصيلها وأنواعها الحيوية وغير الحيوية.
فوائد المجهر الرقمي
المجهر الرقمي هو نسخة حديثة عن المجهر الضوئي، ولكنه مزود بشاشة حاسوب بدلًا من العدسات العينية، وذلك من أجل رؤية العينة.
- ليس هناك اختلاف بين فوائد المجهر الرقمي عن فوائد المجهر الضوئي، فالاختلاف الوحيد يكمن في الطريقة التي تُرى من خلالها العينة.
فوائد المجهر التشريحي
من مميزات المجهر التشريحي أنه يقوم بتكبير الصورة إلى 250 مرة.
- يُستخدم المجهر التشريحي في العمليات الجراحية من أجل تكبير إجراءاتها ورؤيتها بوضوح.
- كما يتم الاستعانة به عند صناعة الدوائر الإلكترونية وتكبيرها.
- وأيضًا يتم استخدام المجهر التشريحي في تشريح المخلوقات الحية.
فوائد المجهر الإلكتروني الماسح
يُستخدم المجهر الإلكتروني الماسح في مسح السطح الخارجي للعينة، عن طريق مجموعة من حزم الإلكترونات، وتصل قوة تكبيره إلى 30 ألف مرة.
- يُعد المجهر الإلكتروني الماسح من أهم المواد المُستخدمة في علم الأحياء، لأنه يساعد على إخراج صور بجودة عالية للعينات وأدق المخلوقات الحية.
- من خلال المجهر الإلكتروني الماسح يمكن الكشف على العينة ومعرفة نوعية وكمية المواد الكيميائية الموجودة بها.
- يفحص المجهر الإلكتروني الماسح ويقيس العينات الحيوية والصلبة ذات الحجم الصغير، والتي لا يستطيع المجهر الضوئي رؤيتها.
- يعتمد علم الأرض على المجهر الإلكتروني الماسح، نظرًا لقدرته على تحليل الصخور وغيرها من العينات الصلبة.
- يُستخدم المجهر الإلكتروني الماسح في مجال الطب، إذ يحلل المركبات الكيميائية الحيوية، مثل مسببات مرض جنون البقر.
فوائد المجهر الإلكتروني
يُشاع استخدام المجهر الإلكتروني في الأبحاث الطبية والعلمية ذات الأهمية الكبيرة، ومصدر الإشعاع فيه هو الإلكترونات قصيرة المدى، وله نوعين، المجهر الإلكتروني الماسح والمجهر الإلكتروني الناقل.
- يُستخدم المجهر الإلكتروني في فحص الخلايا والكشف عن ترتيب البروتينات داخلها.
- ومن خلال فحصه للخلايا يمكن عرض تركيبها التفصيلي وللأنسجة وأدق المركبات بأعلى جودة، وذلك في البحوث الطبية الحيوية.
- يقدم معلومات دقيقة عن الخلايا وأساسيات عملها وطريقة إصابتها بالأمراض.
- من خلال المجهر الإلكتروني تُدرس العينات وتركيبها الذري.
- يُستعان بالمجهر الإلكتروني في علم الكيمياء لدراسة المادة وحساب عدد وكمية الجسيمات بها.
فوائد المجهر الصوتي
يعود تاريخ اختراع المجهر الصوتي إلى أربعينات القرن الماضي، إذ يعتمد في استخدامه على الموجات الصوتية التي تنتج صورة مكبرة لجسم صغير.
- يُستخدم المجهر الصوتي في الطب الرياضي، فمن خلاله يتم الكشف عن إصابات الرياضيين.
- يكشف المجهر الصوتي على الإصابات المبكرة في عظام الأحصنة المُستخدمة في السباقات.
- للمجهر الصوتي دور كبير في تطوير تقنيات المجهر الإلكتروني ودمجه مع تقنياته.
- يُستخدم المجهر الصوتي في ابتكار جهاز التصوير المقطعي الصوتي الدقيق.
مبدأ عمل المجهر الضوئي
بداية تجدر الإشارة إلى أن للمجهر الضوئي عدة أنواع وهي: مجهر الاستشعاع، مجهر الحقل المظلم، مجهر التباين التداخلي، مجهر التباين المرحلي، المجهر المستقطب، مجهر متحد البؤر، ويقوم مبدأ عمله على عاملين وهما:
- معاملات الانكسار لتحديد انحناء الضوء: تتحدد مدى قدرة المجهر الضوئي على التكبير على مدى قدرة عدسته على ثني وتركيز الضوء على العينة المكونة للصورة، وينكسر شعاع الضوء عند مروره من وسيط إلى آخر ثم انحناءه، وبالتالي يُعد معامل الانكسار هو المحدد الأساسي لانحناء الضوء، فيقيس مدى قدرة إحدى المواد على جعل سرعة الضوء بطيئة، فعن طريق معاملات الانكسار يتحدد اتجاه وحجم انحناء الضوء، وتزداد سرعة انحناء الضوء عندما يحتوي الوسط على معامل انكسار منخفض مثل الزجاج إلى الهواء، وتبطئ سرعة انكسار الضوء عند مروره عبر وسيط بمؤشر انكسار أكبر مثل الهواء إلى الزجاج، فينحني إلى الوضع الطبيعي عموديًا على السطح.
- البُعد البؤري: يتخذ الضوء زاوية عند انحناءه، في حال وضع جسم بين الماء والهواء، وهي طريقة عمل العدسات المجهرية، فالعدسة المحدبة تركز الأشعة الضوئية عند النقطة البؤرية عندما تستقبل تلك الأشعة، ويُطلق مصطلح البُعد البؤري على المسافة الفاصلة من مركز العدسة إلى النقطة البؤرية.
أنواع عدسات المجهر الضوئي
المجهر الضوئي المركب مزود بنوعين من العدسات وهي:
- العدسة العينية: تُستخدم هذه العدسة في النظر إلى العينة،، ويمكنها تكبير العينة لقوة تتراوح ما بين 5 إلى 30 مرة، ولكن في الغالب يتم ضبطها لتكبير العينة إلى 15 مرة.
- العدسة الشيئية: كل مجهر ضوئي مركب يحتوي على 3 أو 4 عدسات شيئية، والتي تتمثل وظيفتها في تكبير العينة ما بين 4 إلى 100 مرة.
