18 סוגי המיקרוסקופ (והמאפיינים שלהם)

יש דברים כל כך קטנים שהעין האנושית פשוט לא יכולה לראות אותם. לשם כך יש צורך במשהו שיכול להגדיל אותם, ומסיבה זו ישנם מכשירים הקשורים לעולם המדעי באותה מידה כמו מיקרוסקופים.

הראשון שבהם הומצא על ידי אנטון ואן לוונהוק ומאז, ההמצאה שלו לא רק הפכה מתוחכמת יותר אלא, כמו כן, נוצרו סוגים אחרים שפועלים להתבונן בדברים שהסוחר ההולנדי הזה לעולם לא היה מאמין בהם קיימים.

היום אנחנו הולכים לגלות סוגים שונים של מיקרוסקופ, בנוסף לראות למה הם מיועדים, ממה הם עשויים ואיך הם עובדים. אל תחמיצו אותם.

• מאמר קשור: "14 חלקי המיקרוסקופ ותפקידיהם"

18 סוגי המיקרוסקופ (הסבר)

המיקרוסקופ הוא מכשיר שלולא הומצא מעולם, המדע בוודאי לא היה מתקדם כמו שהוא היום. מדע וטכנולוגיה קודמו מאוד מאז סוחר הולנדי בשם אנטון ואן לוונהוק, קצת משועמם האיש הטוב, החליט להתנסות בכמה כוסות מגדלת באמצע המאה השבע-עשרה והמציא, כמו מי שלא רוצה את הדבר, מכשיר שדרכו ניתן לצפות בדברים קטנים כמו כדוריות דם אדומות או זֶרַע.

ארבע מאות שנים חלפו מאז שהאדם הזה המציא את אב הטיפוס של המיקרוסקופ והמדענים, מתוך רצונו לדעת איך העולם הקטן הזה העין האנושית לא יכולה לראות בעין בלתי מזוינת, הם תכננו סוגים חדשים של מיקרוסקופים, חלקם כל כך מתוחכמים וחזקים שהם מאפשרים לנו לראות אפילו וירוסים אטומים. השיפורים הטכניים של המיקרוסקופים הרבים שהומצאו

הובילו לשיפורים הן ברפואה והן בטכנולוגיה תעשייתית ובביולוגיה.

לאורך מאמר זה אנו הולכים לגלות את 18 סוגי המיקרוסקופים הקיימים, כיצד הם פועלים ולאילו תחומי ידע הם משמשים באופן בסיסי.

1. מיקרוסקופ אופטי

מיקרוסקופ האור היה המיקרוסקופ הראשון בהיסטוריה. מכשיר זה סימן לפני ואחרי בביולוגיה וברפואה שכן המצאה זו, למרות הפשטות הטכנולוגית היחסית שלה, אפשרה לראות תאים בפעם הראשונה.

המאפיין העיקרי של מכשיר זה הוא שאור נראה הוא האלמנט שמאפשר לראות את הדוגמה. אלומת אור מאירה את האובייקט הנצפה, עוברת דרכו ומובלת לעין המתבונן, המקבל תמונה מוגדלת הודות למערכת עדשות. מיקרוסקופ האור שימושי עבור רוב משימות המיקרוסקופיה, מכיוון שהוא מאפשר לנו לראות תאים ופרטי רקמה שאיננו יכולים לראות בעין בלתי מזוינת.

עם זאת, המיקרוסקופ הזה הוא הפשוט מכולם. מגבלת הרזולוציה שלו מסומנת על ידי עקיפה של האור, תופעה שבאמצעותה קרני האור מוסטות בחלל באופן בלתי נמנע. כתוצאה מכך, המקסימום שניתן להשיג עם מיקרוסקופ אופטי הוא פי 1,500.

• אולי יעניין אותך: "17 קוריוזים לגבי התפיסה האנושית"

2. מיקרוסקופ אלקטרונים לשידור

מיקרוסקופ אלקטרוני ההולכה הומצא במהלך שנות ה-30 והיה מהפכה של ממש במחצית הראשונה של המאה הקודמת. המיקרוסקופ הזה מאפשר להגיע למספר הגדלות גבוה יותר מאשר אופטי, מכיוון שהוא אינו משתמש באור נראה כאלמנט תצוגה אלא משתמש באלקטרונים.

מיקרוסקופים אלקטרונים שידור הם הרבה יותר מורכבים מאלו האופטיים, וזה ניכר באופן שבו צופים בדגימות.

המנגנון של מיקרוסקופ זה מבוסס על פגיעת אלקטרונים על מדגם עדין במיוחד, עדין בהרבה מאלה המוכנים בדרך כלל לתצפית במיקרוסקופ האור. התמונה מתקבלת מהאלקטרונים שעוברים דרך המדגם ופוגעים לאחר מכן על לוח צילום. כדי להשיג זרימה נכונה של אלקטרונים בתוך המיקרוסקופים הללו, הם צריכים להיות ריקים.

האלקטרונים מואצים לעבר המדגם באמצעות שדה מגנטי. ברגע שהם פוגעים בו, כמה אלקטרונים יעברו דרכו בעוד שאחרים יקפצו ממנו ויתפזרו. זו התוצאה תמונות עם אזורים כהים, שבהם האלקטרונים קפצו, ואזורים בהירים, שהם אלה שהאלקטרונים עברו דרכם, יוצר תמונה בשחור-לבן של המדגם.

מיקרוסקופי אלקטרונים שידור אינם מוגבלים על ידי אורך הגל של האור הנראה, כלומר יש להם את היכולת להגדיל עצם עד פי 1,000,000. הודות לכך אנחנו יכולים לראות לא רק חיידקים עם המכשירים האלה, אלא גם גופים קטנים בהרבה כמו וירוסים.

• מאמר קשור: "15 סוגי המחקר (והמאפיינים)"

3. מיקרוסקופ אלקטרוני סורק

מיקרוסקופ האלקטרונים הסורק מבוסס על פגיעה באלקטרונים על המדגם להשיג את ההדמיה של אותו הדבר, אבל זה שונה מהשידור בכך שבזה מקרה החלקיקים אינם משפיעים על המדגם כולו בבת אחת, אלא עושים זאת על ידי מעבר דרך נקודות שונות. אפשר לומר שהוא מבצע סריקה של המדגם.

עם מיקרוסקופ זה, התמונה אינה מתקבלת מהאלקטרונים המשפיעים על לוח צילום לאחר מעבר דרך המדגם. כאן פעולתו מבוססת על תכונות האלקטרונים, אשר לאחר הפגיעה בדגימה עוברים שינויים. חלק מהאנרגיה הראשונית שלו הופך לקרני רנטגן או לפליטת חום. על ידי מדידת שינויים אלו ניתן לקבל את כל המידע הדרוש לביצוע שחזור מוגדל של המדגם, כאילו היה מפה.

4. מיקרוסקופ פלואורסצנטי

מיקרוסקופים פלואורסצנטיים יוצרים תמונה הודות לתכונות הפלורסנטיות של המדגם הנראות דרכם. מדגם זה מואר על ידי מנורת קסנון או אדי כספית. קרן אור מסורתית אינה משמשת אלא עובדת עם גזים.

חומרים אלו מאירים את התכשיר באורך גל מסוים מאוד, המאפשר ליסודות המרכיבים את הדגימה להתחיל לפלוט אור משלהם. במילים אחרות, כאן המדגם עצמו הוא זה שפולט אור במקום להאיר אותו כדי להיות מסוגל להתבונן בו. מכשיר זה נמצא בשימוש נרחב במיקרוסקופיה ביולוגית ואנליטית, בהיותו טכניקה המספקת רגישות וסגוליות רבה.

5. מיקרוסקופ קונפוקאלי

המיקרוסקופ הקונפוקאלי יכול להיחשב כסוג של מיקרוסקופ פלואורסצנטי שבו הדגימה אינה מוארת במלואה, אך מתבצעת סריקה כמו במקרה של מיקרוסקופ אלקטרוני סורק. היתרון העיקרי שלו על פני הקרינה המסורתית הוא שהקונפוקאל מאפשר שחזור של המדגם בהשגת תמונות תלת מימדיות.

• מאמר קשור: "ארבעת סוגי המדע העיקריים (ותחומי המחקר שלהם)"

6. מיקרוסקופ מנהור

מיקרוסקופ המנהור מאפשר לנו לראות את המבנה האטומי של החלקיקים. מכשיר זה משתמש בעקרונות של מכניקת הקוונטים, לכידת אלקטרונים והשגת תמונה ברזולוציה גבוהה שבה ניתן להבחין בכל אטום מהאחרים. זהו כלי בסיסי בתחום הננוטכנולוגיה, המשמש לייצור שינויים בהרכב המולקולרי של חומרים ומאפשרים הדמיה תלת ממד.

7. מיקרוסקופ רנטגן

מיקרוסקופ רנטגן, כפי ששמו מרמז, אינו משתמש לא באור מסורתי ולא באלקטרונים, אלא משתמש בקרני רנטגן כדי לראות את המדגם. קרינה זו בעלת אורך גל נמוך מאוד נספגת באלקטרונים של הדגימה, מה שמאפשר לדעת את המבנה האלקטרוני של התכשיר..

• אולי יעניין אותך: "אטומיזם: מה זה וכיצד התפתחה הפרדיגמה הפילוסופית הזו"

8. מיקרוסקופ כוח אטומי

מיקרוסקופ הכוח האטומי אינו מזהה לא אור ולא אלקטרונים. פעולתו מבוססת על סריקת פני השטח של התכשיר כדי לזהות את הכוחות המתרחשים בין האטומים של הגשושית במיקרוסקופ לבין האטומים שעל פני השטח. מכשיר זה מזהה את כוחות המשיכה והדחיה של אטומים, אנרגיות נמוכות מאוד, מה שמאפשר למפות את פני הדגימה, וכך לקבל תמונות תלת מימדיות כאילו נעשתה מפה טופוגרפית.

9. מיקרוסקופ סטריאוסקופי

מיקרוסקופים סטריאוסקופיים הם גרסה של מיקרוסקופים אופטיים מסורתיים, אם כי לאלה יש את המוזרות שהם מאפשרים הדמיה תלת מימדית של ההכנה. הן מצוידות בשתי עיניות, בניגוד לאלו המסורתיות שיש להן רק אחת, והתמונה שמגיעה לכל אחת מהן מעט שונה. על ידי שילוב של מה שנלכד על ידי שתי העיניות, נוצר האפקט התלת מימדי הרצוי.

למרות שהוא אינו מגיע להגדלות רבות כמו האופטי המסורתי, הסטריאומיקרוסקופ נמצא בשימוש נרחב באזורים בהם נדרשת מניפולציה בו-זמנית של המדגם.

• מאמר קשור: "11 חלקי העין ותפקידיהם"

10. מיקרוסקופ פטרוגרפי

המיקרוסקופ הפטרוגרפי, המכונה גם מיקרוסקופ אור מקוטב, הוא מבוסס על עקרונות האופטיקאי אך עם המוזרות שיש לו שני מקטבים, אחד במעבה והשני בעינית.. חלקים אלה של המיקרוסקופ מפחיתים את שבירה של האור ואת כמות הבהירות.

מכשיר זה משמש לצפייה במינרלים וחפצים גבישיים, מכיוון שאם היו מוארים בצורה מסורתית, התמונה המתקבלת הייתה מטושטשת וקשה להעריך. זהו גם סוג שימושי מאוד של מיקרוסקופ בעת ניתוח רקמות שעלולות לגרום לשבירה של אור, כגון רקמת שריר.

11. מיקרוסקופ שדה יונים

מיקרוסקופ יונים שדה משמש במדעי החומרים בגלל מאפשר לראות את סידור האטומים בהכנה. תפקידו דומה למיקרוסקופ הכוח האטומי, המאפשר למדוד את אטומי הגז הנספגים על ידי קצה מתכת כדי ליצור שחזור של פני השטח של הדגימה ברמה האטומית.

• אולי יעניין אותך: "10 ענפי הביולוגיה: מטרותיהם ומאפייניהם"

12. מיקרוסקופ דיגיטלי

המיקרוסקופ הדיגיטלי הוא כלי המסוגל ללכוד תמונה של הדגימה ולהקרין אותה. המאפיין העיקרי שלו הוא ש, במקום עינית, יש לו מצלמהל. למרות שמגבלת הרזולוציה שלו נמוכה מזו של המיקרוסקופ האופטי המסורתי, הדיגיטליים יכולים להיות שימושיים מאוד לתצפית חפצים יומיומיים ובזכות העובדה שהם מסוגלים לשמר את התמונות של ההכנות, המכשיר הזה מאוד מעניין ברמה מִסְחָרִי.

13. מיקרוסקופ אור מוחזר

במקרה של מיקרוסקופים של אור מוחזר, האור אינו עובר דרך המדגם אלא מוחזר כאשר פוגע בתכשיר ומונחה לעבר המטרה. מיקרוסקופים אלו משמשים כשעובדים עם חומרים אטומים שלמרות שנחתכו עדין מאוד, אינם מאפשרים לאור לעבור דרכם.

14. מיקרוסקופ אור אולטרה סגול

מיקרוסקופים של אור אולטרה סגול אינם מאירים את התכשיר באור נראה, אלא משתמשים באור אולטרה סגול כפי שהשם מרמז. לסוג זה של אור יש אורך גל קצר יותר, מה שמאפשר להגיע לרזולוציה גבוהה יותר..

בנוסף, הם מסוגלים לזהות מספר רב יותר של ניגודים, מה שהופך אותם לשימושיים במיוחד. כאשר הדגימות שקופות מדי ולא ניתן היה לראותן במיקרוסקופ האור מָסוֹרתִי.

15. מיקרוסקופ מורכב

המיקרוסקופ המורכב מקיף כל מכשיר אופטי המצויד בשתי עדשות לפחות. בדרך כלל המיקרוסקופים האופטיים המקוריים היו פשוטים, בעוד שרוב המיקרוסקופים המודרניים הם מורכבים, עם מספר עדשות הן באובייקטיב והן בעינית.

16. מיקרוסקופ שדה אפל

מיקרוסקופים של Darkfield מאירים את המדגם בצורה אלכסונית. קרני האור המגיעות אל המטרה אינן מגיעות ישירות ממקור האור, אלא מפוזרות בכל הדגימה. במקרה זה, אין צורך לצבוע את המדגם כדי להיות מסוגל לדמיין אותה, והמיקרוסקופים הללו מאפשרים עבודה עם תאים ורקמות שקופים מכדי שניתן יהיה לצפות בהם בטכניקות קלאסיות של תְאוּרָה.

17. מיקרוסקופ אור מועבר

במיקרוסקופ האור המועבר קרן אור עוברת דרך התכשיר והיא מערכת ההארה הנפוצה ביותר במיקרוסקופים אופטיים. בשל שיטה זו, יש לחתוך את הדגימה דק מאוד כדי להפוך אותה שקופה למחצה כך שאור יוכל לעבור דרכה.

18. מיקרוסקופ ניגודיות פאזה

מיקרוסקופ ניגודיות הפאזות עובד על העיקרון הפיזיקלי שגורם לאור לנוע במהירויות שונות בהתאם למדיום דרכו הוא עובר. שימוש במאפיין הזה, במכשיר הזה אוסף את המהירויות שבהן האור הסתובב תוך כדי מעבר דרך הדגימה, מבצע שחזור וכך מקבל תמונה. סוג זה של מיקרוסקופ מאפשר עבודה עם תאים חיים מכיוון שאין צורך לצבוע את הדגימה.