تشريح المجهر: مقدمة

الجزء 1

المجاهر هي أدوات مصممة لإنتاج صور مرئية أو فوتوغرافية مكبرة للأشياء الصغيرة.يجب أن ينجز المجهر ثلاث مهام: إنتاج صورة مكبرة للعينة، وفصل التفاصيل في الصورة، وجعل التفاصيل مرئية للعين البشرية أو الكاميرا.لا تتضمن هذه المجموعة من الأدوات تصميمات متعددة العدسات ذات أهداف ومكثفات فحسب، بل تتضمن أيضًا أجهزة بسيطة جدًا ذات عدسة واحدة غالبًا ما تكون محمولة باليد، مثل العدسة المكبرة.

المجهر الموضح في الشكل 1 هو مجهر مركب بسيط اخترعه عالم المجهر البريطاني روبرت هوك في وقت ما في ستينيات القرن السابع عشر.يحتوي هذا المجهر المصنوع بشكل جميل على عدسة موضوعية بالقرب من العينة ويتم التركيز عليها عن طريق تحويل جسم المجهر لتحريك الهدف بالقرب من العينة أو بعيدًا عنها.يتم إدخال عدسة عينية في الجزء العلوي من المجهر، وفي كثير من الحالات، توجد 'عدسة مجال' داخلية داخل البرميل لزيادة حجم مجال الرؤية.يتم إضاءة المجهر في الشكل 1 من خلال مصباح الزيت والخزان الكروي المملوء بالماء، كما هو موضح أيضًا في الشكل 1. وينتشر الضوء الصادر من المصباح عندما يمر عبر الخزان ثم يتم تركيزه على العينة باستخدام عدسة متصلة بالخزان .عانى هذا المجهر المبكر من انحراف لوني (وكروي)، وكانت جميع الصور التي تم عرضها في الضوء الأبيض تحتوي على 'هالات' كانت إما زرقاء أو حمراء اللون.

وبما أن العديد من مستخدمي المجهر يعتمدون على الملاحظة المباشرة، فمن المهم فهم العلاقة بين المجهر والعين.أعيننا قادرة على تمييز الألوان في الجزء المرئي من الطيف: من البنفسجي إلى الأزرق إلى الأخضر إلى الأصفر إلى البرتقالي إلى الأحمر؛ولا تستطيع العين إدراك الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة تحت الحمراء.العين أيضًا قادرة على استشعار الاختلافات في السطوع أو الشدة التي تتراوح من الأسود إلى الأبيض وجميع الظلال الرمادية بينهما.وبالتالي، لكي ترى الصورة بالعين، يجب أن يتم تقديم الصورة للعين بألوان الطيف المرئي و/أو بدرجات متفاوتة من شدة الضوء.مستقبلات العين في شبكية العين المستخدمة لاستشعار اللون هي الخلايا المخروطية.الخلايا التي تحدد مستويات الشدة، وليس اللون، هي الخلايا العصوية.وتقع هذه الخلايا على شبكية العين في الجزء الخلفي من داخل العين.الجزء الأمامي من العين (انظر الشكل 2)، بما في ذلك القزحية، والقرنية المنحنية، والعدسة هي على التوالي آليات قبول الضوء وتركيزه على شبكية العين.

لكي تتم رؤية الصورة بوضوح، يجب أن تنتشر على شبكية العين بزاوية بصرية كافية.ما لم يسقط الضوء على صفوف غير متجاورة من خلايا الشبكية (وظيفة التكبير وانتشار الصورة)، فإننا غير قادرين على التمييز بين التفاصيل المتقاربة باعتبارها منفصلة (محلولة).علاوة على ذلك، يجب أن يكون هناك تباين كافٍ بين التفاصيل المتجاورة و/أو الخلفية لجعل الصورة المكبرة والمحلية مرئية.

بسبب قدرة عدسة العين المحدودة على تغيير شكلها، فإن الأجسام القريبة جدًا من العين لا يمكن تركيز صورها على شبكية العين.مسافة المشاهدة التقليدية المقبولة هي 10 بوصات أو 25 سم.

منذ أكثر من خمسمائة عام، تم تطوير مكبرات زجاجية بسيطة.كانت هذه عدسات محدبة (أكثر سمكًا في الوسط من المحيط).يمكن بعد ذلك تركيز العينة أو الجسم باستخدام المكبر الموجود بين الجسم والعين.ويمكن لهذه 'المجاهر البسيطة' أن تنشر الصورة على شبكية العين عن طريق التكبير من خلال زيادة زاوية الرؤية على الشبكية.

وصل 'المجهر البسيط' أو العدسة المكبرة إلى أعلى مستوياته من الكمال، في القرن السابع عشر، في أعمال أنطون فون ليفينهوك الذي كان قادرًا على رؤية الحيوانات وحيدة الخلية (التي أطلق عليها اسم 'الحيوانات') وحتى بعض الحيوانات. بكتيريا أكبر بمجهر بسيط مشابه لتلك الموضحة في الشكل 3. الصورة التي ينتجها هذا المكبر، التي يتم وضعها بالقرب من عين المراقب، تظهر كما لو كانت على نفس الجانب من العدسة مثل الجسم نفسه.وتعرف مثل هذه الصورة، التي ينظر إليها كما لو كانت على بعد عشر بوصات من العين، بالصورة الافتراضية ولا يمكن التقاطها في فيلم.