يتكون المجهر الضوئي المركب من مجموعة متنوعة من الأجزاء التي تصمم خصيصًا لزيادة تكبير الكائنات الدقيقة. يعتمد هذا النوع من المجاهر على العدسات المعقدة والمرايا لفحص العينات في مجالات العلوم البيولوجية، حيث يتطلب العمل فيها دقة عالية.
سنتناول في هذا المقال تفاصيل مكونات المجهر الضوئي المركب، بالإضافة إلى الوظائف الأساسية التي تؤديها في السياقات العلمية والفحوصات الطبية المخبرية.
مكونات المجهر الضوئي المركب ووظائفها
تشمل الأجزاء الأساسية التي يتكون منها المجهر الضوئي المركب ما يلي:
- الذراع: يستخدم لرفع المجهر وسهولة نقله من مكان إلى آخر.
- القاعدة: تعتبر النقطة الثابتة التي يرتكز عليها المجهر عندما يوضع على المنضدة.
- المنصة: هي المكان المخصص لوضع الشريحة، مزودة بماسكين لتثبيت الشريحة مع وجود ثقب في المنتصف يسمح بمرور الضوء.
- الضابط الكبير: يتيح تحريك الشريحة بشكل أفقي لتسهيل الفحص الشامل.
- الضابط الصغير: يُستخدم لتعديل حركة المنصة بدقة دون رؤية الحركة بشكل مباشر.
- ضابط حركة المكثف: يتحكم في وضع المكثف.
- الحجاب القزحي: يُستخدم لضبط كمية الضوء المارة إلى المكثف.
- مفتاح كهربائي: يُستخدم لتشغيل المجهر وتنشيط مصدر الضوء.
- العدسات العينية: العدسات الموجودة أمام عين الفاحص.
- العدسات الشيئية: تتكون من مجموعة من العدسات، غالبًا ثلاث أو أربع، وتثبت على قرص لتحريك العينات المراد فحصها.
- المكثف: يقع أسفل المنصة ويعمل على جمع الأشعة الضوئية وتركيزها على الشريحة المراد فحصها.
- مصدر ضوئي: ضوء كهربائي مثبت على قاعدة المجهر.
تاريخ اكتشاف المجاهر الضوئية
يرتبط اكتشاف المجاهر الضوئية ارتباطًا وثيقًا بتطور العدسات.
على الرغم من عدم وجود معلومات دقيقة حول تاريخ اكتشاف أول عدسة، إلا أن أقدم مثال معروف هو عدسة النمرود التي تُعتقد أنها نُحتت من الكريستال وتعود إلى عام 750 قبل الميلاد.
- كان استخدام العدسات في العصور القديمة شائعًا، بينما تم اكتشاف المجهر الضوئي الحديث في عام 1590 ميلادي.
- عُرف العالم الهولندي زاكرياس يانسن بفضل هذا الاكتشاف، حيث كان جهازه مكونًا من ثلاثة أنابيب.
- أول من استخدم المجهر كان العالم روبرت هوك في عام 1667 ميلادي، حيث أجرى تعديلات عليه حتى وصل إلى الشكل الذي نستخدمه اليوم.
- تتالت التحسينات على المجهر مع ظهور المجهر الإلكتروني في عام 1870، عندما استخدم العالم إرنست آبي معادلة انحراف الضوء لتطبيقات جديدة.
- أكدت الأبحاث أن التكبير الناتج عن العدسات ليس عامل التكبير الوحيد، بل يلعب الضوء ومساره دورًا رئيسيًا في العملية.
- توالت التجارب والتعديلات التي ساعدت في تحسين دقة التكبير وتحليل الكائنات.
طرق استخدام المجهر الإلكتروني المركب
توجد مجموعة من الخطوات التي ينبغي اتباعها عند استخدام المجهر الضوئي المركب:
- يجب استخدام الذراع لحمل المجهر بكلتا اليدين وليس بيد واحدة.
- ينبغي تنظيف المجهر بشكل دوري باستخدام ورق مبلل بمحلول تنظيف، خاصة العدسات، مع التركيز على العدسة الزيتية بعد كل استخدام.
- يجب تخزين العدسات بعد الاستخدام لحمايتها من الغبار.
- تجنب وصول الزيت إلى العدسات غير الزيتية وضمان إطفاء الضوء بعد الانتهاء.
- تجربة العدسة الشيئية من خلال تحريك الشريحة. إذا اختفى الغبار، يجب تنبيه العدسة الشيئية للتنظيف.
- عند فحص العينة، يجب تحريك الشريحة ببطء للحصول على رؤية شاملة لمحتوياتها.
- تعديل العدسات وضبط الإضاءة والمكثف قبل وضع الشريحة.
- تعديل فتحة المكثف عند استخدام العدسة الشيئية.
استخدامات المجهر الضوئي المركب
تتعدد استخدامات المجهر الضوئي المركب في العديد من المجالات العلمية، ومنها:
دراسة الهيكل الذري
- يتيح المجهر الضوئي دراسة الأسطح الذرية الفردية بدقة متناهية.
فحص الأدلة الجنائية
- تُجمع الأدلة من مواقع الجرائم، وتحتوي على معلومات دقيقة عن الجاني لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة.
تحليل الأنسجة
- يساعد العلماء في دراسة الأنسجة والخلايا الحية، خاصة في تحديد الأورام السرطانية.
تقييم صحة الأنظمة البيئية
- يراقب العلماء سلامة الأنظمة البيئية ويستخدمون المجهر لتعداد الكائنات الحية في البيئات المختلفة.
دراسة البروتينات في الخلايا
- يعتبر المجهر أداة هامة لدراسة وظائف البروتينات داخل الخلايا الحية.
فحص العيون والبول
- يُستخدم لتقييم مشاكل الكلى والكشف عن الاختلالات في تكوين خلايا الدم.
أهمية المجاهر الضوئية
تتمثل أهمية المجهر الضوئي في الدعم العلمي، حيث يعمل كأداة بحث رئيسية لدراسة الخلايا الحية وهيكلة الكائنات.
فيما يلي أبرز الأسباب لأهميتها:
- تُعد المعدات الأساسية لأي طبيب مختص بمختبرات الأنسجة والعينات البيولوجية.
- تساعد في اكتشاف الكائنات الدقيقة التي لا تُرى بالعين المجردة.
- تساهم في توضيح الأجزاء المختلفة من الحيوانات والنباتات والفطريات.
- تمتلك القدرة على تكبير العناصر على سطح رقائق السيليكون بدقة عالية.
- تُعتبر المجاهر المستخدمة في المسح الضوئي أكثر تعقيدًا من المجاهر التقليدية.
- تلعب دورًا أساسيًا في الكشف عن الأمراض في المستشفيات عالميًا.
- توفر إمكانية فحص العينة الدموية للبحث عن وجود الملاريا، والتي لا يمكن تأكيدها إلا باستخدام المجهر الضوئي.