RSS

กล้องจุลทรรศน์

ความเป็นมาของกล้องจุลทรรศน์

     กล้องจุลทรรศน์เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่มีความสำคัญต่อมวลมนุษยชาติเราเป็นอย่างมาก ด้วยเป็นเครื่องมือมหัศจรรย์ที่นำมนุษย์ไปสู่การค้นพบกับมิติของโลกอีกมุมหนึ่งที่เต็มไปด้วยสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กนานาชนิด ไม่ว่าจะเป็นสาหร่าย โปรโตซัว แบคทีเรีย เห็ด รา แม้กระทั่งตัวการสำคัญที่ก่อให้เกิดโรคร้ายแรงแก่มนุษย์เรา ซึ่งมีขนาดไม่กี่ไมครอน เช่น ตัวอมีบา และไวรัสสายพันธุ์ต่างๆ ก็ยังสามารถมองเห็นกลไกลและลักษณะของตัวมันได้อย่างชัดเจน กล้องจุลทรรศน์จึงนับว่าเป็นสุดยอดของเครื่องประดิษฐ์ เพราะไม่เพียงแต่ช่วยให้เรามองเห็นสิ่งที่ตาคนเราไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าแล้วยังช่วยในกระบวนการศึกษาโครงสร้างภายในของเนื้อเยื่อมนุษย์เพื่อนำไปประกอบการวินิจฉัยและการรักษาโรคต่างๆอีกมากมาย
โดยทั่วไปแล้ว คนที่มีสายตาปกติจะสามารถมองเห็นวัตถุที่มีขนาดเล็กที่สุดได้เพียงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางไม่น้อยกว่า 0.1 มิลลิเมตร ส่วนวัตถุที่มีขนาดเล็กกว่านี้นั้น สายตาคนเราจะไม่สามารถมองเห็นได้ ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงได้คิดประดิษฐ์เครื่องมือที่ช่วยให้เราสามารถมองเห็นวัตถุที่สายตาคนเราไม่สามารถมองเห็นได้ และบุคคลแรกที่สามารถประดิษฐ์เครื่องมือที่ช่วยให้เราสามารถมองเห็นวัตถุเหล่านั้นได้ มีชื่อว่า Antony Van Leeuwenhoek เป็นชาวเนเธอร์แลนด์ ซึ่งได้บรรยายถึงพืชและสัตว์ขนาดจิ๋วที่ไม่อาจมองเห็นด้วยตาเปล่าเป็นครั้งแรก และเครื่องมือที่ Leeuwenhoek ประดิษฐ์ขึ้นมานั้น ใช้เพียงเลนส์นูนเพียงอันเดียว ทำให้ขยายวัตถุที่ดูให้ใหญ่ขึ้น แต่ประสิทธิภาพของกำลังขยายภาพยังต่ำ เครื่องมือที่ประดิษฐ์ขึ้นมานั้นถูกเรียกว่า “กล้องจุลทรรศน์เลนส์เดี่ยวหรือแว่นขยาย” ซึ่งสามารถขยายได้ถึง

Antony Van Leeuwenhoek 270 เท่า เขาใช้กล้องจุลทรรศน์ในการศึกษาหยดน้ำ จากบึง และแม่น้ำ และจากน้ำฝน ที่รองเก็บไว้ในหม้อ เห็นสิ่งมีชีวิต ชนิดเล็กๆ มากมาย คือ พบแบคทีเรีย สาหร่าย โปรโตซัว สัตว์น้ำขนาดเล็ก แล้วยังส่องดูสิ่งต่างๆ เช่น เม็ดโลหิตแดง เซลล์สืบพันธุ์ ของสัตว์เพศผู้ กล้ามเนื้อ เป็นต้น จึงได้ส่งข้อมูลเผยแพร่ ทำให้ได้ชื่อว่าเป็นคนพบ จุลินทรีย์เป็นคนแรก ต่อมา Robert Hooke ได้ปรับปรุงแก้ไขให้ดีขึ้น โดยเพิ่มในส่วนของแหล่งกำเนิดแสง (Flame) และเลนส์รวมแสง (Condenser) ช่วยในการรวมแสงให้เข้มขึ้น ซึ่งในปัจจุบันนี้ กล้องจุลทรรศน์มีหลายชนิดด้วยกัน และแบ่งตามแหล่งกำเนิดแสงได้เป็น 2 ชนิดคือ
1. กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้แสง (Light Microscope : LM)
2. กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (Electron Microscope)

กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้แสง (LM) แบ่งออกเป็น 2 ชนิดด้วยกันคือ
1. กล้องจุลทรรศน์อย่างง่ายหรือแว่นขยาย (Compound Microscope or Magnifying glass) ซึ่งใช้เพียงเลนส์นูนเพียงอันเดียวเป็นตัวช่วยในการขยายวัตถุให้ดูใหญ่ขึ้น และภาพที่ได้จะเป็นภาพเสมือน

2. กล้องจุลทรรศน์เชิงซ้อน (Compound Light Microscope) เป็นกล้องจุลทรรศน์ที่มีระบบเลนส์ที่ทำหน้าที่ขยายภาพ 2 ชุดด้วยกัน คือ เลนส์ใกล้วัตถุ และเลนส์ใกล้ตา กล้องจุลทรรศน์เชิงซ้อนมีหลาย กล้องจุลทรรศน์ชนิดเลนส์เดี่ยวชนิด แต่ชนิดที่ใช้งานทั่วไปในห้องปฏิบัติการ
จะเป็นชนิด Light field Microscope หรือ Bright field Microscope หลักการทำงานของกล้องจุลทรรศน์ชนิดนี้คือ เมื่อแสงไฟจากหลอดไฟเป็นแหล่งกำเนิดแสงจะถูกรวบรวมแสงโดย condenser lens ไปตกที่วัตถุที่วางบนแท่นวางวัตถุ (Specimen stage) จากนั้นเลนส์ใกล้วัตถุ (objective lens) จะเป็นตัวขยายวัตถุให้ได้ภาพที่ใหญ่ขึ้น แล้วจะส่งต่อไปยัง เลนส์ใกล้ตา (ocular lens) เพื่อขยายภาพสุดท้าย

กล้องจุลทรรศน์ขยายภาพได้อย่างไร เลนส์ใกล้วัตถุ(Objective lens) เป็นเลนส์แรกที่ทำหน้าที่ขยายภาพให้ใหญ่ขึ้นและเป็นเลนส์ที่มีความยาวโฟกัสสั้นสั้น ดังนั้นวัตถุที่จะศึกษาจะต้องอยู่ห่างจากเลนส์วัตถุมากกว่าทางยาวโฟกัสเล็กน้อย เลนส์ใกล้วัตถุจะสร้างภาพแรกขึ้นมาเป็นภาพจริงหัวกลับขนาดขยาย โดยที่ตำแหน่งของภาพจะไปตกใกล้เลนส์ใกล้ตา (Ocular lens หรือ Eyepiece) ซึ่งใกล้เลนส์มากกว่าทางยาวโฟกัสของเลนส์ ทำให้เกิดภาพเสมือนหัวกลับขนาดขยาย เข้าถึงได้ที่http://www1.stkc.go.th/stportalDocument/stportal1170654028

ชนิดของกล้องจุลทรรศน์

 กล้องจุลทรรศน์สามารถแบ่งออกเป็นประเภทใหญ่ๆได้ 2 ประเภท คือ กล้องจุลทรรศน์แบบแสง (Optical microscopes) และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน(Electron microscopes)

 กล้องจุลทรรศน์ชนิดที่พบได้มากที่สุด คือชนิดที่ประดิษฐ์ขึ้นเป็นครั้งแรก เรียกว่า กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง (optical microscope) เป็นอุปกรณ์ใช้แสงอย่างหนึ่ง มีเลนส์อย่างน้อย 1 ชิ้น เพื่อทำการขยายภาพวัตถุที่วางในระนาบโฟกัสของเลนส์นั้นๆ

กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง

  1. Light microscope เป็นกล้องจุลทรรศน์ที่พบอยู่ทั่วไป โดยเวลาส่องดูจะเห็นพื้นหลังเป็นสีขาว และจะเห็นเชื้อจุลินทรีย์มีสีเข้มกว่า
  2. Stereo microscope เป็นกล้องจุลทรรศน์ที่ส่องดูสิ่งมีชีวิตที่ไม่เล็กมาก ส่องดูเป็น3มิติ ส่วนใหญ่จะใช้ในการศึกษาแมลง
  3. Dark field microscoe เป็นกล้องจุลทรรศน์ที่มีพื้นหลังเป็นสีดำ เห็นเชื้อจุลินทรีย์สว่าง เหมาะสำหรับใช้ส่องจุลินทรีย์ที่มีขนาดเล็ก ที่ติดสียาก
  4. Phase contrast microscope ใช้สำหรับส่องเชื้อจุลินทรีย์ที่ยังไม่ได้ทำการย้อมสี จะเห็นชัดเจนกว่า Light microscope
  5. Fluorescence microscope ใช้แหล่งกำเนิดแสงเป็น อัลตราไวโอเลต ส่องดูจุลินทรีย์ที่ย้อมด้วยสารเรืองแสง ซึ่งเมื่อกระทบกับแสง UV จะเปลี่ยนเป็นแสงช่วงที่มองเห็นได้ แล้วแต่ชนิดของสารที่ใช้ พื้นหลังมักมีสีดำ

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (Electron microscope) เป็นกล้องจุลทรรศน์ที่มีกำลังการขยายสูงมาก เพราะใช้ลำแสงอิเล็กตรอนแทนแสงปกติและใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าแทนเลนส์แก้ว เป็นกล้องที่ใช้ในการศึกษาโครงสร้าง และส่วนประกอบของเซลล์ ได้อย่างละเอียด ที่กล้องชนิดอื่นไม่สามารถทำได้ มีกำลังขยาย 1,600เท่า

ส่วนประกอบของกล้องจุลทรรศน์ชนิด Light field Microscope หรือ Bright field Microscope
กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้ในห้องปฏิบัติการทั่วไป Light field Microscope หรือ Bright field Microscope

ส่วนประกอบต่างๆของกล้องจุลทรรศน์ชนิด Bright field Microscope
1. ฐาน (Base) เป็นส่วนที่ใช้ในการตั้งกล้อง ทำหน้าที่รับน้ำหนักทั้งหมดของกล้องจุลทรรศน์
2. ลำกล้อง (Body) เป็นส่วนที่เชื่อมอยู่ระหว่างเลนส์ใกล้ตากับเลนส์ใกล้วัตถุ ทำหน้าที่ป้องกันการรบกวนจากแสงภายนอก
3. แขน (Arm) เป็นส่วนยึดลำกล้องและฐานไว้ด้วยกัน เป็นตำแหน่งที่ใช้จับเวลาเคลื่อนย้ายกล้องจุลทรรศน์
4. แท่นวางวัตถุ (Specimen stage) เป็นแท่นสำหรับวางสไลด์ตัวอย่างที่ต้องการศึกษา มีลักษณะเป็นแท่นสี่เหลี่ยมตรงกลางมีรูให้ลำแสงจากหลอดไฟส่องผ่านไปยังวัตถุที่ต้องการศึกษา แท่นวางวัตถุนี้สามารถเลื่อนขึ้นเลื่อนลงได้
5. ที่หนีบสไลด์ (Stage clip) อยู่บนแท่นวางวัตถุมี 1 คู่ ใช้สำหรับหนีบสไลด์ให้ติดกับแท่นวางวัตถุ
6. ปุ่มปรับภาพหยาบ (Coarse adjustment) เป็นปุ่มขนาดใหญ่ ใช้ในการปรับหาระยะภาพ
7. ปุ่มปรับภาพละเอียด (Fine adjustment) เป็นปุ่มขนาดเล็ก ทำหน้าที่ในการปรับภาพให้ชัดเจนมากขึ้น
8. เลนส์ใกล้วัตถุ (Objective lens) เป็นเลนส์ขยายภาพที่อยู่ใกล้วัตถุ มีกำลังขยายต่างกัน กล้องแต่ละอันจะมี 3 เลนส์ คือ
- เลนส์ใกล้วัตถุกำลังขยายต่ำ (Lower power) กำลังขยาย 4X, 10X
- เลนส์ใกล้วัตถุกำลังขยายสูง (High power) 40X
- เลนส์ใกล้วัตถุแบบ Oil Immersion ขนาด 100X
ภาพที่เกิดจากเลนส์ใกล้วัตถุจะเป็นจริงหัวกลับ
9. เลนส์ใกล้ตา (Ocular lens หรือ Eyepiece lens) ทำหน้าที่ขยายภาพที่ได้จากเลนส์ใกล้วัตถุให้มีขนาดใหญ่ขึ้น ภาพที่ได้จะเป็นภาพเสมือนหัวกลับ
10. จานหมุน (Revolving nosepiece) ใช้หมุนเมื่อต้องการเปลี่ยนกำลังขยายของเลนส์ใกล้วัตถุ
11. เลนส์รวมแสง (Condenser) จะอยู่ด้านใต้ของแท่นวางวัตถุ ทำหน้าที่รวมแสงให้เข้มขึ้นเพื่อส่งไปยังวัตถุที่ต้องการศึกษา
12. กระจกเงา (Mirror) ทำหน้าที่สะท้อนแสงจากธรรมชาติหรือจากหลอดไฟภายในห้องให้ส่องผ่านวัตถุ
13. ไอริส ไดอะแฟรม (Iris diaphragm) อยู่ใต้เลนส์รวมแสงทำหน้าที่ปรับปริมาณแสงให้เข้าสู่เลนส์ในปริมาณที่ต้องการ

ส่วนประกอบของกล้องจุลทรรศน์

 

วิธีการใช้กล้องจุลทรรศน์

การใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง (Light microscope) มีวิธีใช้ดังนี้
1. วางกล้องให้ฐานอยู่บนพื้นรองรับที่เรียบสม่ำเสมอเพื่อให้ลำกล้องตั้งตรง
2. หมุนเลนส์ใกล้วัตถุ (objective lens) อันที่มีกำลังขยายต่ำสุดมาอยู่ตรงกับลำกล้อง
3. ปรับกระจกเงาใต้แท่นวางวัตถุให้แสงสะท้อนเข้าลำกล้องเต็มที่
4. นำสไลด์ที่จะศึกษาวางบนแท่นวางวัตถุ ให้วัตถุอยู่ตรงกลางบริเวณที่แสงผ่าน แล้วมองด้านข้างตามแนวระดับแท่นวางวัตถุ ค่อย ๆ หมุนปุ่มปรับภาพหยาบ (coarse adjustment knob) ให้ลำกล้องเลื่อนมาอยู่ใกล้วัตถุที่จะศึกษามากที่สุด โดยระวังอย่าให้เลนส์ใกล้วัตถุสัมผัสกับกระจกปิดสไลด์ กล้องจุลทรรศน์บางรุ่นเมื่อหมุนปุ่มปรับภาพหยาบลำกล้องจะเคลื่อนที่ขึ้นและลงเข้าหาเลนส์ใกล้วัตถุ แต่กล้องบางรุ่นแท่นวางวัตถุวัตถุจะทำหน้าที่เลื่อนขึ้นลงเข้าหาเลนส์ใกล้วัตถุ
5. มองผ่านเลส์ใกล้ตา (eyepiece) ลงตามลำกล้อง พร้อมกับหมุนปุ่มปรับภาพหยาบขึ้นช้า ๆ จนมองเห็นวัตถุที่จะศึกษาค่อนข้างชัดเจน แล้วจึงเปลี่ยนมาหมุนปรับปุ่มภาพละเอียด (fine adjustment knob) เพื่อปรับภาพให้คมชัด อาจเลื่อนสไลด์ไปมาช้าง ๆ เพื่อให้สิ่งที่ต้องการศึกษามาอยู่กลางแนวลำกล้อง
6. ถ้าต้องการขยายภาพให้ใหญ่ขึ้น ให้หมุนเลนส์ใกล้วัตถุอันที่มีกำลังขยายสูงขึ้นเข้ามาในแนวลำกล้อง และไม่ต้องขยับสไลด์อีก แล้วหมุนปุ่มปรับภาพละเอียดเพื่อให้เห็นภาพชัดเจนขึ้น
7. การปรับแสงที่เข้าในลำกล้องให้มากหรือน้อย ให้หมุนแผ่นไดอะแฟรม (diaphragm) ปรับแสงตามต้องการ
กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้กันในโรงเรียนมีจำนวนเลนส์ใกล้วัตถุต่าง ๆ กันไป เช่น 1 อัน 2 อัน หรือ 3 อัน และมีกำลังขยายต่าง ๆ กันไป อาจเป็นกำลังขยายต่ำสุด( x4) กำลังขยายขนาดกลาง (x10) และกำลังขยายขนาดสูง (x40 , x80) หรือกำลังขยายสูงมาก ๆ ถึง x100 ส่วนกำลังขยายของเลนส์นั้นโดยทั่วไปโดยทั่วไปจะเป็น x10 แต่ก็มีบางกล้องที่เป็น x5 หรือ x15 กำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์คำนวณได้จากผลคูณของกำลังขยายของเลนส์ใกล้วัตถุกับกำลังขยายของเลนส์ใกล้ตา ซึ่งมีกำกับไว้ที่เลนส์

ข้อควรระวังในการใช้กล้องจุลทรรศน์

เนื่องจากกล้องจุลทรรศน์เป็นอุปกรณ์ที่มีราคาสูงและมีส่วนประกอบที่อาจเสียหายง่ายโดยเฉพาะเลนส์ จึงต้องใช้และเก็บรักษาด้วยความระมัดระวังให้ถูกวิธี ซึ่งมีงวิธีปฏิบัติดังนี้
1. การยกกล้อง ควรใช้มือหนึ่งจับที่แขนกล้อง (arm) และอีกมือหนึ่งรองที่ฐาน (base) และต้องให้ลำกล้องตั้งตรงเสมอเพื่อป้องกันการเลื่อนหลุดของเลนส์ใกล้ตา ซึ่งสามารถถอดออกได้ง่าย
2. สไลด์และกระจกปิดสไลด์ต้องไม่เปียก เพราะอาจทำให้แท่นวางวัตถุเกิดสนิม และทำให้เลนส์ใกล้วัตถุชื้นอาจเกิดราขึ้นที่เลนส์ได้
3. ขณะที่ตามองผ่านเลนส์ใกล้ตา เมื่อจะต้องหมุนปุ่มปรับภาพหยาบต้องมองด้านข้างตามแนวระดับแท่นวางวัตถุ และหมุนให้เลนส์ใกล้วัตถุกับแท่นวางวัตถุเคลื่อนเข้าหากัน เพราะเลนส์ใกล้วัตถุอาจกระทบกระจกสไลด์ทำให้เลนส์แตกได้
4. การหาภาพต้องเริ่มต้นด้วยเลนส์วัตถุกำลังขยายต่ำสุดก่อนเสมอ และปรับหาภาพให้ชัดเจนก่อน จึงค่อยใช้เลนส์ใกล้วัตถุที่มีกำลังขยายสูงขึ้น
5. เมื่อใช้เลนส์ใกล้วัตถุที่มีกำลังขยายสูง ถ้าจะปรับภาพให้ชัดให้หมุนเฉพาะปุ่มปรับภาพละเอียดเท่านั้น
6. ห้ามใช้มือแตะเลนส์ ในการทำความสะอาดให้ใช้กระดาษสำหรับเช็ดเลนส์เช็ดเท่านั้น
7. เมื่อใช้เสร็จแล้วต้องเอาวัตถุที่ศึกษาออก เช็ดแท่นวางวัตถุและเช็ดเลนส์ให้สะอาด หมุนเลนส์ใกล้วัตถุกำลังขยายต่ำสุดให้อยู่ตรงกับลำกล้อง และเลื่อนลำกล้องลงต่ำสุด ปรับกระจกให้อยู่ในแนวตั้งได้ฉากกับแท่นวางวัตถุเพื่อไม่ให้ฝุ่นลง แล้วเก็บใส่กล่องหรือใส่ตู้ให้เรียบร้อย
 

อ้างอิง :  http://nbschoolscitool.tripod.com/microscope.htm

             http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%81%E0%B8%A5%E0%B9%89%E0%B8%AD%E0%B8%87%E0%B8%88%E0%B8%B8%E0%B8%A5%E0%B8%97%E0%B8%A3%E0%B8%A3%E0%B8%A8%E0%B8%99%E0%B9%8C

 

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s

 
ติดตาม

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: