ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के मुख्य अनुप्रयोग क्या हैं
ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप एक प्राचीन और युवा वैज्ञानिक उपकरण है। इसके जन्म के बाद से इसका तीन सौ साल का इतिहास है। ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जैसे जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान, भौतिकी, खगोल विज्ञान आदि में। कुछ वैज्ञानिक शोध कार्यों में यह माइक्रोस्कोप से अविभाज्य है।
वर्तमान में, यह लगभग विज्ञान और प्रौद्योगिकी की एक छवि समर्थन बन गया है। आपको केवल यह देखने के लिए कि यह सच है, विज्ञान और प्रौद्योगिकी के बारे में मीडिया रिपोर्टों में उनकी लगातार उपस्थिति को देखने की आवश्यकता है।
जीव विज्ञान में, प्रयोगशाला इस प्रायोगिक उपकरण से अविभाज्य है, जो शिक्षार्थियों को अज्ञात दुनिया का अध्ययन करने में मदद कर सकती है; दुनिया को समझने के लिए।
अस्पताल सूक्ष्मदर्शी के लिए सबसे बड़े आवेदन स्थान हैं। वे मुख्य रूप से रोगियों के शरीर के तरल पदार्थ, मानव शरीर पर आक्रमण करने वाले बैक्टीरिया, कोशिका संरचना में परिवर्तन आदि की जांच करने के लिए उपयोग किए जाते हैं, और उपचार योजना तैयार करने के लिए संदर्भ और सत्यापन विधियों के साथ डॉक्टरों को प्रदान करते हैं। माइक्रोसर्जरी में, माइक्रोस्कोप डॉक्टर का एकमात्र उपकरण है; कृषि में, प्रजनन, कीट नियंत्रण और अन्य कार्य माइक्रोस्कोप की सहायता के बिना नहीं हो सकते; औद्योगिक उत्पादन में, ठीक भागों का प्रसंस्करण, निरीक्षण और असेंबली समायोजन, और भौतिक गुणों का अध्ययन संभव है। उनकी प्रतिभा दिखाने के लिए एक जगह; आपराधिक जांचकर्ता अक्सर वास्तविक अपराधी को निर्धारित करने के लिए एक महत्वपूर्ण साधन के रूप में विभिन्न सूक्ष्म अपराधों का विश्लेषण करने के लिए सूक्ष्मदर्शी पर भरोसा करते हैं; पर्यावरण संरक्षण विभाग भी विभिन्न ठोस प्रदूषकों का पता लगाने के लिए सूक्ष्मदर्शी का उपयोग करते हैं; भूवैज्ञानिक और खनन इंजीनियर और सांस्कृतिक अवशेष और पुरातत्वविद सूक्ष्मदर्शी की मदद लेते हैं। सूक्ष्मदर्शी द्वारा पाए गए सुरागों का उपयोग गहरी भूमिगत खानों का न्याय करने या धूल भरे इतिहास की वास्तविक छवि का अनुमान लगाने के लिए किया जा सकता है; यहां तक कि लोगों का दैनिक जीवन भी माइक्रोस्कोप से अविभाज्य है, जैसे सौंदर्य और हेयरड्रेसिंग उद्योग, जो त्वचा, बालों आदि का पता लगाने के लिए माइक्रोस्कोप का उपयोग कर सकते हैं। सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त करें। यह देखा जा सकता है कि माइक्रोस्कोप लोगों के उत्पादन और जीवन के साथ कितनी बारीकी से जुड़ा हुआ है।
विभिन्न अनुप्रयोग उद्देश्यों के अनुसार, सूक्ष्मदर्शी को मोटे तौर पर वर्गीकृत किया जा सकता है, और चार सामान्य श्रेणियां हैं: जैविक सूक्ष्मदर्शी, मेटलोग्राफिक सूक्ष्मदर्शी, स्टीरियो सूक्ष्मदर्शी, और ध्रुवीकरण सूक्ष्मदर्शी। जैसा कि नाम से पता चलता है, जैविक सूक्ष्मदर्शी मुख्य रूप से बायोमेडिसिन में उपयोग किए जाते हैं, और अवलोकन वस्तुएं ज्यादातर पारदर्शी या पारभासी सूक्ष्म शरीर होती हैं; मैटलोग्राफिक माइक्रोस्कोप मुख्य रूप से अपारदर्शी वस्तुओं की सतह का निरीक्षण करने के लिए उपयोग किया जाता है, जैसे कि मेटलोग्राफिक संरचना और सामग्री की सतह दोष; जब वस्तु को बड़ा और प्रतिबिम्बित किया जाता है, तो यह वस्तु और छवि को मानव आँख के सापेक्ष सुसंगत बनाता है, और इसमें गहराई की भावना होती है, जो लोगों की पारंपरिक दृश्य आदतों के अनुरूप होती है; ध्रुवीकृत प्रकाश माइक्रोस्कोप विभिन्न सूक्ष्म वस्तुओं घटक को अलग करने के लिए ध्रुवीकृत प्रकाश के लिए विभिन्न सामग्रियों के संचरण या प्रतिबिंब विशेषताओं का उपयोग करता है। इसके अलावा, कुछ विशेष प्रकारों को भी उप-विभाजित किया जा सकता है, जैसे कि एक उलटा जैविक माइक्रोस्कोप या एक संस्कृति माइक्रोस्कोप, जो एक जैविक माइक्रोस्कोप है जो मुख्य रूप से संस्कृति पोत के नीचे संस्कृति का निरीक्षण करने के लिए उपयोग किया जाता है; प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोप विशिष्ट कम तरंग दैर्ध्य प्रकाश को अवशोषित करने के लिए कुछ पदार्थों का उपयोग करता है और इन पदार्थों के अस्तित्व का पता लगाने और उनकी सामग्री का निर्धारण करने के लिए विशिष्ट लंबी तरंग दैर्ध्य प्रकाश उत्सर्जित करने की विशेषताएं; तुलनात्मक सूक्ष्मदर्शी एक ही दृश्य क्षेत्र में दो वस्तुओं की अगल-बगल या आरोपित छवियां बना सकते हैं, ताकि दो वस्तुओं की समानता और अंतर की तुलना की जा सके।
पारंपरिक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप मुख्य रूप से ऑप्टिकल सिस्टम और यांत्रिक संरचनाओं से बने होते हैं जो उनका समर्थन करते हैं। ऑप्टिकल सिस्टम में ऑब्जेक्टिव लेंस, ऐपिस और कंडेनसर शामिल होते हैं, जो विभिन्न ऑप्टिकल ग्लास से बने जटिल आवर्धक ग्लास होते हैं। ऑब्जेक्टिव लेंस नमूने को बड़ा करता है, और इसका आवर्धन M निम्नलिखित सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है: M ऑब्जेक्ट =Δ∕f'ऑब्जेक्ट, जहां f'ऑब्जेक्ट ऑब्जेक्टिव लेंस की फोकल लंबाई है, और Δ को इस रूप में समझा जा सकता है अभिदृश्यक लेंस और नेत्रिका के बीच की दूरी। ऐपिस ऑब्जेक्टिव लेंस द्वारा बनाई गई छवि को फिर से आवर्धित करता है, अवलोकन के लिए लोगों की आंखों के सामने 250 मिमी पर एक आभासी छवि बनाता है। यह अधिकांश लोगों के लिए सबसे आरामदायक अवलोकन स्थिति है। नेत्रिका का आवर्धन M नेत्र=250/f' नेत्र है, f' नेत्र नेत्रिका की फोकल लंबाई है। माइक्रोस्कोप का कुल आवर्धन ऑब्जेक्टिव लेंस और ऐपिस का उत्पाद है, यानी M=Mobject*Meye=Δ*250∕f'eye*f;ऑब्जेक्ट। यह देखा जा सकता है कि ऑब्जेक्टिव लेंस और ऐपिस की फोकल लंबाई कम करने से कुल आवर्धन में वृद्धि होगी, जो सूक्ष्मदर्शी के साथ बैक्टीरिया जैसे सूक्ष्मजीवों को देखने की कुंजी है, और यह इसके और साधारण आवर्धक चश्मे के बीच का अंतर भी है।
तो, क्या आवर्धन बढ़ाने के लिए एफ 'ऑब्जेक्ट एफ' जाल को असीम रूप से कम करने की कल्पना की जा सकती है ताकि हम अधिक सूक्ष्म वस्तुओं को देख सकें? जवाब न है! ऐसा इसलिए है क्योंकि इमेजिंग के लिए उपयोग किया जाने वाला प्रकाश अनिवार्य रूप से एक विद्युत चुम्बकीय तरंग है, इसलिए प्रसार प्रक्रिया के दौरान विवर्तन और हस्तक्षेप अनिवार्य रूप से होगा, ठीक उसी तरह जैसे पानी की सतह पर लहरें जो हम दैनिक जीवन में देखते हैं बाधाओं का सामना करते समय, और जब दो स्तंभ जल की लहरें मिलती हैं, वे एक दूसरे को मजबूत कर सकती हैं। या कमजोर। जब बिंदु के आकार के प्रकाश उत्सर्जक वस्तु बिंदु से उत्सर्जित प्रकाश तरंग वस्तुनिष्ठ लेंस में प्रवेश करती है, वस्तुनिष्ठ लेंस का फ्रेम प्रकाश के प्रसार में बाधा डालता है, जिसके परिणामस्वरूप विवर्तन और हस्तक्षेप होता है। कमजोर और धीरे-धीरे कमजोर पड़ने वाली तीव्रता के साथ प्रभामंडल की एक श्रृंखला है। हम केंद्रीय उज्ज्वल स्थान को हवादार डिस्क कहते हैं। जब दो प्रकाश उत्सर्जक बिंदु एक निश्चित दूरी के करीब होते हैं, तो दो प्रकाश बिंदु तब तक ओवरलैप होंगे जब तक कि उन्हें दो प्रकाश बिंदुओं के रूप में पुष्टि नहीं की जा सकती। रेले ने एक कसौटी प्रस्तावित की, जो यह है कि जब दो प्रकाश धब्बों के केंद्रों के बीच की दूरी हवादार डिस्क की त्रिज्या के बराबर होती है, तो दो प्रकाश धब्बों को अलग किया जा सकता है। गणना के बाद, इस समय दो प्रकाश उत्सर्जक बिंदुओं के बीच की दूरी e=0.61 ∕n.sinA=0.61 ∕ NA में, सूत्र में, प्रकाश की तरंग दैर्ध्य है तरंग, प्रकाश तरंग की तरंग दैर्ध्य जो मानव आँख प्राप्त कर सकती है वह लगभग 0 है। 4-0। 7um, n उस माध्यम का अपवर्तक सूचकांक है जहां प्रकाश उत्सर्जक बिंदु स्थित है, जैसे कि में हवा, n≈1, पानी में, n≈1.33, और A वस्तुनिष्ठ लेंस के फ्रेम के चमकदार बिंदु के उद्घाटन कोण का आधा है, और NA को वस्तुनिष्ठ लेंस का संख्यात्मक छिद्र कहा जाता है। उपरोक्त सूत्र से यह देखा जा सकता है कि दो बिंदुओं के बीच की दूरी जिसे वस्तुनिष्ठ लेंस भेद कर सकता है, प्रकाश की तरंग दैर्ध्य और संख्यात्मक एपर्चर द्वारा सीमित है। चूंकि सबसे तेज मानव आंख की तरंग दैर्ध्य लगभग 0.5um है, कोण A 90 डिग्री से अधिक नहीं हो सकता है, और sinA हमेशा 1 से कम होता है। उपलब्ध प्रकाश-संचारण माध्यम के लिए अधिकतम अपवर्तक सूचकांक लगभग 1.5 है, इसलिए ई मान हमेशा 0.2um से अधिक होता है, जो कि सबसे छोटी सीमा दूरी है जिसे एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप हल कर सकता है। माइक्रोस्कोप आवर्धन के माध्यम से, यदि आप वस्तु बिंदु दूरी ई को बढ़ाना चाहते हैं, जिसे ऑब्जेक्टिव लेंस द्वारा एक निश्चित एनए मान के साथ हल किया जा सकता है, जिसे मानव आंख द्वारा अलग किया जा सकता है, मी 0.15 मिमी से अधिक या बराबर, जहां {{30}}.15 मिमी प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त मानव आंख है दो सूक्ष्म वस्तुओं के बीच की न्यूनतम दूरी आंखों के सामने 250 मिमी रखी जाती है जिसे अलग किया जा सकता है, इसलिए एम (0.15∕0.61) से अधिक या बराबर में) NA≈500N.A, अवलोकन को बहुत अधिक श्रमसाध्य नहीं बनाने के लिए, यह M, यानी 500N को दोगुना करने के लिए पर्याप्त है। M से कम या बराबर 1000N.A से कम या बराबर माइक्रोस्कोप के कुल आवर्धन के लिए एक उचित चयन सीमा है। कोई फर्क नहीं पड़ता कि कुल आवर्धन कितना बड़ा है, यह अर्थहीन है, क्योंकि वस्तुनिष्ठ लेंस के संख्यात्मक छिद्र ने न्यूनतम रिजोल्वेबल दूरी को सीमित कर दिया है। छोटी वस्तुएं विस्तृत हैं।
ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप में इमेजिंग कंट्रास्ट एक अन्य महत्वपूर्ण मुद्दा है। तथाकथित विपरीत छवि सतह पर आसन्न भागों के बीच काले और सफेद विपरीत या रंग का अंतर है। मानव आँख के लिए 0.02 के नीचे की चमक में अंतर को आंकना मुश्किल है। थोड़ा अधिक संवेदनशील। कुछ माइक्रोस्कोप अवलोकन वस्तुएं, जैसे कि जैविक नमूने, विवरणों के बीच चमक में बहुत कम अंतर होता है। इसके अलावा, माइक्रोस्कोप ऑप्टिकल सिस्टम की डिजाइन और निर्माण त्रुटियां इमेजिंग कंट्रास्ट को और कम कर देती हैं और इसे अलग करना मुश्किल हो जाता है। इस समय, वस्तु का विवरण स्पष्ट रूप से नहीं देखा जा सकता है, इसलिए नहीं कि कुल आवर्धन बहुत कम है। , ऐसा इसलिए नहीं है क्योंकि वस्तुनिष्ठ लेंस का संख्यात्मक छिद्र बहुत छोटा है, बल्कि इसलिए है क्योंकि छवि सतह का कंट्रास्ट बहुत कम है।
वर्षों से, लोगों ने सूक्ष्मदर्शी की संकल्प शक्ति और इमेजिंग कंट्रास्ट को बेहतर बनाने के लिए कड़ी मेहनत की है। कंप्यूटर प्रौद्योगिकी और उपकरणों की निरंतर प्रगति के साथ, ऑप्टिकल डिजाइन के सिद्धांत और विधियों में भी लगातार सुधार हो रहा है। पता लगाने के तरीकों में निरंतर सुधार और अवलोकन विधियों के नवाचार ने ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की इमेजिंग गुणवत्ता को विवर्तन सीमा की सही डिग्री के करीब बना दिया है। यह सभी प्रकार के नमूनों के अनुसंधान के अनुकूल हो सकता है। यद्यपि इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप और अल्ट्रासोनिक माइक्रोस्कोप जैसे आवर्धक और इमेजिंग उपकरण हाल के वर्षों में क्रमिक रूप से सामने आए हैं, कुछ पहलुओं में उनका प्रदर्शन लाभप्रद है, लेकिन वे अभी भी सस्ते, सुविधाजनक और सहज नहीं हो सकते हैं, विशेष रूप से जीवित जीवों के अनुसंधान के लिए उपयुक्त हैं। प्रतिद्वंद्वी प्रकाश सूक्ष्मदर्शी, जो अभी भी अपनी जमीन को मजबूती से पकड़ते हैं। दूसरी ओर, लेजर, कंप्यूटर, नई सामग्री प्रौद्योगिकी और सूचना प्रौद्योगिकी के साथ मिलकर, प्राचीन ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप कायाकल्प कर रहा है और मजबूत जीवन शक्ति दिखा रहा है। डिजिटल माइक्रोस्कोप, लेजर कन्फोकल स्कैनिंग माइक्रोस्कोप, नियर-फील्ड स्कैनिंग माइक्रोस्कोप, दो-फोटोन माइक्रोस्कोप और विभिन्न नए कार्यों के साथ उपकरण या विभिन्न नई पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुकूल एक अंतहीन धारा में उभर कर सामने आते हैं, उदाहरण के तौर पर ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के अनुप्रयोग क्षेत्र का विस्तार करते हुए। मार्स रोवर से अपलोड की गई रॉक संरचनाओं की सूक्ष्म तस्वीरें कितनी रोमांचक हैं! हम पूरी तरह से विश्वास कर सकते हैं कि ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप एक नए दृष्टिकोण से मानव जाति को लाभान्वित करेगा।
