مجهر

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 13 صور
الموسوعة الحرة

المجهر أداة مخبرية تُستخدم لفحص الأجسام الصغيرة جدًا التي لا تُرى بالعين المجردة . علم المجهرية هو علم دراسة الأجسام والتركيبات الصغيرة باستخدام المجهر. والمجهرية تعني أنها غير مرئية للعين إلا بمساعدة المجهر.

توجد أنواع عديدة من المجاهر، ويمكن تصنيفها بطرق مختلفة. إحدى هذه الطرق هي وصف الطريقة التي يستخدمها الجهاز للتفاعل مع العينة وإنتاج الصور، إما عن طريق إرسال شعاع من الضوء أو الإلكترونات عبر العينة أو عليها في مساره البصري ، أو عن طريق الكشف عن انبعاثات الفوتونات من العينة، أو عن طريق المسح الضوئي على سطح العينة وعلى مسافة قصيرة منه باستخدام مسبار. [ 1 ] [ 2 ] يُعد المجهر الضوئي أكثر أنواع المجاهر شيوعًا (وأولها اختراعًا) ، حيث يستخدم عدسات لكسر الضوء المرئي الذي يمر عبر عينة مقطعة رقيقة ، أو لكسر الضوء المنعكس من سطح جسم ما لإنتاج صورة مرئية. ومن الأنواع الرئيسية الأخرى للمجاهر: مجهر التألق ، والمجهر الإلكتروني (بنوعيه: المجهر الإلكتروني النافذ والمجهر الإلكتروني الماسح )، وأنواع مختلفة من مجاهر المسح المجهري . [ 3 ]

تاريخ

مجاهر القرن الثامن عشر من متحف الفنون والحرف ، باريس

على الرغم من أن الأجسام التي تشبه العدسات يعود تاريخها إلى 4000 عام، وأن هناك روايات يونانية عن الخصائص البصرية للكرات المملوءة بالماء (القرن الخامس قبل الميلاد) تلتها قرون عديدة من الكتابات عن علم البصريات، فإن أقدم استخدام معروف للمجاهر البسيطة ( العدسات المكبرة ) يعود إلى الاستخدام الواسع النطاق للعدسات في النظارات في القرن الثالث عشر. [ 1 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] ظهرت أقدم الأمثلة المعروفة للمجاهر المركبة، التي تجمع بين عدسة موضوعية بالقرب من العينة وعدسة عينية لرؤية صورة حقيقية ، في أوروبا حوالي عام 1620. [ 8 ] المخترع غير معروف، على الرغم من وجود العديد من الادعاءات على مر السنين. يدور العديد منها حول مراكز صناعة النظارات في هولندا ، بما في ذلك ادعاءات بأنها اختُرعت في عام 1590 على يد زكرياس جانسن (ادعاء قدمه ابنه) أو والد زكرياس، هانز مارتنز، أو كليهما؛ [ 9 ] [ 10 ] يزعمون أنه تم اختراعه من قبل جارهم ومنافسهم صانع النظارات، هانز ليبرشي (الذي تقدم بطلب للحصول على براءة اختراع التلسكوب الأولى في عام 1608)؛ [ 11 ] ويزعمون أنه تم اختراعه من قبل المغترب كورنيليس دريبل ، الذي لوحظ أن لديه نسخة منه في لندن عام 1619. [ 12 ] [ 13 ] يبدو أن جاليليو جاليلي (الذي يُشار إليه أحيانًا كمخترع المجهر المركب) قد اكتشف بعد عام 1610 أنه يستطيع ضبط تركيز تلسكوبه عن قرب لرؤية الأجسام الصغيرة، وبعد رؤية مجهر مركب بناه دريبل معروضًا في روما عام 1624، قام ببناء نسخته المحسنة الخاصة. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] صاغ جيوفاني فابر ، في رسالة إلى فيديريكو سيزي ، اسم "ميكروسكوبيو " [ 17 ] للمجهر المركب الذي قدمه غاليليو إلى أكاديمية لينسي عام 1625 [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] (كان غاليليو قد أطلق عليه اسم " أوتشيولينو " أي "العين الصغيرة"). [ 20 ] رينيه ديكارت ( ديوبتريك)[ 21 ] يصف (1637) مجاهر تستخدم فيها مرآة مقعرة، يكون تقوسها باتجاه الجسم المراد فحصه، بالاقتران مع عدسة، لإضاءة الجسم، الذي يتم تثبيته على نقطة تثبته في بؤرة المرآة.

ظهور المجاهر الضوئية الحديثة

مجهر قائم من صنع جوزيف غوتيريدج في ستينيات القرن التاسع عشر، موجود في مجموعة معرض ومتحف هربرت للفنون

لم يظهر أول وصف تفصيلي للتشريح المجهري للأنسجة العضوية بناءً على استخدام المجهر حتى عام 1644، في كتاب جيامباتيستا أودييرنا L'occhio della mosca ، أو عين الذبابة . [ 22 ]

ظل المجهر ابتكارًا جديدًا إلى حد كبير حتى ستينيات وسبعينيات القرن السابع عشر، حين بدأ علماء الطبيعة في إيطاليا وهولندا وإنجلترا باستخدامه لدراسة علم الأحياء. بدأ العالم الإيطالي مارسيلو مالبيغي ، الذي يُطلق عليه بعض مؤرخي علم الأحياء لقب أبو علم الأنسجة ، تحليله للبنى البيولوجية بالرئتين. كان لنشر كتاب روبرت هوك " ميكروغرافيا " عام 1665 أثر بالغ، ويعود ذلك في معظمه إلى رسوماته التوضيحية الرائعة. ابتكر هوك عدسات دقيقة من كريات زجاجية صغيرة، صنعها بصهر أطراف خيوط من الزجاج المغزول. [ 21 ] وقدّم أنطوني فان ليفينهوك إسهامًا هامًا [ 7 ] ، إذ حقق تكبيرًا يصل إلى 300 ضعف باستخدام مجهر بسيط ذي عدسة واحدة. وضع عدسة كروية زجاجية صغيرة جدًا بين فتحتين في صفيحتين معدنيتين مثبتتين معًا، مع إبرة قابلة للتعديل بواسطة براغي لتثبيت العينة. [ 23 ] ثم أعاد فان ليفينهوك اكتشاف خلايا الدم الحمراء (بعد يان سوامردام ) والحيوانات المنوية ، وساهم في نشر استخدام المجاهر لرؤية البنية المجهرية البيولوجية. وفي 9 أكتوبر 1676، أعلن فان ليفينهوك عن اكتشاف الكائنات الدقيقة. [ 24 ]

مجهر كارل زايس المركب ثنائي العدسات، 1914

يعتمد أداء المجهر الضوئي المركب على جودة نظام العدسات المكثفة واستخدامه الصحيح لتركيز الضوء على العينة، وعلى العدسة الشيئية لالتقاط الضوء من العينة وتكوين الصورة. [ 8 ] كانت الأجهزة المبكرة محدودة الإمكانيات إلى أن تم فهم هذا المبدأ وتطويره بالكامل في أواخر القرن التاسع عشر وبداية القرن العشرين، وإلى أن أصبحت المصابيح الكهربائية متاحة كمصادر للضوء. في عام 1893، طور أوغست كولر مبدأً أساسيًا لإضاءة العينة، وهو إضاءة كولر ، التي تُعد جوهرية لتحقيق الحدود النظرية لدقة المجهر الضوئي. تُنتج هذه الطريقة إضاءة متجانسة وتتغلب على محدودية التباين والدقة التي فرضتها التقنيات المبكرة لإضاءة العينة. وشهدت إضاءة العينة تطورات أخرى بفضل اكتشاف تباين الطور على يد فريتس زيرنيكه عام 1953، وإضاءة التباين التداخلي التفاضلي على يد جورج نومارسكي عام 1955؛ وكلاهما يسمح بتصوير العينات الشفافة غير المصبوغة.

المجاهر الإلكترونية

مجهر إلكتروني صنعه إرنست روسكا عام 1933

في أوائل القرن العشرين، طُوِّر بديلٌ هامٌ للمجهر الضوئي، وهو جهازٌ يستخدم حزمةً من الإلكترونات بدلاً من الضوء لتكوين الصورة. طوّر الفيزيائي الألماني إرنست روسكا ، بالتعاون مع المهندس الكهربائي ماكس نول ، أول نموذجٍ أوليٍّ للمجهر الإلكتروني عام ١٩٣١، وهو المجهر الإلكتروني النافذ (TEM). يعمل المجهر الإلكتروني النافذ وفق مبادئ مشابهة للمجهر الضوئي، ولكنه يستخدم الإلكترونات بدلاً من الضوء، والمغناطيسات الكهربائية بدلاً من العدسات الزجاجية. يتيح استخدام الإلكترونات، بدلاً من الضوء، دقةً أعلى بكثير.

تبع تطوير المجهر الإلكتروني النافذ بسرعة في عام 1935 تطوير المجهر الإلكتروني الماسح بواسطة ماكس نول . [ 25 ] على الرغم من أن المجاهر الإلكترونية النافذة كانت تستخدم في الأبحاث قبل الحرب العالمية الثانية، وأصبحت شائعة بعدها، إلا أن المجهر الإلكتروني الماسح لم يكن متاحًا تجاريًا حتى عام 1965.

انتشرت المجاهر الإلكترونية النافذة بعد الحرب العالمية الثانية . قام إرنست روسكا، الذي كان يعمل في شركة سيمنز ، بتطوير أول مجهر إلكتروني نافذ تجاري، وفي خمسينيات القرن العشرين، بدأت المؤتمرات العلمية الكبرى حول المجهر الإلكتروني تُعقد. وفي عام 1965، طوّر البروفيسور السير تشارلز أوتلي وطالبه غاري ستيوارت أول مجهر إلكتروني ماسح تجاري، وقامت شركة كامبريدج للأجهزة بتسويقه تحت اسم "ستيريوسكان".

من أحدث الاكتشافات المتعلقة باستخدام المجهر الإلكتروني القدرة على تحديد الفيروسات. [ 26 ] ولأن هذا المجهر يُنتج صورة واضحة ومرئية للعضيات الصغيرة، فإنه لا يحتاج إلى كواشف لرؤية الفيروس أو الخلايا الضارة، مما يجعله وسيلة أكثر فعالية للكشف عن مسببات الأمراض.

مجاهر المسح المجهري

أول مجهر للقوة الذرية

بين عامي 1981 و1983، عمل جيرد بينيج وهينريش روهرر في شركة IBM بزيورخ ، سويسرا، لدراسة ظاهرة النفق الكمومي . وقد ابتكرا جهازًا عمليًا، وهو مجهر المسح المجهري، استنادًا إلى نظرية النفق الكمومي، لقياس القوى الصغيرة جدًا المتبادلة بين مسبار وسطح العينة. يقترب المسبار من السطح لدرجة تسمح للإلكترونات بالتدفق باستمرار بين المسبار والعينة، مما يُحدث تيارًا كهربائيًا من السطح إلى المسبار. لم يلقَ المجهر استحسانًا في البداية نظرًا لتعقيد التفسيرات النظرية الكامنة وراءه. في عام 1984، بدأ جيري تيرسوف ودي. آر. هامان، أثناء عملهما في مختبرات بيل التابعة لشركة AT&T في موراي هيل، نيو جيرسي، بنشر مقالات تربط النظرية بالنتائج التجريبية التي تم الحصول عليها بواسطة الجهاز. تبع ذلك مباشرةً في عام 1985 ظهور أجهزة تجارية عاملة، وفي عام 1986، اخترع جيرد بينيج وكوايت وجيربر مجهر القوة الذرية ، ثم نال بينيج وروهرر جائزة نوبل في الفيزياء عن مجهر المسح المجهري. [ 27 ]

استمر تطوير أنواع جديدة من مجاهر المسح الضوئي مع تقدم القدرة على تصنيع المجسات والأطراف فائقة الدقة.

مجاهر التألق

مجهر فلوري مزود ببرج مكعبات الترشيح فوق العدسات الشيئية، ومقترن بكاميرا

تركز أحدث التطورات في مجال المجهر الضوئي بشكل كبير على ظهور المجهر الفلوري في علم الأحياء . [ 28 ] خلال العقود الأخيرة من القرن العشرين، ولا سيما في عصر ما بعد الجينوم ، طُوّرت العديد من التقنيات لتلوين التراكيب الخلوية بالفلورة. [ 28 ] تشمل المجموعات الرئيسية لهذه التقنيات التلوين الكيميائي الموجه لتراكيب خلوية محددة، على سبيل المثال، استخدام مركب DAPI الكيميائي لوسم الحمض النووي ، واستخدام الأجسام المضادة المرتبطة بمؤشرات فلورية (انظر التألق المناعي) ، والبروتينات الفلورية، مثل البروتين الفلوري الأخضر . [ 29 ] تستخدم هذه التقنيات هذه الفلوروفورات المختلفة لتحليل بنية الخلية على المستوى الجزيئي في كل من العينات الحية والمثبتة.

أدى ظهور مجهر التألق إلى تطوير تصميم مجهري حديث رئيسي، وهو المجهر متحد البؤر . وقد حصل مارفن مينسكي على براءة اختراع لمبدأ هذا المجهر عام 1957 ، إلا أن تقنية الليزر حدّت من التطبيق العملي لهذه التقنية. ولم ينتشر استخدام المجهر متحد البؤر الماسح بالليزر عمليًا إلا عام 1978، حين طوّر توماس وكريستوف كريمر أول مجهر عملي من هذا النوع، وسرعان ما اكتسبت هذه التقنية شعبية واسعة خلال ثمانينيات القرن العشرين.

مجاهر فائقة الدقة

تركز معظم الأبحاث الحالية (في أوائل القرن الحادي والعشرين) حول تقنيات المجهر الضوئي على تطوير تحليل فائق الدقة للعينات الموسومة بالفلورة. يمكن للإضاءة المنظمة تحسين الدقة بمقدار يتراوح بين ضعفين إلى أربعة أضعاف، وتقترب تقنيات مثل مجهر استنزاف الانبعاث المحفز (STED) من دقة المجاهر الإلكترونية. [ 30 ] يحدث هذا لأن حد الحيود ينشأ من الضوء أو الإثارة، مما يستلزم مضاعفة الدقة للوصول إلى حالة التشبع الفائق. مُنح ستيفان هيل جائزة نوبل في الكيمياء عام 2014 لتطويره تقنية STED، إلى جانب إريك بيتزيغ وويليام مورنر اللذين طوّرا مجهر الفلورة لتصوير الجزيئات المفردة. [ 31 ]

مجاهر الأشعة السينية

المجاهر بالأشعة السينية هي أجهزة تستخدم الإشعاع الكهرومغناطيسي، عادةً في نطاق الأشعة السينية اللينة، لتصوير الأجسام. وقد جعلت التطورات التكنولوجية في بصريات عدسات الأشعة السينية في أوائل سبعينيات القرن الماضي من هذا الجهاز خيارًا عمليًا للتصوير. [ 32 ] ويُستخدم هذا الجهاز بكثرة في التصوير المقطعي (انظر التصوير المقطعي المحوسب الدقيق ) لإنتاج صور ثلاثية الأبعاد للأجسام، بما في ذلك المواد البيولوجية غير المثبتة كيميائيًا. وتُجرى حاليًا أبحاث لتحسين البصريات المستخدمة مع الأشعة السينية الصلبة ذات القدرة الاختراقية الأكبر. [ 32 ]

الأنواع

أنواع المجاهر موضحة بمبادئ مسارات أشعتها
تطور الدقة المكانية التي تم تحقيقها باستخدام المجهر الإلكتروني البصري، والمجهر الإلكتروني النافذ (TEM)، والمجهر الإلكتروني المصحح للانحرافات (ACTEM) [ 33 ]

يمكن تصنيف المجاهر إلى عدة فئات مختلفة. يعتمد أحد التصنيفات على ما يتفاعل مع العينة لتكوين الصورة، أي الضوء أو الفوتونات (المجاهر الضوئية)، أو الإلكترونات (المجاهر الإلكترونية)، أو المجس (مجاهر المسح المجهري). كما يمكن تصنيف المجاهر بناءً على طريقة تحليلها للعينة، سواءً عبر نقطة مسح (المجاهر الضوئية البؤرية، والمجاهر الإلكترونية الماسحة، ومجاهر المسح المجهري)، أو تحليلها للعينة دفعة واحدة (المجاهر الضوئية ذات المجال الواسع، والمجاهر الإلكترونية النافذة).

تستخدم كل من المجاهر الضوئية ذات المجال الواسع والمجاهر الإلكترونية النافذة نظرية العدسات ( البصريات في المجاهر الضوئية والعدسات الكهرومغناطيسية في المجاهر الإلكترونية) لتكبير الصورة الناتجة عن مرور موجة ضوئية عبر العينة أو انعكاسها عنها. وتكون الموجات المستخدمة إما كهرومغناطيسية (في المجاهر الضوئية ) أو حزم إلكترونية (في المجاهر الإلكترونية ). وتُحدَّد دقة هذه المجاهر بطول موجة الإشعاع المستخدم لتصوير العينة، حيث تسمح الأطوال الموجية الأقصر بدقة أعلى. [ 28 ]

تستخدم المجاهر الضوئية والإلكترونية الماسحة، مثل المجهر متحد البؤر والمجهر الإلكتروني الماسح، عدسات لتركيز بقعة من الضوء أو الإلكترونات على العينة، ثم تحلل الإشارات الناتجة عن تفاعل الشعاع مع العينة. بعد ذلك، تُمسح النقطة فوق العينة لتحليل منطقة مستطيلة. ويتم تكبير الصورة بعرض البيانات الناتجة عن مسح منطقة صغيرة من العينة على شاشة كبيرة نسبيًا. تتمتع هذه المجاهر بنفس حد الدقة الذي تتمتع به المجاهر الضوئية واسعة المجال، ومجاهر المجس، والمجاهر الإلكترونية.

تقوم مجاهر المسح المجهري بتحليل نقطة واحدة في العينة، ثم تمسح منطقة مستطيلة من العينة بالمسبار لتكوين صورة. ولأن هذه المجاهر لا تستخدم الإشعاع الكهرومغناطيسي أو الإلكتروني للتصوير، فإنها لا تخضع لنفس حدود الدقة التي تخضع لها المجاهر الضوئية والإلكترونية المذكورة سابقًا.

المجهر الضوئي

يُعد المجهر الضوئي النوع الأكثر شيوعًا (وأول أنواع المجاهر اختراعًا) . وهو جهاز بصري يحتوي على عدسة واحدة أو أكثر تُنتج صورة مُكبّرة لعينة موضوعة في مستوى البؤرة. تحتوي المجاهر الضوئية على زجاج انكساري (وأحيانًا بلاستيك أو كوارتز ) لتركيز الضوء على العين أو على كاشف ضوئي آخر. وتعمل المجاهر الضوئية ذات المرايا بنفس الطريقة. يصل التكبير النموذجي للمجهر الضوئي، بافتراض استخدام الضوء المرئي، إلى 1250 ضعفًا، مع حد نظري للدقة يبلغ حوالي 0.250 ميكرومتر أو 250 نانومترًا . [ 28 ] وهذا يحد من التكبير العملي إلى حوالي 1500 ضعف. قد تتجاوز التقنيات المتخصصة (مثل المجهر متحد البؤر الماسح ، ومجهر Vertico SMI ) هذا التكبير، لكن الدقة تكون محدودة بالحيود . يُعد استخدام أطوال موجية أقصر من الضوء، مثل الأشعة فوق البنفسجية، إحدى طرق تحسين الدقة المكانية للمجهر الضوئي، وكذلك أجهزة مثل المجهر الضوئي الماسح للمجال القريب .  

سارفوس هي تقنية بصرية حديثة تزيد من حساسية المجهر الضوئي القياسي إلى درجة تسمح برؤية الأغشية النانومترية مباشرةً (حتى 0.3  نانومتر) والأجسام النانوية المعزولة (حتى  قطر 2 نانومتر). وتعتمد هذه التقنية على استخدام ركائز غير عاكسة للضوء في مجهر الضوء المنعكس المستقطب بشكل متقاطع.

يُمكّن الضوء فوق البنفسجي من رؤية التفاصيل المجهرية بدقة، بالإضافة إلى تصوير العينات الشفافة للعين المجردة. ويمكن استخدام ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة لتصوير الدوائر الإلكترونية المدمجة في أجهزة السيليكون المُلصقة، لأن السيليكون شفاف في هذا النطاق من الأطوال الموجية.

في المجهر الفلوري، يمكن استخدام العديد من أطوال موجات الضوء التي تتراوح من الأشعة فوق البنفسجية إلى الضوء المرئي لجعل العينات تتألق ، مما يسمح بالرؤية بالعين المجردة أو باستخدام كاميرات حساسة بشكل خاص.

الخلايا غير المصبوغة التي تم رؤيتها بواسطة المجهر الضوئي التقليدي (يسار) مقارنة بالمجهر ذي التباين الطوري (يمين)

المجهر ذو التباين الطوري هو تقنية إضاءة مجهرية ضوئية ، حيث تُحوّل تغيرات الطور الصغيرة في الضوء المار عبر عينة شفافة إلى تغيرات في السعة أو التباين في الصورة. [ 28 ] لا يتطلب استخدام التباين الطوري تلوين الشريحة. وقد مكّنت هذه التقنية المجهرية من دراسة دورة الخلية في الخلايا الحية.

تطوّر المجهر الضوئي التقليدي مؤخرًا إلى المجهر الرقمي . فبالإضافة إلى، أو بدلًا من، الرؤية المباشرة للجسم عبر العدسات العينية ، يُستخدم نوع من المستشعرات المشابهة لتلك المستخدمة في الكاميرات الرقمية للحصول على صورة، تُعرض بعد ذلك على شاشة الحاسوب. وقد تستخدم هذه المستشعرات تقنية CMOS أو تقنية أجهزة اقتران الشحنات (CCD)، وذلك حسب التطبيق.

تتوفر تقنية المجهر الرقمي بمستويات إضاءة منخفضة للغاية لتجنب إتلاف العينات البيولوجية الحساسة، وذلك باستخدام كاميرات رقمية حساسة تعتمد على عدّ الفوتونات . وقد ثبت أن استخدام مصدر ضوئي يوفر أزواجًا من الفوتونات المتشابكة يقلل من خطر تلف العينات الأكثر حساسية للضوء. في هذا التطبيق للتصوير الطيفي في المجهر ذي الفوتونات القليلة، تُضاء العينة بفوتونات الأشعة تحت الحمراء، يرتبط كل منها مكانيًا بنظير متشابك في نطاق الضوء المرئي، مما يتيح تصويرًا فعالًا بواسطة كاميرا عدّ الفوتونات. [ 34 ]

مجهر إلكتروني ناقل حديث

المجهر الإلكتروني

صورة مجهرية إلكترونية ناقلة لخلية منقسمة تخضع لعملية انقسام السيتوبلازم

يُعدّ كلٌّ من المجهر الإلكتروني النافذ (TEM) والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM) النوعين الرئيسيين للمجاهر الإلكترونية . [ 28 ] [ 29 ] ويحتوي كلا النوعين على سلسلة من العدسات الكهرومغناطيسية والكهروستاتيكية لتركيز حزمة عالية الطاقة من الإلكترونات على العينة. في المجهر الإلكتروني النافذ، تمر الإلكترونات عبر العينة، على غرار المجهر الضوئي الأساسي . [ 28 ] ويتطلب ذلك تحضيرًا دقيقًا للعينة، نظرًا لتشتت الإلكترونات بشدة بواسطة معظم المواد. [ 29 ] كما يجب أن تكون العينات رقيقة جدًا (أقل من 100  نانومتر) حتى تتمكن الإلكترونات من المرور عبرها. [ 28 ] [ 29 ] وتُظهر المقاطع العرضية للخلايا المصبوغة بالأوزميوم والمعادن الثقيلة أغشية العضيات والبروتينات بوضوح، مثل الريبوسومات. [ 29 ] وبدقة تصل إلى 0.1  نانومتر، يُمكن الحصول على صور تفصيلية للفيروسات (20-300  نانومتر) وشريط من الحمض النووي (  بعرض 2 نانومتر). [ 29 ] على النقيض من ذلك، يحتوي المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) على ملفات مسح ضوئية لمسح سطح الأجسام الصلبة باستخدام حزمة إلكترونية دقيقة. لذلك، لا يلزم بالضرورة تقطيع العينة، ولكن قد يكون من الضروري تغطيتها بطبقة نانومترية من المعدن أو الكربون للعينات غير الموصلة. [ 28 ] يتيح المجهر الإلكتروني الماسح تصويرًا سريعًا لسطح العينات، وربما في بخار ماء رقيق لمنع جفافها. [ 28 ] [ 29 ]

مسبار المسح

تنشأ الأنواع المختلفة من مجاهر المسح المجهري من التفاعلات المتعددة التي تحدث عند مسح مسبار صغير فوق عينة ما وتفاعله معها. يمكن تسجيل هذه التفاعلات أو الأنماط أو رسم خرائط لها كدالة لموقعها على السطح لتكوين خريطة توصيف. الأنواع الثلاثة الأكثر شيوعًا من مجاهر المسح المجهري هي مجاهر القوة الذرية (AFM)، ومجاهر المسح الضوئي للمجال القريب (NSOM أو SNOM)، ومجاهر المسح النفقي (STM). [ 35 ] يحتوي مجهر القوة الذرية على مسبار دقيق، عادةً من السيليكون أو نتريد السيليكون، مثبت على ناتئ؛ يُمسح المسبار فوق سطح العينة، وتُقاس القوى التي تُسبب التفاعل بين المسبار وسطح العينة وتُرسم خرائط لها. يشبه مجهر المسح الضوئي للمجال القريب مجهر القوة الذرية، لكن مسباره يتكون من مصدر ضوئي في ليف بصري مغطى بطرف يحتوي عادةً على فتحة لمرور الضوء. يستطيع المجهر التقاط الضوء النافذ أو المنعكس لقياس الخصائص البصرية الموضعية الدقيقة للسطح، وعادةً ما يكون ذلك لعينة بيولوجية. تحتوي مجاهر المسح النفقي على طرف معدني مزود بذرة واحدة في قمته؛ ويتصل هذا الطرف بأنبوب يمر عبره تيار كهربائي. [ 36 ] يُمسح الطرف فوق سطح العينة الموصلة حتى يمر تيار نفقي؛ ويُحافظ على ثبات التيار من خلال حركة الطرف المُحوسبة، وتُشكّل الصورة من خلال تسجيل حركات الطرف. [ 35 ]

سطح الورقة كما يظهر في المجهر الإلكتروني الماسح

أنواع أخرى

تستخدم المجاهر الصوتية الماسحة الموجات الصوتية لقياس التغيرات في المعاوقة الصوتية. وهي تشبه السونار من حيث المبدأ، وتُستخدم في مهام مثل الكشف عن العيوب في الطبقات السطحية للمواد، بما في ذلك تلك الموجودة في الدوائر المتكاملة. في 4 فبراير 2013، بنى مهندسون أستراليون "مجهرًا كميًا" يوفر دقة لا مثيل لها. [ 37 ]

تطبيقات الجوال

يمكن استخدام مجاهر تطبيقات الهاتف المحمول كمجهر ضوئي عند تشغيل المصباح. مع ذلك، يصعب استخدام مجاهر تطبيقات الهاتف المحمول بسبب التشويش البصري ، وغالبًا ما يقتصر تكبيرها على 40 ضعفًا، بالإضافة إلى محدودية دقة عدسة الكاميرا نفسها.

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 فورد، برايان ج. (1973). العدسة الكاشفة . لندن: جورج ج. هاراب. ISBN 0 245 51016 8.
  2. ↑ كروفت، ويليام ج. (2006). تحت المجهر . سنغافورة: دار النشر العالمية العلمية. ISBN 981-02-3781-2.
  3. ↑ توصيف وتحليل البوليمرات . هوبوكين، نيوجيرسي: وايلي-إنترساينس. 2008. ISBN 978-0-470-23300-9.
  4. ↑ بارديل ، ديفيد (مايو 2004). "اختراع المجهر". BIOS . 75 (2): 78–84 . doi : 10.1893/0005-3155(2004)75 < 78 :tiotm > 2.0.co ; 2. JSTOR 4608700. S2CID 96668398 .  
  5. ↑ تاريخ التلسكوب، بقلم هنري سي. كينغ، وهارولد سبنسر جونز، الناشر: Courier Dover Publications، 2003، الصفحات 25-27، رقم ISBN 0-486-43265-3،978-0-486-43265-6
  6. ^ Atti Della Fondazione Giorgio Ronchi E Contributi Dell'Istituto Nazionale Di Ottica، المجلد 30، La Fondazione-1975، ص. 554
  7. 1 2 فورد، برايان ج. (1985). عدسة واحدة . لندن: ويليام هاينمان. SBN 434 26844 5.
  8. 1 2 مورفي، دوغلاس ب.؛ ديفيدسون، مايكل و. (2011). أساسيات المجهر الضوئي والتصوير الإلكتروني ( الطبعة الثانية). أكسفورد: وايلي-بلاك ويل. ISBN  978-0-471-69214-0.
  9. ↑ السير نورمان لوكير (1876). الطبيعة المجلد 14 .
  10. ^ ألبرت فان هيلدن. سفين دوبري؛ روب فان جينت (2010). أصول التلسكوب . مطبعة جامعة أمستردام. ص 32 – 36، 43. ISBN  978-90-6984-615-6.
  11. ↑ "من اخترع المجهر؟" . لايف ساينس . 14 سبتمبر 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 مارس 2017 .
  12. ↑ إريك جورينك (25 أكتوبر 2010). قراءة كتاب الطبيعة في العصر الذهبي الهولندي، 1575-1715 . بريل. ISBN 978-90-04-18671-2.
  13. ↑ ويليام روزنتال، النظارات وغيرها من وسائل المساعدة البصرية: تاريخ ودليل للجمع، دار نورمان للنشر، 1996، الصفحات 391-392
  14. ↑ ريموند ج. سيجر، رجال الفيزياء: جاليليو جاليلي، حياته وأعماله، إلسيفير – 2016، ص 24
  15. ↑ ج. ويليام روزنتال، النظارات وغيرها من وسائل المساعدة البصرية: تاريخ ودليل للاقتناء، دار نورمان للنشر، 1996، صفحة 391
  16. ↑ uoregon.edu، غاليليو غاليلي (مقتطف من الموسوعة البريطانية)
  17. ↑ من اليونانية القديمة μικρός ( mikrós ) ' صغير ' و σκοπέω ( skopéō ) ' للنظر (إلى)؛ يفحص، يفحص "  
  18. ↑ بياجيتي، ماريا تيريزا (2016). "مجموعات متفرقة من الكتب العلمية: حالة المكتبة الخاصة لفيديريكو سيزي (1585-1630)" . في بروني، فلافيا؛ بيتجري، أندرو (محرران). الكتب المفقودة: إعادة بناء عالم الطباعة في أوروبا ما قبل الصناعية . ليدن: بريل. ص 396. ISBN  978-90-04-31181-7.
  19. ^ فابر، جيوفاني (1890) [13/04/1625]. "1719: جيوفاني فابر وفيديريكو تشيسي في أكواسبارتا" . في فافارو، أنطونيو (محرر). لو أوبيري دي جاليليو جاليلي . المجلد. الثالث عشر. فلورنسا: تيبوغرافيا باربيرا. ص. 264 – عبر أرشيف الإنترنت .  
  20. 1 2 غولد، ستيفن جاي (2011) [2000]. "الفصل الثاني: الوشق حاد البصر، الذي تفوقت عليه الطبيعة" . أحجار مراكش الرابضة: تأملات ما قبل الأخيرة في التاريخ الطبيعي ( الطبعة الأولى من مطبعة جامعة هارفارد). كامبريدج: مطبعة جامعة هارفارد. الصفحات 27-52 [48-49]. ISBN   978-0-674-06167-5– عبر كتب جوجل.
  21. 1 2 هينكر، أوتو (1911). "المجهر" . في تشيشولم، هيو (محرر). الموسوعة البريطانية . المجلد 18 ( الطبعة الحادية عشرة). مطبعة جامعة كامبريدج. ص 392.    
  22. ↑ ووتون، ديفيد (2006). الطب السيئ: أطباء يلحقون الضرر منذ عهد أبقراط . أكسفورد [أكسفوردشاير]: مطبعة جامعة أكسفورد. ص 110. ISBN  978-0-19-280355-9.
  23. ↑ ليز لوغان (27 أبريل 2016). "كشفت المجاهر المبكرة عن عالم جديد من الكائنات الحية الدقيقة" . Smithsonian.com . تم الاطلاع عليه في 3 يونيو 2016 .
  24. ↑ ووتون، ديفيد (2006). الطب السيئ: أطباء يلحقون الضرر منذ عهد أبقراط . أكسفورد [أكسفوردشاير]: مطبعة جامعة أكسفورد. ص 119. ISBN  978-0-19-280355-9.
  25. ^ الربوة ، ماكس (1935). "Aufladepotentiel und Sekundäremission electronenbestrahlter Körper". Zeitschrift für Technische Physik . 16 : 467 - 475.
  26. ↑ جولدسميث، سينثيا س.؛ ميلر، سارة إي. (1 أكتوبر 2009). "الاستخدامات الحديثة للمجهر الإلكتروني في الكشف عن الفيروسات" . مراجعات علم الأحياء الدقيقة السريرية . 22 (4): 552-563 . doi : 10.1128/cmr.00027-09 . ISSN 0893-8512 . PMC 2772359. PMID 19822888 .   
  27. ↑ موريتا، سيزو (2007). خارطة طريق مجهر المسح المجهري . برلين، هايدلبرغ: سبرينغر-فيرلاغ برلين هايدلبرغ. ISBN 978-3-540-34315-8.
  28. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 لوديش، هارفي؛ بيرك، أرنولد؛ زيبورسكي، إس. لورانس؛ ماتسودايرا، بول؛ بالتيمور، ديفيد؛ دارنيل، جيمس (2000). "المجهر وبنية الخلية" . علم الأحياء الخلوي الجزيئي. الطبعة الرابعة . مؤرشف من الأصل في 11 مارس 2020.
  29. 1 2 3 4 5 6 7 ألبرتس، بروس؛ جونسون، ألكسندر؛ لويس، جوليان؛ راف، مارتن؛ روبرتس، كيث؛ والتر، بيتر (2002). "النظر إلى بنية الخلايا تحت المجهر" . علم الأحياء الجزيئي للخلية. الطبعة الرابعة .
  30. ↑ «جائزة نوبل في الكيمياء 2014 - الخلفية العلمية» (ملف PDF) . www.nobelprize.org . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 20 مارس 2018. تاريخ الاطلاع: 20 مارس 2018 .
  31. ↑ "جائزة نوبل في الكيمياء 2014" . www.nobelprize.org . تاريخ الاسترجاع: 20 مارس 2018 .
  32. 1 2 إركو، أ. (2008). التطورات الحديثة في بصريات الأشعة السينية والنيوترونات . برلين: سبرينغر. ISBN 978-3-540-74561-7.
  33. ↑ بينيكوك، إس جيه؛ فاريلا، إم؛ هيذرينغتون، سي جيه دي؛ كيركلاند، إيه آي (2011). "تطورات المواد من خلال المجهر الإلكتروني المصحح للانحرافات" (ملف PDF) . نشرة جمعية أبحاث المواد . 31 (1): 36-43 . رمز Bibcode : 2011MRSBu..31...36P . doi : 10.1557/mrs2006.4 . S2CID 41889433 . 
  34. ↑ أسبدن، روبن س.؛ جيميل، ناثان ر.؛ موريس، بيتر أ.؛ تاسكا، دانيال س.؛ ميرتنز، لينا؛ تانر، مايكل ج.؛ كيركوود، روبرت أ.؛ روجيري، أليساندرو؛ توسي، ألبرتو؛ بويد، روبرت و.؛ بولر، جيرالد س.؛ هادفيلد، روبرت هـ.؛ بادجيت، مايلز ج. (2015). "المجهر ذو الكثافة الضوئية المنخفضة: تصوير الضوء المرئي باستخدام إضاءة الأشعة تحت الحمراء" (ملف PDF) . أوبتيكا . 2 (12): 1049. Bibcode : 2015Optic...2.1049A . doi : 10.1364/OPTICA.2.001049 . ISSN 2334-2536 . 
  35. 1 2 بهوشان، بهارات، محرر. (2010). دليل سبرينغر لتقنية النانو (الطبعة الثالثة المنقحة والموسعة ). برلين: سبرينغر. ص 620. ISBN   978-3-642-02525-9.
  36. ↑ ساكوراي، ت.؛ واتانابي، ي.، محرران. (2000). التطورات في مجهر المسح المجهري . برلين: سبرينغر. ISBN 978-3-642-56949-4.
  37. ↑ "المجهر الكمي لعلم الأحياء الحي" . ساينس ديلي . 4 فبراير 2013. تم الاطلاع عليه في 5 فبراير 2013 .