מבוא לידע מסוים על מיקרוסקופ אופטי
מכשיר או מכשיר המגדיל עצם זעיר או חלק זעיר מעצם בהגדלה גבוהה לצורך תצפית. הוא נמצא בשימוש נרחב בייצור תעשייתי וחקלאי ומחקר מדעי. גם ביולוגים ועובדים רפואיים משתמשים הרבה במיקרוסקופים בעסק שלהם. מחולק באופן כללי למיקרוסקופים אופטיים ומיקרוסקופים אלקטרוניים.
מיקרוסקופ אופטי הוא מיקרוסקופ המשתמש באור הנראה כמקור האור. ניתן לחלק מיקרוסקופים אופטיים רגילים לשני חלקים: המערכת האופטית והמכשיר המכני. המערכת האופטית כוללת בעיקר עיניות, עדשות אובייקטיביות, מעבים, דיאפרגמות ומקורות אור. המכשיר המכני כולל בעיקר את קנה העדשה, עמודת המראה, הבמה, בסיס המראה, בורג התאמת העובי וחלקים אחרים (איור 1). העיקרון האופטי הבסיסי שלה מוצג באיור 2. העדשה הקמורה הקטנה משמאל באיור מייצגת קבוצת עדשות בעלות אורך מוקד קצר, הנקראות עדשת האובייקטיב. העדשה הקמורה הגדולה מימין מייצגת קבוצת עדשות בעלות אורך מוקד ארוך, המכונה עינית. האובייקט הנצפה (AB) ממוקם מעט מחוץ לנקודת המוקד (f1) של עדשת המטרה. האור מהאובייקט יוצר תמונה אמיתית מוגדלת הפוכה (B'A') מעט בתוך מיקוד העינית (f2) לאחר מעבר דרך עדשת האובייקט. עיני המתבונן מגדילות עוד יותר את התמונה האמיתית (ב"א) לתמונה וירטואלית הפוכה (ב"א") דרך העינית.
העינית ממוקמת מעל קנה המיקרוסקופ ובדרך כלל מורכבת משתי עדשות קמורות. בנוסף להרחבה נוספת של התמונה האמיתית שנוצרת על ידי עדשת האובייקטיב, היא גם מגבילה את שדה הראייה הנצפה על ידי העיניים. לפי ההגדלה, ישנם שלושה סוגים של עיניות נפוצות: פי 5, פי 10 ו-15 פעמים.
עדשת האובייקטיבית ממוקמת בדרך כלל מתחת לקנה המיקרוסקופ, קרוב לעצם הנצפה. הוא מורכב מ-8 עד 10 עדשות. תפקידו להגדיל (ליצור תמונה אמיתית מוגדלת לאובייקט), השני הוא להבטיח את איכות התמונה, והשלישי הוא להגביר את הרזולוציה. ניתן לחלק את עדשות האובייקטיביות הנפוצות להגדלה נמוכה (4×), הגדלה בינונית (10× או 20×), הגדלה גבוהה (40×) ועדשת אובייקטיבי טבילה בשמן (100×) לפי ההגדלה. עדשות אובייקטיביות מרובות מותקנות על גלגל מחליף המראה, וניתן לבחור את עדשת האובייקטיב עם מכפילים שונים על ידי סיבוב הפטיפון לפי הצורך.
ההגדלה של המיקרוסקופ היא הכפולה של העינית כפול המטרה. לדוגמה, אם העינית היא פי 10 ועדשת האובייקטיבית היא פי 40, ההגדלה היא פי 40×10 (הגדלה פי 400). מיקרוסקופ טוב יכול להגדיל פי 2000 ויכול להבחין בין שתי נקודות במרחק של 1×10-5 ס"מ זו מזו.
כאשר אור לבן עובר דרך העדשה הקמורה, לאור עם אורך גל קצר יותר (כחול-סגול) יש שבירה גדולה יותר מאשר לאור בעל אורך גל ארוך (אדום-כתום). לכן, בעת ההדמיה, ישנם ספקטרום שונים סביב התמונה, ויש עיגול של אור כחול או אדום. פגם צבע זה נקרא סטייה כרומטית. בשל הזוויות השונות שבהן האור נכנס (ויוצא) מהחלקים השונים של משטח העדשה, האור העובר בפריפריה של העדשה נשבר בזווית גדולה יותר מהאור העובר במרכז העדשה. לכן, תמונות מטושטשות ומעוותות מופיעות סביב היקף התמונה במהלך ההדמיה. פגם זה של עקמומיות משטח הדמיה נקרא סטייה כדורית. סדרה של קבוצות עדשות קמורות וקעורות בעלות צורות, מבנים ומרחקים שונים משתפות פעולה זו עם זו כדי לתקן סטייה כרומטית וסטייה כדורית במידה הרבה ביותר, ויוצרות תמונה בהירה, ברורה ומדויקת. זו הסיבה שהעינית או עדשת האובייקטיבית מורכבות מסט עדשות בהתאמה. עדשות כאלה נקראות אכרומטים תכנית.
כאשר אור מוקרן ממדיום אחד (כגון אוויר) למדיום צפוף יותר (כגון זכוכית), הוא יתכופף ל"קו הרגיל" (קו מאונך לממשק המדיום), כגון קו BOA באיור. 3. כאשר אור נכנס ממדיום צפוף (זכוכית) לתווך לא צפוף (אוויר), הוא יחרוג מה"קו הרגיל", כמו קו AOB (איור 3א). כאשר האור עובר דרך זכוכית המעבה (מקדם השבירה 1.51) ונכנס לאוויר, הוא גם יסטה וישבר כלפי חוץ, כך שכמות האור הנכנסת לעדשת האובייקטיבית מצטמצמת מאוד, וגם רזולוציית התמונה מצטמצמת. בעת שימוש בעדשת אובייקטיבית פי 100, אם ממלאים שמן בין עדשת האובייקטיב לזכוכית הכיסוי (מקדם השבירה הוא גם 1.51) כדי לבודד את האוויר, האור יכול להיכנס לעדשת האובייקטיב כמעט ללא שבירה, מה שמגביר את הבהירות והרזולוציה של התמונה . יעדים כאלה נקראים יעדי טבילת שמן (איור 3ב).
המעבה ממוקם מתחת לבמת המיקרוסקופ, שיכול לרכז את האור ממקור האור, לרכז את האור על הדגימה ולהפוך את הדגימה להקרנה שווה בעוצמת אור מתונה. הקצה התחתון של המעבה מצויד בעצירת צמצם (דיאפרגמה) לשליטה בעובי הקורה.
מקור ההארה של מיקרוסקופ אופטי רגיל ממוקם מתחת למעבה, שהוא נורה חזקה מיוחדת עם תאורה אחידה, ומצויד בנגד משתנה לשינוי עוצמת האור.
מאחר שאור מקור האור של מיקרוסקופ אופטי רגיל משדר מתחתית גוף העדשה, עובר דרך עדשת המעבה, עדשת האובייקטיב ומגיע אל העינית, יש לחתוך את הדגימה הנצפה לפרוסות דקות בעובי של כ. 6 מיקרומטר שיכול להעביר אור במחקר רפואי וביולוגי. וכדי לצבוע כדי להראות רקמות ותאים שונים ומבנים עדינים אחרים. כל תהליך העיבוד נקרא טכניקת פרוסות הרקמה הקונבנציונלית, כולל בחירת חומרי רקמה מתאימים, קיבועם בתמיסת פורמלדהיד (פורמלין), התייבשות באלכוהול שלב אחר שלב, הטבעה בפרפין, חיתוך הרקמה לפרוסות דקות עם מיקרוטום והרכבתן. על שקופיות זכוכית, ולאחר מכן לאחר צביעה עם צבע המטוקסילין-אאוזין, שקופיות הרקמה הותקנו לבסוף בדבק שרף אופטי. ניתן לאחסן שקופיות רקמות מוכנות לאורך זמן.
העינית ועדשת האובייקטיבית של המיקרוסקופ מותקנות בשני קצוות קנה העדשה, והמרחק שלהן קבוע. הנח את שקופית הרקמה על הבמה, וסובב את בורג ההתאמה הגסה כדי לקרב את הבמה לעדשת המטרה. פרוסת הרקמה נכנסת למישור המוקד של עדשת המטרה, וניתן לראות את תמונת הרקמה בדגימה בעינית. לאחר מכן השתמש בבורג הכוונון העדין כדי להפוך את התמונה בעינית לברורה לצפייה. בעת שינוי ההגדלה, יש להחליף את העינית או עדשת האובייקטיב.
