مقياس مجهري

في المجاهر الضوئية، تحدد العدسة الشيئية المستخدمة مدى صغر حجم الجسم الذي يمكن رؤيته. وتؤثر هذه العدسات الشيئية المختلفة على قدرة المجهر على التمييز، والتي تحدد أقصر مسافة يمكن عندها التمييز بين جسمين منفصلين من خلال عدسة المجهر. وتختلف دقة التمييز بين جسمين من شخص لآخر، ^{[ 9 ]} ولكن يمكن قياس قوة العدسات الشيئية. ^{[ 11 ]}

في ستينيات القرن السابع عشر، ابتكر أنطوني فان ليفينهوك مجهرًا بسيطًا يستخدم عدسة كروية واحدة مثبتة بين لوحين رقيقين من النحاس الأصفر. وبحسب جودة العدسة، كان بالإمكان تكبير العينة بما يتراوح بين 70 و250 ضعفًا. وكانت العينة المراد فحصها تُثبّت على طرف قضيب ملولب بدقة. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

تحتوي المجاهر الضوئية المركبة على عدسة موضوعية ذات بُعد بؤري قصير تُنتج صورة حقيقية تُفحص باستخدام عدسة عينية ذات بُعد بؤري أطول. تُعطي نسبة البُعد البؤري للعدسة الموضوعية إلى البُعد البؤري للعدسة العينية، عند تركيبها في أنبوب قياسي الطول، تكبيرًا تقريبيًا للنظام. وبفضل تصميمها، تتمتع المجاهر المركبة بقدرة تمييز وتباين محسّنة مقارنةً بالمجاهر البسيطة، ^{[ 11 ]} ويمكن استخدامها لمشاهدة بنية وشكل وحركة الخلية والكائنات الحية، ^{[ 14 ]} والتي قد تصل دقتها إلى 0.1 ميكرومتر. ^{[ 15 ]}

على الرغم من أن المجاهر الإلكترونية لا تزال نوعًا من المجاهر المركبة، إلا أن آلية استخدامها لحزم الإلكترونات لإضاءة الأجسام تختلف اختلافًا كبيرًا عن آلية المجاهر الضوئية المركبة، مما يمنحها قدرة تحليلية أعلى بكثير، وتكبيرًا يصل إلى 10000 ضعف تقريبًا مقارنةً بالمجاهر الضوئية. ^{[ 14 ]} ويمكن استخدامها لرؤية أجسام مثل الذرات ، التي يصل حجمها إلى 0.001 ميكرومتر. ^{[ 1 ]}

أثناء التحقيقات الجنائية، يمكن فحص الأدلة المادية من مسرح الجريمة، مثل الدم وبصمات الأصابع والألياف، بدقة تحت المجهر، حتى أنه يمكن تحديد عمر الأثر. إلى جانب العينات الأخرى، يمكن استخدام الآثار البيولوجية لتحديد هوية الأفراد الموجودين في مكان ما بدقة، وصولاً إلى الخلايا الموجودة في دمائهم. ^{[ 16 ]}

عند تحديد القيمة النقدية للأحجار الكريمة، تتطلب مختلف التخصصات في علم الأحجار الكريمة مراقبة منهجية للخصائص الفيزيائية والبصرية المجهرية للأحجار الكريمة. ^{[ 17 ]} وقد يشمل ذلك استخدام المجاهر المجسمة لتقييم هذه الخصائص، لتحديد قيمة كل جوهرة أو حجر كريم على حدة. ^{[ 18 ]} ويمكن تطبيق ذلك بشكل مماثل في تقييم الذهب والمعادن الأخرى. ^{[ 17 ]}

عند تقييم مواد الطرق، يُعدّ التركيب المجهري للبنية التحتية عاملاً حاسماً في تحديد عمر الطريق وسلامته، فضلاً عن المتطلبات المختلفة للمواقع المتنوعة. ونظراً لتأثير الخصائص الكيميائية، مثل نفاذية الماء والاستقرار الهيكلي ومقاومة الحرارة، على أداء المواد المختلفة المستخدمة في خلطات الرصف، تُؤخذ هذه الخصائص في الاعتبار عند إنشاء الطرق وفقاً لحركة المرور والظروف الجوية والإمدادات والميزانية المتاحة في تلك المنطقة. ^{[ 19 ]}

في الطب ، يمكن تشخيص الأمراض بمساعدة الفحص المجهري لعينات خزعة المرضى ، مثل الخلايا السرطانية. تتضمن تقارير علم الأمراض وعلم الخلايا وصفًا مجهريًا، يشمل تحليلات تُجرى باستخدام المجاهر، أو الصبغات النسيجية الكيميائية، أو قياس التدفق الخلوي . تُتيح هذه الطرق تحديد بنية النسيج المصاب وشدة المرض، كما يُمكن الكشف المبكر عنه من خلال تحديد المؤشرات المجهرية للمرض. ^{[ 21 ]}

لم يقتصر دور أنطوني فان ليفينهوك على المساهمة في اختراع المجهر، بل يُشار إليه أيضاً بـ"أبو علم الأحياء الدقيقة". ويعود ذلك إلى إسهاماته الجليلة في الملاحظة والتوثيق الأوليين للكائنات وحيدة الخلية ، مثل البكتيريا والحيوانات المنوية، والأنسجة البشرية المجهرية، مثل ألياف العضلات والشعيرات الدموية. ^{[ 22 ]}

يمكن رصد إنتروبيا الكون واضطرابه على المستوى المجهري، بالرجوع إلى القانونين الثاني والثالث للديناميكا الحرارية . في بعض الحالات، قد يتضمن ذلك حساب تغير الإنتروبيا داخل وعاء يحتوي على جزيئات غاز متمددة ، وربطه بتغير إنتروبيا بيئته والكون. ^{[ 26 ]}

يراقب علماء البيئة حالة النظام البيئي بمرور الوقت من خلال تحديد الخصائص المجهرية داخل البيئة. ويشمل ذلك تحمل الكائنات الدقيقة، مثل الهدبيات، لدرجة الحرارة وثاني _أكسيد الكربون ، وتفاعلاتها مع الأوليات الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، يمكن ملاحظة عوامل مجهرية، مثل الحركة والقدرة على الحركة، في عينات المياه من ذلك النظام البيئي. ^{[ 27 ]}

تتضمن فروع علم الجيولوجيا دراسة بنية الأرض على المستوى المجهري. تُسجَّل الخصائص الفيزيائية للصخور، ويركز علم الصخور تحديدًا على فحص التفاصيل المجهرية للصخور. على غرار المجاهر الإلكترونية الماسحة، يمكن استخدام المجسات الإلكترونية الدقيقة في علم الصخور لمراقبة الظروف التي تسمح بتكوّن الصخور، مما يُسهم في تحديد أصل هذه العينات. في الجيولوجيا البنيوية ، تسمح المجاهر الصخرية بدراسة البنى المجهرية للصخور، لتحديد كيفية تأثير السمات الجيولوجية، مثل الصفائح التكتونية، على احتمالية حدوث الزلازل وحركة المياه الجوفية. ^{[ 28 ]}

بالتزامن مع الوسم الفلوري، يمكن دراسة التفاصيل الجزيئية في بروتينات الأميلويد المفردة من خلال تقنيات المجهر الضوئي الجديدة، وعلاقتها بمرض الزهايمر ومرض باركنسون. ^{[ 31 ]}

تشمل التحسينات الأخرى في المجهر الضوئي القدرة على رؤية الأجسام النانوية ذات الأبعاد دون الطول الموجي. ^{[ 32 ]} كما تم تحسين التصوير النانوي باستخدام مجهر القوة الذرية للسماح بملاحظة أكثر دقة لكميات صغيرة من الأجسام المعقدة، مثل أغشية الخلايا . ^{[ 33 ]}

تدعم الأنماط المجهرية المتماسكة المكتشفة في الأنظمة الكيميائية فكرة مقاومة بعض المواد للبيئات الفوضوية . ويجري توظيف هذا البحث في تطوير إنتاج الوقود الشمسي وتحسين الطاقة المتجددة. ^{[ 35 ]}

تم تطوير آلة موسيقية مجهرية تُسمى "ميكرونيوم" باستخدام الميكانيكا الدقيقة ، وهي تتكون من نوابض بسماكة شعرة الإنسان تُنتزع بواسطة محركات مشط مجهرية. هذه حركة دقيقة للغاية تُنتج صوتًا مسموعًا للأذن البشرية، وهو ما لم يكن ممكنًا في المحاولات السابقة باستخدام الآلات المجهرية. ^{[ 36 ]}