مدرسان شریف ۹۳
سایت علمی دانشجویان ایران
دانـلـود مقـالات آی اس آی 
از تـمامـی پـایـگـاه های آنـلایــن، بـه سـادگـی!
موسسه پژوهش یادبرگ
در حال نمایش 1 تا 6 از مجموع 6

تاپیک: میكروسكوپ

  1. Top | #1

    • مدیر ارشد سابق سایت
    • تاریخ عضویت
      01-Jan-2006
    • پست‌ها
      4,328
    • سپاس
      506
    • 4,308 تشکر در 1,923 پست
    • قدرت امتیاز دهی
      19
    • امتیاز
      30

    پیش فرض میكروسكوپ

    میکروسکوپهای فلورسانت
    ==========================
    یکی از مهمترین میکروسکوپهای مورد استفاده در علوم بیولوژیکی میکروسکوپ فلورسانت می‌باشد. این میکروسکوپ دارای ویژگیهای منحصر به فردی می‌باشد که موجب تمایز آن از دیگر انواع میکروسکوپها می‌شود. با استفاده از این میکروسکوپها می‌توان موادی را که فلورسانت هستند و از خود نور تولید می‌کنند آشکار نمود و مشاهده کرد. با استفاده از این میکروسکوپ و خاصیت فلورسانت مواد می‌توان اجزای داخلی سلولها و یا مواد مختلف را بطور مجزا مشاهده نمود و تصویر گرفت و با توجه به این ویژگی که می‌توان اجزای داخل سلول را رنگ آمیزی نمود می‌توان مثلا قطر یک مولکول DNAS که چیزی در حدود nm 2 است را پس از رنگ آمیزی با ماده فلورسانت با میکروسکوپهای نوری بسیار کمتر از این حد nm 200 می‌باشد. بنابراین با این گونه میکروسکوپها می‌توان نمونه‌های را مشاهده نمود که ابعاد آن بسیار کوچکتر از قدرت تفکیک میکروسکوپها می‌باشد. علاوه بر اینها با توجه به آنکه نور تابش یافته از مواد فلورسانت دارای طول موجهای مشخص می‌باشند می‌توان از نور حاصله اطلاعات کمی و کیفی متعددی بدست آورد و در تحلیل نحوه کار سلول بکار برد.
    پدیده فلورسانت
    بعضی مواد موقعی که مورد تابش نور ، گرما و یا اصطکاک قرار می‌گیرند این نوع انرژیها را جذب و سپس آن را بصورت نور از خود تابش می‌نمایند. این گونه مواد را مواد لومینسانس و این پدیده را پدیده لومینسانس می‌نامند. علت این پدیده آن است که اتمها در اثر انرژی خارجی تحریک شده و سپس بعد از آنکه عامل تحریکی از بین رفتن اتمها به حالت پایدار بر می گردند که در این صورت انرژی اضافی الکترونهای تحریکی بصورت نور آزاد می‌شوند. شرط ایجاد فوتونهای لومینسانس آن است که انرژی تابشی بیشتر از انرژی فلورسانت باشد. در واقع برای آنکه انرژی تابشی بتواند موجب تحریک اتمها شود بایستی انرژی تابشی بیشتر از حد معینی باشد تا بتواند اتمها را به حالت تحریکی منتقل نماید، زیرا انرژی لایه‌های الکترونی از اتمها ناپیوسته و منفصل می‌باشد.

    بر حسب آنکه زمان بازتابش فوتونهای فلورسانت پس از دریافت انرژی تابشی چه مدت باشد معمولا عناصری که دارای خاصیت لومینسانس هستند را به دو دسته فلورسانت و فسفرسانس تقسیم می‌نمایند. مواد فلورسانت موادی هستند که زمان بازتابش انرژی آنها کمتر از -810 ثانیه پس از جذب انرژی توسط ماده فلورسانت باشد. در صورتی که زمان بازتابش بیشتر از این باشد این ماده را فسفرسانت می‌نامند. در میکروسکوپی فلورسانت معمولا جهت تحریک اتمهای فلورسانت از نور استفاده می‌شود.

    تابش فلورسانتی
    همان طوری که گفته شد به منظور آنکه بتوان اتمهای ماده فلورسانت را تحریک نمود انرژی فوتونهای تابشی به ماده فلورسانت بایستی دارای انرژی بیشتری نسبت به فوتونهای تابش یافته از ماده فلورسانت باشد و لذا معمولا از نور UV جهت تحریک اتمهای فلورسانت استفاده می‌شود. متذکر می‌شود اتمهای فلورسانت که بوسیله میکروسکوپ فلورسانت تصویرگیری می‌شوند پس از دریافت نور UV ایجاد نور مرئی با طول موج بلندتر می‌نماید. شدت نور فلورسانت تابش یافته معمولا بسیار کمتر از نور تابشی به ماده فلورسانت (کمتر از 01/0 درصد) می‌باشد. علاوه بر آن نور فلورسانت ایجاد شده پس ار تابش از ماده فلورسانت در تمام جهات پراکنده می‌شوند و بدین لحاظ درصد کمی از آنها به چشم می‌رسد. شدت نور فلورسانت تابش یافته اولا به شدت نور محرک و ثانیا با غلظت ماده فلورسانت و همچنین با ضریب فلورسانت ماده متناسب می‌باشد.

    ضمنا نور تابش یافته همانطوری که قبلا گفته شده وابسته به نوع ماده می‌باشد، بنابراین انرژی و طول موج و بالطبع رنگ ظاهر شده مخصوص خود آن ماده می‌باشد. علاوه بر آن نور حاصله تا حدی پلاریزه می‌باشد. با توجه به این ویژگیها می‌توان در تصویرگیری فلورسانت از میکروسکوپهای فلورسانت استفاده نمود. در میکروسکوپهای فلورسانت اساسا با توجه به آنکه هر ماده فلورسانت ماکزیمم جذب را در طول موج بخصوصی دارد، بنابراین طول موج تابشی به ماده بایستی طول موج با جذب ماکزیمم در آن ماده فلورسانت باشد و در ضمن موقع مشاهده تصویر بایستی تا از نورهایی که در اثر ماده فلورسانت ایجاد می‌شود استفاده شود.

    اجزاء اصلی میکروسکوپ فلورسانت
    اجزای اصلی میکروسکوپ فلورسانت نسبت به میکروسکوپهای معمولی عبارتند از:

    منبع نور
    منبع نور مورد استفاده در میکروسکوپ فلورسانت بایستی تولید کننده طول موجهای ناحیه ماورابنفش با شدت زیاد باشد. مهمترین چشمه نوری مورد استفاده لامپ جیوه با فشار زیاد می باشد. معمولا در میکروسکوپهای دیاسکوپیک (diascopic) از لامپهای 200 واتی و در میکروسکوپهای ایپسکوپیک از لامیهای 100 واتی استفاده می‌شود. از لامپهای اگزنون نیز در فلوئورومتری استفاده می‌شوند. در مواردی که شدت نور UV مورد نیاز باشد از لامپهای هالوژن نیز استفاده می‌شود.

    فیلترها
    همانطوریکه قبلا متذکر شدیم در مشاهدات میکروسکوپی فلورسانت نمونه مورد مطالعه بایستی تنها مورد تابش نور جذبی نمونه قرار گیرد. بدین لحاظ به منظور تابش نور جذبی بایستی طول موجهای دیگر را از پرتوهای تابشی به نمونه نمود. برای این کار معمولا از فیلترها استفاده می‌شود. این فیلترها تنها طول موجهای بخصوصی را از خود عبور می‌دهند. فیلترهای مورد استفاده در میکروسکوپهای فلورسانت یا از نوع فیلترهای شیشه‌ای رنگی و یا فیلترهای تداخلی می‌باشند. فیلترهای شیشه‌ای ممکن است به گونه‌ای ساخته شوند که بتوانند باند نسبتا وسیعی از طول موجها را از خود عبور دهند و یا آنکه ممکن است تنها گروه محدودی از طول موجها را از خود عبور دهند. این گونه فیلترها معمولا ارزان می‌باشند. نوع فیلترهای تداخلی دارای کیفیت بسیار بهتری می‌باشند.

    با استفاده از این فیلترها می‌توان پهنای باند محدودی از طول موجها را عبور داد. این گونه فیلترها معمولا با توجه به تداخلهای متوالی بین لایه‌های نازک شفاف که دارای ضریب شکست متفاوت هستند ساخته می‌شوند. این گونه فیلترها را می‌توان به گونه‌ای ساخت که بتواند دارای طیف عبوری با پهنای نازک ، متوسط و پهن باشد. این گونه فیلترها معمولا گران قیمت می‌باشند.

    زمینه تاریک نوری
    با توجه به آنکه نور فلورسانت ایجاد شده بوسیله نمونه بسیار ضعیف می‌باشد، اساسا بایستی سیستم میکروسکوپ فلورسانت به گونه‌ای باشد که نور مستقیم تابشی از چشمه نور به چشم نرسد. این مکانیسم را زمینه تاریک نوری می‌نامند.

    نمونه فلورسانت
    همانطوری که مشخص است نور مورد استفاده در ایجاد تصویر در نمونه‌های مورد بررسی در میکروسکوپ فلورسانت نور حاصله از نمونه است. بنابراین نمونه بایستی یا فلورسانت باشد و یا به طریقه رنگ آمیزی بصورت فلورسانت تبدیل شود. میکروسکوپهای فلورسانت معمولا دو گونه می‌باشند یک نوع میکروسکوپ فلورسانت دیاسکوپیک و نوع دیگر میکروسکوپ فلورسانت اپیسکوپیک می باشد. متذکر می‌شود نوع میکروسکوپ دیاسکوپیک قبل از میکروسکوپ اپیسکوپیک معمول گردید و لیکن پیشرفتهای بعدی موجب ساخت میکروسکوپهای فلورسانت اپیسکوپیک گردید. این نوع میکروسکوپها دارای ویژگیهای متعددی است که موجب برتری آنها نسبت به نوع قبلی گردیده است.

    در سیستم میکروسکوپ دیاسکوپیک در سمت چشمه نور فلورسانت یک فیلتر مناسب واقع می‌شود که از این فیلتر نور و طول موج مناسب عبور می‌نماید. پس از آن نور عبور نموده بوسیله یک کندانسور زمینه تاریک جمع آوری و به نمونه تابیده می‌شود. واضح است که این نور دارای طول موج مناسب جهت جذب در نمونه می‌باشد. پس از تابش نور به نمونه نور فلورسانت ایجاد شده توسط آن در تمام جهات پراکنده می‌شود که پس از آن با استفاده از فیلتر مناسب نور فلورسانت حاصله از نمونه و نور تابش یافته از چشمه نور جدا شده و تنها نور فلورسانت از فیلتر عبور نموده و به چشم بیننده می‌رسد. کندانسورهای مورد استفاده در میکروسکوپهای دیاسکوپیک معمولا دارای دو نوع خشک و ایمرسیون روغنی می‌باشند. در نوع ایمرسیون روغنی میزان روشنایی منتقل شده به نمونه تا حدود دو برابر بیشتر از نوع کندانسور خشک می‌باشد. کندانسورهای مورد استفاده در میکروسکوپهای فلورسانت دیاسکوپیک از نوع زمینه تاریک می‌باشند. چشمه نوری مناسب مورد استفاده در این میکروسکوپها معمولا از لامپهای جیوه‌ای با توان W200 می‌باشد.

    نکته قابل ذکر دیگر در مورد لام می باشد. بایستی دقت نمود که لام مورد استفاده نبایستی دارای ضخامت زیاد باشد زیرا موجب آن خواهد شد که در اثر شکست زیاد نور در آن نور بر روی نمونه متمرکز نشود و لذا تصویر تیره باشد.
    میکروسکوپهای اپیسکوپیک دارای تفاوتهایی در مقایسه با میکروسکوپ دیاسکوپ می‌باشد. این میکروسکوپها خود بر دو نوع میکروسکوپ اپیسکوپ مستقیم و معکوس می‌باشد و در نوع مستقیم نور از چشمه نوری بوسیله یک آینه پس از عبور فیلتر و عبور از فیلتر طول موجهایی مناسب به اندازه 90 درجه منحرف شده و از بالا پس از عبور از عدسی شیئی به نمونه می‌تابد. در این میکروسکوپها عدسی شیئی کار کندانسور را نیز انجام می‌دهد. پس از تابش نور به نمونه و ایجاد نور فلورسانت بخشی از این نور بوسیله عدسی شیئی جمع آوری و پس از عبور از فیلتر ، نور UV آن حذف و سپس نور فلورسانت بوسیله عدسی چشمی به چشم بیننده منتقل می‌شود.

    همانطوری که در بالا ذکر شد عدسی شیئی در میکروسکوپهای فلورسانت اپیسکوپیک به عنوان کندانسور نیز می باشد. بنابراین در این میکروسکوپها عدسی شیئی بایستی شفاف به نور UV باشد و ضمنا این عدسیها نبایستی خود فلورسانت باشند. بعضی از انواع عدسیهای شیئی که جهت استفاده در میکروسکوپهای فلورسانت اپیسکوپیک در بازار موجود است عبارتند از:


    یکی از عوامل مؤثر در روشنایی تصویر در میکروسکوپهای فلورسانت عدد روزنه (N.A) می‌باشد. معمولا افزایش روشنایی تصویر با توان دوم N.A متناسب می‌باشد. روشنایی تصویر همچنین با عکس توان دوم بزرگنمایی (M) متناسبی می‌باشد. با افزایش بزرگنمایی شدت روشنایی تصویر تغییر می‌نماید. تصاویر حاصله با میکروسکوپهای اپیسکوپیک معمولا دارای روشنایی بیشتر و همچنین بزرگنمایی بیشتری در مقایسه با میکروسکوپهای دیاسکوپیک می‌باشند. منابع روشنایی برای میکروسکوپهای اپیسکوپیک معمولا لامپهای جیوه‌ای W50 یا W100 می‌باشد. در این میکروسکوپها بمنظور تنظیم نور معمولا از دیافراگم روزنه ای و دیافراگم زمینه ای می توان استفاده نمود. در میکروسکوپهای اپیسکوپ نیز مشابه با نوع دیگر میکروسکوپهای UV از روشی ایمرسیون روغنی استفاده می‌شود. مایع مناسب مورد استفاده معمولا گلسیرین می‌باشد. گلسیرین دارای ویژگیهایی می‌باشد که می‌تواند توجیه کننده مفیدی آن باشد از آنج مله آنکه گلسیرین ماده فلورسانت نمی‌باشد، دارای ویسکوزیته مناسب است، همچنین قابل حل در آب و بنابراین قابل شستشو می‌باشد.

    بعضی ویژگیها و برتریهای میکروسکوپ اپیوسکوپیک نسبت به نوع دیاسکوپیک عبارتند از: تنظیم ساده‌تر ، تغییر ساده‌تر روش تحریک نمونه ، کارائی بیشتر در بزرگنمایی‌های بالا و مشاهده نمونه‌های غیر شفاف. موقعت مشاهده آزمایش بوسیله میکروسکوپ فلورسانت می‌توان جهت مشاهده روشهای مختلفی بکار برد. از آن جمله می‌توان در مشاهده با میکروسکوپ فلورسانت نمونه را مستقیما مشاهده نمود و یا آنکه همراه با ویژگیها و روش فاز کنتراست آنرا مشاهده نمود. در واقع می‌توان در عمل با ترکیب روش فاز کنتراست و میکروسکوپی فلورسانت از دو ویژگی فاز کانتراست استفاده نمود و پس از آن اجزاء مربوط به فاز کنتراست را خارج و به مطالعه نمونه پرداخت و در روش دیگر می‌توان از هر دو روش در تمام مراحل مطالعه بطور همزمان استفاده نمود.


    تا که بودیم نبودیم کسی
    کشت ما را غم بی همنفسی
    تا که رفتیم همه یار شدند
    خفته ایم و همه بیدارشدند
    قدر آینه بدانیم چون هست
    نه در آن وقت که اقبال شکست


    سلام دوران خوش سربازی

    استاد آقا میری
  2. Top | #2

    • مدیر ارشد سابق سایت
    • تاریخ عضویت
      01-Jan-2006
    • پست‌ها
      4,328
    • سپاس
      506
    • 4,308 تشکر در 1,923 پست
    • قدرت امتیاز دهی
      19
    • امتیاز
      30

    پیش فرض

    میکروسکوپهای پلاریزان
    ===============================================
    در بسیاری از مطالعات میکروسکوپی مثل مطالعه سنگها ، مواد شیمیایی کریستالی و بسیاری از ترکیبات آلی مثل ساختمان کراتین ، عضلات ، کلاژنها نیاز به استفاده از میکروسکوپهای پلاریزان می‌باشد. جز اینها در مطالعات میکروسکوپی پلاریزان نور پلاریزه می‌باشد.

    نور پلاریزه
    نور معمولی متشکل از فوتونها هستند دارای بردارهای الکتریکی و مغناطیسی عمود بر هم می‌باشند. این دو میدان بطور سینوسی در حال نوسان می‌باشند و در ضمن در جهت عمود بر صفحه دو میدان و یا صفحه ارتعاشات این دو منتشر می‌شوند. ارتعاشات میدان الکتریکی نور غیر پلاریزه در یک نقطه در همه جهات می‌باشد. اکثر مواد شیشه‌ای و بسیاری از مواد دارای این ویژگی هستند که وقتی یک دسته پرتو نوری به آنها وارد شود در آن صورت سرعت انتشار و نحوه انتشار نور در جهات مختلف در آنها مشابه و یکسان می‌باشد و تنها تغییری که در نحوه حرکت دسته پرتو ضمن عبور از این مواد حاصل می‌شود آن است که بر اساس قوانین اسنل مسیر و جهت آنها نسبت به قبل از ورودشان به آن ماده تغییر می‌کند. اینگونه مواد را مواد ایزوتروپیک (isotropic) می‌نامند. مواد ایزوتروپیک در همه جهات دارای ضزیب شکست مشابه هستند.

    بعضی مواد شفاف و نیمه شفاف دارای دو ضریب شکست می‌باشند، یعنی نحوه انتشار نور در داخل این مواد در جهات مختلف متفاوت است. وقتی که یک دسته پرتو نوری به داخل این گونه مواد وارد می‌شود اگر نور غیر پلاریزه باشد در آنصورت به دو دسته پرتو تقسیم می‌شود. این دو دسته پرتو در جهات عمود بر هم حرکت می‌کنند و ارتعاشات میدان الکتریکی آْنها کاملا بر هم عمود می‌باشد. هر دسته پرتو بنام نور پلاریزه شده و صفحه ارتعاش آنها را صفحه پلاریزاسیون می‌نامند. موادی که دارای این چنین خاصیتی هستند بنام مواد غیر ایزوتوپ می‌نامند. بعضی مواقع نیز اینگونه مواد را مواد با ضریب شکست دو گانه می‌نامند. در بررسیهای پلاریزاسیون لازم است که ما نور پلاریزه داشته باشیم این عمل را بوسیله یک صفحه پلاریزور می‌توان انجام داد. نور خارج شده از صفحه پلاریزور یک نور پلاریز است. میدان الکتریکی این فوتونها تنها در امتداد محور پلاریزاسیون صفحه پلاریزور ارتعاش می‌نماید.
    روشهای تولید نور پلاریزه
    نور پلاریزه را می توان به طرق مختلف ایجاد نمود. روشهاتی معمول عبارتند از:



    بازتابش
    شکست مضاعف
    جذب انتخابی
    پراکندگی
    در اینجا دو روش ایجاد نور پلاریزه مورد نیاز در میکروسکوپهای پلاریزان را مختصرا توضیح می‌دهیم:

    منشور نیکول
    این منشور از بلور کلسیت درست شده است (کلسیت یا کربنات کلسیم). نور هنگام عبور از بلور کلسیت به دو دسته پرتو تجزیه می‌شود به گونه‌ای که اگر این بلور را مثلا بر روی نوشته‌ای قرار دهیم نوشته‌ها بصورت مضاعف دیده می‌شود. نور وارد شده به کلسیت به دو دسته پرتو تجزیه می‌شود، که یکی تابع قوانین اسنل است که آنرا شعاع عادی می‌نامند. دسته پرتو دیگر از قوانین نور عادی پیروی نمی‌کند لذا به آن پرتو غیر عادی گویند. مسیر نور عادی و نور غیر عادی و همچنین سرعت انتشار این دو دسته پرتو با همدیگر متفاوت است، البته هر دو دسته پرتو نور پلاریزه می‌باشند.


    منشور نیکول (Nicol) بدین گونه ساخته می‌شود که یک بلور کلسیت را در امتداد قطرش برش می‌دهند سپس قطعات بدست آمده را بوسیله صمغ مخصوصی بنام صمغ کانادا (Canada blasm) به همدیگر می‌چسبانند. ضریب شکست این ماده 55/1 است که از ضریب شکست کلسیت برای شعاع عادی 656/1n= کمتر است و از ضریب شکست شعاع غیر عادی 482/1=n بیشتر می‌باشد. لذا وقتی که نور به محل اتصال دو نیمه می‌رسد نور غیر عادی انعکاس کلی پیدا می‌کند و تنها نور عادی از آن خارج می‌شود و بنابراین نور خارج شده یک دسته پرتو پلاریزه شده می‌باشد. می‌توان پلاریزه بودن نور خارج شده را بوسیله یک منشور دوم امتحان نمود. در صورتی که دو منشور نیکل به موازات همدیگر قرار گیرند نور خارج شده از اولی بدون تغییر از دومی نیز خارج می‌شود و در صورتی که محور پلاریزاسیون آنها عمود بر هم قرار گیرند نور پلاریزه خارج شده از اولی از دومی عبور نمی‌نماید.

    تورمالین
    نوع دیگری از پلاریزورها که بر اساس جذب انتخابی عمل می‌کنند موادی مثل تورمالین می‌باشند. اینگونه مواد وقتی نور غیرپلاریزه به آنها بتاید پس از ورود مثل بلور کلسیت در آن شکست مضاعف اتفاق می‌افتد و لیکن شعاع عادی آن در صورت ضخامت کافی بلور کاملا در داخل بلور جذب می‌شود و شعاع غیر عادی از بلور خارج می‌شود. بنابراین بلور تورمالین ارتعاشات را در یک راستا جذب و ارتعاشات در جهت عمود بر آن را عبور می‌دهد. این خاصیت تورمالین مربوط به ساختمان ملکولی آن می‌باشد. ماده تورمالین را نمی‌توان به جای منشور نیکول استفاده نمود، بخاطر آنکه این بلور رنگین است لذا نور سفید از آن عبور نمی‌کند.

    آنالیزور (Analyser)
    آنالیزور یک پلاریزور دیگر است که نحوه کار آن دقیقا مشابه پلاریزر است بجز آنکه محل نصب آن در پشت پلاریزور واقع می‌باشد. آنالیزور در میکروسکوپهای پلاریزان بین عدسی شیئی و چشم مشاهده کننده واقع است. موقعی که در میکروسکوپها از منشور نیکول استفاده می‌شود. معمولا آنرا درست بالای عدسی شیئی و یا درست بالای عدسی چشمی قرار می‌دهند تا از ایجاد مانع در مقابل نور جلوگیری نماید و لیکن در میکروسکوپهایی که از فیلترهای پلاروئید به عنوان آنالیزور استفاده می‌شود این فیلتر در داخل لوله عدسی نصب می‌گردد و دارای ورنیه می‌باشد که درصد چرخش آنرا می‌توان مشخص نمود.

    عمدتا وقتی که نمونه‌ها را بوسیله نور پلاریزه مورد تابش قرار دهیم و مشاهده نمائیم تصویر مشابه حالتی است که از نور غیر پلاریزه استفاده می‌شود. اما وقتی که در مقابل آن یک آنالیزور قرار دهیم در آنصورت مشاهده می‌شود که با چرخش آنالیزور در جهات مختلف روشنایی تصویر متفاوت خواهد بود. در حالتی که محور پلاریزاسیون پلاریزور و آنالیزور بر همدیگر عمود باشند، در آن صورت نوری از آن به چشم مشاهده گر نمی‌رسد و در صورتی که دو محور به موازات هم باشند حداکثر نور خارج می‌شود. در این صورت می‌توان تأثیر نمونه در چرخش نور را مشاهده و اندازه گیری نمود. در حالتی که محور پلاریزاسیون پلاریزور و آنالیزور بر همدیگر عمود باشند کلیه نورهایی که مستیقما از پلاریزور به آنالیزور می‌رسند متوقف می‌شوند و از آن خارج نمی‌شوند و تنها آن بخش از نورهایی که بوسیله نمونه خارج و تغییر جهت داده می‌شود بوسیله آنالیزور عبور داده می‌شود و می‌توان بنابراین تأثیر نمونه را بر روی نور پلاریزه عبوری مطالعه نمود.

    عدسیهای مختلفی که در ساختمان میکروسکوپهای پلاریزان مورد استفاده قرار می‌گیرد بایستی بدون هیچگونه رگه باشد و علاوه بر آن نبایستی خود دارای اثر پلاریزه کنندگی باشند. در صورتی که از میکروسکوپهای معمولی بخواهیم برای بررسی خواص کندانسور استفاده نماییم باید آن را آزمایش نمود که این اشکالات در آنها وجود نداشته باشد. وجود زاویه در هر یک از عدسیها خود می‌تواند موجب اثر پلاریزه کنندگی نور شود و بنابراین برای مطالعه نمونه‌هایی که خاصیت پلاریزه کنندگی آنها کم است بهتر است روزنه نور را تا حد ممکن کم نمود تا تأثیر زاویه دار بودن کمتر شود.


    تا که بودیم نبودیم کسی
    کشت ما را غم بی همنفسی
    تا که رفتیم همه یار شدند
    خفته ایم و همه بیدارشدند
    قدر آینه بدانیم چون هست
    نه در آن وقت که اقبال شکست


    سلام دوران خوش سربازی

  3. Top | #3

    • مدیر ارشد سابق سایت
    • تاریخ عضویت
      01-Jan-2006
    • پست‌ها
      4,328
    • سپاس
      506
    • 4,308 تشکر در 1,923 پست
    • قدرت امتیاز دهی
      19
    • امتیاز
      30

    پیش فرض

    وسایل ملحقات یک میکروسکوپ پلاریزان
    با اضافه کردن وسایل لازمه به یک میکروسکوپ به گونه‌ای که بتوان در آن از نور پلاریزه استفاده نمود اطلاعات مفیدی از نمونه‌ها می‌توان بدست آورد. در حالت بسیار ساده می‌توان با افزودن یک صفحه ساده پلاریزور و یک صفحه آنالیزر که بشود آنها را چرخاند می‌تواند این کار انجام شود. لیکن در اندازه گیریهای دقیق و مواقعی که اندازه گیری مقداری مورد نیاز باشد بایستی از میکروسکوپ پلاریزان استفاده شود. تجهیزات اضافی یک میکروسکوپ پلاریزان را می‌توان بطور مختصر بصورت زیر برشمرد:



    پلاریزور و آنالیزور که بتوانند به داخل و یا خارج محلهای مربوطه منتقل شوند و همچنین حول محور قائم بچرخند و در ضمن جهت آنها نیز نسبت به همدیگر قابل تعیین باشد.


    خطوط متقاطع که بر روی چشمی نصب شوند بگونه‌ای که بتواند پس از نصب و تنظیم ثابت شوند و از چرخش آن جلوگیری نماید. خارهایی که بتوان خطوط را بطور ثابت بطرف شمال – جنوب ، شرق – غرب یا در زاویه 45 درجه نسبت به این جهتها قرار دهد.


    پایه نگه دارنده نمونه (machanical stage) که بتوان آنرا به تدریج بوسیله یک ورنیه چرخاند.


    وسیله مناسب برای چرخاندن و یا انتقال پایه (stage) و هم محور کردن با محور اپتیکی.


    شیارهایی در بدنه جهت وارد کردن جبران کننده. جبران کننده‌ها در زیر پلاریزر در شکاف مخصوص خود قرار می‌گیرند. این وسایل جهت جبران تأخیر فاز نمونه‌های بلورین ناشناخته بکار می‌روند.


    یکم مرحله کندانسور در بالای پلاریزور


    یک عدسی برتراند و دیافراگم برزای امتحان و بررسی نوارهای تداخلی.

    وسائل اضافی که جهت جبران تأخیر فاز بکار می‌روند عبارتند از: الف) گوه بسیار نازکی از کوارتز: این گوه به گونه‌ای بریده می‌شود که محور اپتیکی آن موازی خط الرأس گوه باشد. معمولا این گوه را بر روی یک تیغه کوارتز به گونه‌ای می‌چسبانند که محور اپتیکی آن با محرو اپتیکی گوه عمود باشند. در یک نقطه ضخامت گوه صفر است و لذا تأخیر فازی وجود ندارد و لیکن در نقاط دیگر بخاطر آنکه ضخامت صفر نیست تأخیر فاز وجود دارد. در عمل موقع آزمایش بایستی محور اپتیکی نمونه و محور اپتیکی گوه بر هم عمود باشند به گونه‌ای که تأخیر فاز نمونه بوسیله گوه جبران شود. این عمل موجب آن می‌شود که موقعی که آنالیزور و پلاریزور بر هم عمود عستند تاریک شوند. در این حالت اختلاف فاز ایجاد شده بوسیله گوه درست برابر و در جهت خلاف نمونه می‌باشد از این طریق می‌توان اختلاف فاز نمونه را تعیین نمود.


    ب) تیغه ربع موج: این تیغه دارای ضخامتی برابر با یک ربع طول موج می‌باشد. بنابراین در اثر عبور نور از این تیغه فاز موج عقب خواهد افتاد. این تیغه از جنس بلور میکا می‌باشد. با استفاده از این تیغه و تغییر نقش تداخلی حاصل شده نوع بلور بدست می‌آید. این تیغه همراه با تیغه ربع موج دیگری که در بالای پلاریزور قرار می‌گیرد بکار می‌رود.


    ج) تیغه حساس به رنگ نور: این تیغه از تیغه نازک کوارتز درست شده است و دارای سطح صاف می‌باشد. ضخامت تیغه معادل با تمام موج می‌باشد. این بلور را بین دو لامل می‌چسبانند. ویژگی این تیغه آن است که تأخیر فازهای کوچک حاصله شده در اثر نور عبوری از نمونه را به تغییرات رنگی که چشم حساس به آن است تبدیل می‌نماید. تغییر رنگ حاصله معرف نمونه می‌باشد. این تیغه برای رنگ سبز تمام موج می‌باشد یعنی تأخیر فازی حاصل نمی‌شود. برای نور قرمز اندکی تأخیر فاز و برای نور آبی تأخیر فاز بیشتر ایجاد خواهد نمود. تأخیر کوچک در تغییر فاز موجب تغییر سریع رنگ می‌شود.


    د) پلاتین یونیورسال: معمولا محورهای اپتیکی نمونه‌های مورد مطالعه نسبت به سطح نمونه بصورت اتفاقی می‌باشند و لذا تنظیم مناسب موقعیت و زاویه آن نسبت به سطح افق جهت یافتن محورهای اپتیکی از طریق ایجاد و مشاهده نوارهای تداخلی بایستی بطور دقیق انجام شود. برای این منظور از پلاتین یونیورسال استفاده می‌شود. با استفاده از این وسیله می‌توان ضریب شکست را در جهات مختلف نمونه مربوط به پرتوهای عادی و غیر عادی تعیین نمود. پلاتین یونیورسال بطور مناسب مدرج شده است به گونه‌ای که می‌توان جهت قرار گرفتن نمونه را از روی درجات مشخص نمود و از این طریق محورهای اپتیکی را تعیین نمود.

    مشاهده بوسیله نور پلاریزه
    وضعیتهای مختلفی را که در مطالعه با میکروسکوپ پلاریزان می‌توان مشاهده نمود: وقتی که محور دو صفحه پلاریزور و آنالیزور موازی یا عمود بر یکدیگر می باشند. وقتی که نور از چشمه خارج و به پلاریزور برخورد نماید نور خارج شده از آن نور پلاریزه و به موازات محور پلاریزاسیون پلاریزور می‌باشد. در حالتی که آنالیزور به گونه‌ای باشد که محور پلاریزاسیون آن به موازات محور پلاریزاسیون صفحه پلاریزر باشد نور خارج شده از پلاریزور بدون تغییر از آن عبور نموده و به چشم می‌رسد. در صورتی که دو صفحه محور پلاریزاسیونشان عمود بر همدیگر باشند نور خارج شده از پلاریزور نمی‌تواند از آنالیزور خارج و بوسیله آن جذب می‌شود، در آن صورت نوری به چشم نمی‌رسد. وضعیت اولی وضعیت موازی دو صفحه پلاریزور و آنالیزور است و وضعیت دومی وضعیت متقاطع محورهای پلاریزاسیون دو صفحه پلاریزور و آنالیزور است. این آزمایش را می‌توان در میکروسکوپ پلاریزاسیون با چزخش آنالیزور انجام داد. در هر چرخش کامل 360 درجه‌ای دو مرتبه روشنایی ماکزیمم و دو مرتبه روشنایی مینیمم می‌شود. در حالت زاویه 90 درجه نسبت به یکدیگر نور رسیده به چشم قطع می‌شود و در صفر درجه و 180 درجه روشنایی ماکزیمم می‌شود.

    تشخیص فشار
    برای تشخیص تأثیر فشار همه عدسیهای میکروسکوپ را خارج نموده و دو صفحه پلاریزور و آنالیزور را با زاویه محرو پلاریزاسیون عمود بر هم قرار دهید. یک صفحه اسلاید شیشه‌ای 1×3 اینج روی stage قرار داده به گونه‌ای که یک ضلع بزرگ اسلاید وقتی که داخل لوله نگاه می‌کنیم قابل دیدن باشد با نگه داشتن اسلاید بطور محکم بوسیله یک دست با دست دیگر دسته یک scalpel یا یک وسیله مشابه را با فشار روی لبه در حال مشاهده فشار دهید. ناحیه روشن قابل مشاهده با اعمال فشار حذف می‌شود که نشان دهنده فشار الاستیک (elastic stress ) می‌باشد. بعد از آزاد شدن لبه از فشار مجددا لبه روشن قابل مشاهده است. میکروسکوپ شناسها با همین روش ساده عدسیها را (polariscope) امتحان می‌نمایند. هر نوع رگه (strain) بر روی عدسیها با این روش ساده قابل مشاهده است، چون که جهت نور را تغییر می‌دهد.

    آزمایش پلیکریم (Test for pleochrosim)
    برای انجام این تست میکروسکوپ را تنظیم و با قرار دادن پلاریزور و آنالیزور در وضعیت داخل و خارج از موقعیت اصلیشان به ترتیب اینکار را انجام می‌دهیم. با چرخاندن یک صفحه تورمالین که روی محل نمونه (stage) قرار دارد و توجه به تاریک و روشن شدن در وضعیتهای 90 درجه نسبت به همدیگر می‌توان مؤلفه‌های pleochroic را تشخیص داد. تغییر رنگ و شدت ، ویژگیهای این پدیده است.

    تست ایزوتروپیکی مواد
    با قرار دادن یک قطعه شیشه بدون رگه (unstrain) روی stage و چرخاندن آن بین دو صفحه پلاریزور و آنالیزور وقتی که زاویه بین محورهای پلاریزاسیون آنها 90 درجه است می‌توان ایزوتروپیک و غیر ایزوتروپیک بودن آنرا مشاهده نمود. بایستی توجه داشت که در طول آزمایش پلاریزور و آنالیزور دارای زاویه 90 درجه می‌باشند. در صورتی که ماده مورد آزمایش ایزوتروپیک باشد چون که ضریب شکست جسم ایزوتروپیک در همه جهات یکسان است لذا نمی‌تواند موجب تغییر روشنایی شود در غیر اینصورت روشنایی پس از آنالیزور تغییر می‌کند.

    مواد بی رنگ غیر ایزوتروپ در نور تکرنگ
    یک صفحه سبز رنگ در جلو چشمه نور قرار داده و محورهای صفحات پلاریزور و آنالیزور را بطور عمودی نسبت به هم تنظیم و سپس نور پلاریزور را روی اسلاید حاوی نمونه با ضریب شکست دو گانه متمرکز نموده و سپس آزمایش را می‌توان انجام داد. تهیه سمبل مناسب می‌تواند با قرار دادن دو قطره سولفات منیزیم غلیظ گرم (Espon salt) بر روی اسلاید عاری از چربی و سپس پوشاندن آن با یک پوشش شیشه‌ای باشد. در این وضع در عرض چند دقیقه کریستال سوزنی شکل کوچکی رشد می‌نماید. در صورتی که مایع باقیمانده را بوسله فیلتر کاغذی خارج نمائیم ادامه رشد کریستال متوقف می شود (برای بدست آوردن نمونه مناسب بایستی چندین نمونه تهیه نمود تا وضعیت و کریستال مطلوب بدست آید).

    در صورتی که stage که حاوی کریستال است را بچرخانیم وضعیتهای تاریک و روشن را بطور متناوب خواهیم دید. موقعیت تاریک بنام (extinction) موقعیت قطع خوانده می‌شود. در صورتی که زاویه بین دو قطع را اندازه بگیریم زاویه آن 90 درجه بدست خواهد آمد. موقعیت ماکزیمم روشنایی در زاویه 45 درجه ظاهر خواهد شد. رفتار نمونه در بین دو صفحه پلاریزور و آنالیزور که بصورت عمودی نسبت به همدیگر قرار دارد مهمترین کاری است که بوسیله میکروسکوپ پلاریزان می‌توان انجام داد. نوری که در راستای با ضریب شکست بیشتر از نمونه خارج می شود عقبتر است و یا بعد از نور در امتداد جهت یا ضریب شکست کمتر حرکت می‌نماید. رابطه آنها نسبت به همدیگر در نقطه خروج تحت عنوان تأخیر نسبی (retardation) یا اختلاف فاز (phase difference) خوانده می‌شود.

    تأخیر یا اختلاف فاز را می‌توان بر حسب طول موج بیان نمود (بر حسب میکرومتر). مقدار تأخیر بستگی به دو فاکتور اختلاف بین ضریب شکستها در جهات مختلف و ضخامت نمونه دارد. Birefringence یک ماده از کمیت مهم مواد می‌باشد که می‌توان آنرا با میکروسکوپ پلاریزان اندازه گیری نمود. این کمیت برابر با اختلاف حداکثر و حداقل ضریب شکست آن ماده می‌باشد. همچنین این کمیت ممکن است بر حسب تأخیر نسبی بر حسب میلیمتر تقسیم بر ضخامت نمونه بر حسب میلیمتر بیان شود.

    مواد غیر ایزوتروپیک که در همه وضعیتها دارای تاریکی هستند
    بعضی مواد ایزوتروپیک وقتی که در زیر میکروسکوپ پلاریزان مشاهده می‌شوند ضمن چرخاندن آنها به اندازه 360 درجه همیشه تاریک باقی می‌مانند. دو دسته پرتو در زاویه 45 درجه نسبت به همدیگر دارای تأخیر فاز می‌باشند و لذا با همدیگر تداخل نمی‌نمایند و لیکن پس از آنکه از آنالیزور عبور نموده هر دو در یک صفحه قرار می‌گیرند و بنابراین تحت شرایط بخصوصی اینها ممکن است با همدیگر تداخل نموده و لذا موجب تداخل مخرب شوند. تداخل مخرب وقتی اتفاق می‌افتد که دو دسته پرتو پلاریزه شده همدوس (coherent) باشند و در ضمن به اندازه نصف طول موج (180 درجه) از همدیگر اختلاف فاز داشته باشند. در چنین وضعیتی کل تأخیر برابر است با تأخیری که در نمونه و تأخیری که در آنالیزر ایجاد می‌شود.

    مواد بی رنگ غیر ایزوتروپیک (در نور سفید)
    اگر آزمایشهای ذکر شده در مرحله قبل در نور سفید انجام شوند در آن صورت موقعی که نور به چشم می‌رسد (در حالت 45 درجه) جسم به صورت رنگی مشاهده می‌شود. موقعیت رنگها بستگی به ضخامت نمونه دارد. مکانیزم تشکیل این وضعیت بشرح زیر است:


    وقتی که نور پلاریزه از جسم غیر ایزوتروپ خارج می‌شود در آن صورت بین مؤلفه‌های مختل نورهای عبور کرده زمانهای تأخیر متفاوتی وجود دارد (رنگ سفید متشکل از طول موجهای مختلف می‌باشد). چونکه هر طول موج در زاویه 45 درجه به دو مؤلفه تقسیم شده و پس از خروج از نمونه این دو مؤلفه نسبت به هم تأخیر دارند. بنابراین پس از آنکه مجددا به آنالیزر رسیدند حداقل یکی از رنگها پس از عبور چون که به یک صفحه آورده می‌شود با همدیگر تداخل مخرب خواهند داشت و لذا از آن طول موج از رنگ سفید حذف شده و تصویر بصورت رنگی مشاهده می‌شود. بنابراین رنگهای پلاریزه بستگی به دو پارامتر دارند که عبارتند از:



    ضخامت ماده
    مقدار تأخیر زمانی


    بنابراین مواد مشابه با ضخامت متفاوت ممکن است دارای رنگهای پلاریزاسیون متفاوتی باشند.

    مقیاس نیوتن
    وابستگی بین رنگ با ضخامت ماده را به وضوح می‌توان با استفاده از یک ماده غیر ایزوتروپ گوه‌ای مشاهده نمود. این گونه گوه‌ها معمولا از جنس کوارتز می‌باشند و همراه با میکروسکوپ پلاریزان وجود دارند یا آنکه می‌توان آنها را بطور مصنوعی تهیه نمود. یک لایه بسیار نازک سلوفان (Cellophane) را انتخاب نموده و آنرا در زیر میکروسکوپ در وضعیتی که صفحات پلاریزاسیون میکروسکوپ بر همدیگر محورشان عمود باشند قرار داده و با توجه به جهت آنها که بایستی مشخص شود، با بریدن باریکه‌هایی از این ماده در جهت مشخص و سپس قرار دادن آنها بر روی یکدیگر به گونه‌ای که بصورت یک گوه (wedge) ساخته شوند. در صورتی که یک گوه تحت زاویه 45 درجه بین دو صفحه پلاریزور و آنالیزر با محور عمود بر هم قرار گیرند با فشار دادن و حرکت دادن گوه بداخل ناحیه میکروسکوپ بتدریج رنگهای مختلف مشاهده می شوند. در صورتیکه یک گوه حقیقی را زیر میکروسکوپ مشاهده نمائیم یک طیف پیوسته از رنگها مشاهده خواهیم نمود که شدت نور نوارها هر چه که به سمت ناحیه نازکتر گوه حرکت کنیم بیشتر می‌شود و ماکزیمم آن در محلی است که ضخامت گوه صفر است.

    نورها و نوارهای پلاریزه مشاهده شده در این وضعیت مربوط به تأخیری است که در نور حاصله هنگام عبور از ضخامتهای مختلف ایجاد می‌شوند و نتیجتا تداخل یک طول موج بخصوص و سپس حذف آن از طیف ، در صورت قرار دادن یک گوه استاندارد و یک گوه از ماده غیر ایزوتروپیک ناشناخته می‌تواند در مجاورت هم در زیر میکروسکوپ و مقایسه رنگها و نوارها تأخیری که در مؤلفه‌های نوری در مؤلفه ایجاد می‌شود محاسبه گردد. گوه کوارتز بین پلاریزور و آنالیزور متقاطع (در حالت نور تکرنگ) وقتی که در آزمایش بالا یک صفحه سبز در مقابل نور لامپ میکروسکوپ گذاشته شود در آن صورت تعدادی نوارهای تاریک مشاهده می‌شوند که در واقع نوارهای تداخلی حاصله با شدن مینیمم هستند.

    با جایگزینی فیلتر سبز با یک فیلتر قرمز در مقابل نور لامپ در آن صورت نوارهای تداخلی در طول گوه تغییر محل می‌دهد. نوارهای تاریک تشکیٍ
    www.roshd.ir


    تا که بودیم نبودیم کسی
    کشت ما را غم بی همنفسی
    تا که رفتیم همه یار شدند
    خفته ایم و همه بیدارشدند
    قدر آینه بدانیم چون هست
    نه در آن وقت که اقبال شکست


    سلام دوران خوش سربازی

  4. Top | #4

    • مدیر ارشد سابق سایت
    • تاریخ عضویت
      01-Jan-2006
    • پست‌ها
      4,328
    • سپاس
      506
    • 4,308 تشکر در 1,923 پست
    • قدرت امتیاز دهی
      19
    • امتیاز
      30

    پیش فرض

    میکروسکوپ فاز کنتراست
    ================================
    مقدمه
    احتمالا مهمترین پیشرفتی که در تکنیک میکروسکوپی در سالهای قبل از 1960 حاصل شد توسعه میکروسکوپهای فاز کنتراست و تداخلی بود. در این نوع میکروسکوپها بافتهای زنده را در حالی که ثابت نشده‌اند (unstained) می‌توان با کانتراست خوب و رزولوشن مناسب مشاهده نمود. برای آنکه بتوان جزئیات یک شیئی را قابل رویت نمود. این عمل را با رنگ آمیزی می‌توان انجام داد. در صورتی که شیئی مورد نظر رنگ آمیزی نشده (unstained) باشد می‌توان بدون دخالت در ساختمان یا حیات آن شیئی ضریب انکسار قسمتهای متعددی از آنرا کم یا زیادتر از ماده‌ای که شیئی در آن قرار دارد نمود. در صورتی که اختلاف ضریب شکستها خیلی کم باشد. به گونه‌ای که قابل مشاهده نباشد می‌توان از میکروسکوپ زمینه تاریک استفاده نمود. میکروسکوپ زمینه تاریک عمدتا نشان دهنده لایه‌های سطحی نمونه بجای ساختمان داخلی می‌باشد.

    علاوه بر آن لازمه این سیستمها استفاده از لامپهای با قدرت زیاد می‌باشد که بعضا وقتی که مدت زمان مشاهده زیاد باشد بایستی از سیستم خنک کننده استفاده شود. این در حالی است که میکروسکوپ فاز – کنتراست دارای این اشکالات نمی‌باشد و می‌توان ساختمان داخلی شیئی را بخوبی مشاهده نمود. در حالت کلی بخشهایی از شیئی که دارای ضرائب انکسار زیادتر باشند در مقایسه با زمینه روشنتر تاریک و یا بلعکس می‌باشد که البته این مطلب بستگی به نوع سیستم – منفی یا مثبت بودن میکروسکوپ دارد. لامپ نوری مورد استفاده در این نوع میکروسکوپ یک لامپ معمولی می‌باشد و همه دهانه عدسی شیئی در تشکیل تصویر شرکت می‌نمایند. در این نوع میکروسکوپ و رزولوشن نسبت به زمینه تاریک ضعیفتر است و این بخاطر پدیده شکست نور و تغییر فاز آن می‌باشد.

    اصول کلی
    هدف از این میکروسکوپها قابل دیدن نمونه‌هائی است که موجب تغییر قابل توجهی در شدت (دامنه) نور عبوری از آن مثل حالت نمونه‌های رنگ آمیزی شده (stained) نمی‌باشد. تنها تغییری که اجزاء مختلف این گونه نمونه‌ها بر روی نور عبوری بوجود می‌آورند آن است که موجب تغییر در فاز آنها می‌شود. به عبارت دیگر در روشهای میکروسکوپهای معمولی سیستم ساختمانی نمونه به گونه‌ای است که اجزاء مختلف آن دارای خاصیت جذب متفاوت نور برخوردی به آنها می‌باشد و بدین لحاظ نور عبور کرده از نمونه در قسمتهای مختلف دارای شدتهای مختلفی می‌باشند که این تغییر در شدت بستگی به مقدار جذب در قطعات و اجزاء مختلف نمونه وارد و بنابراین ناحیه‌ای که جذب کمتر اتفاق می‌افتد تصویر شیئی روشنتر و بخشهای با جذب بیشتر تاریکتر مشاهده می‌شوند. در این نمونه‌ها تصویر از نور عبور نموده از نمونه تشکیل می‌شود. بسیاری از نمونه‌ها شدت نور عبور نموده را تغییر چندانی نمی‌دهند و لیکن اجزاء مختلف موجب تغییر فاز نور عبور نموده از آنها می‌شوند و لیکن با توجه به آنکه چشم حساس به فاز یا تغییر فاز نمی‌باشند لذا بایستی به نحوی این تغییر فاز را قابل مشاهده نمائیم. بنابراین هدف از میکروسکوپ فاز کنتراست تبدیل تغییر فاز به تغییر دامنه است که بتواند بوسیله چشم قابل مشاهده شود.

    وقتی که نور از کندانسور عبور نموده و به شیئی برخورد نماید در آن صورت به دلیل پدیده تفرق حاصله در اثر جسم طیف تفرق یافته در پشت عدسی چشمی حاصل می‌شود. با توجه به آنکه جسم مثل یک شبکه متفرق کننده عمل می‌نماید در آن صورت تصویر در این شبکه در اثر تفرق در پشت عدسی چشمی ایجاد می‌شود. تصویر حاصله که نشان دهنده جزئیات جسم است در اثر ترکیب نور متفرق شده و نور عبور نموده بدون تفرق ایجاد می‌شود. به علت آنکه بین نور متفرق شده و نور عبور نموده بدون تفرق ایجاد می‌شود. به علت آنکه بین نور متفرق شده و نور مستقیم اختلاف فاز وجود دارد لذا این دو نوع پرتو با همدیگر ترکیب شده و تداخل انجام می‌شود و در نتیجه اختلاف فاز این دو نوع نوز ایجاد تغییر در دامنه یا شدت نور در صفحه تصویر می‌نماید. میکروسکوپهای فاز – کنتراست بگونه ای طراحی شده اند که تغییر فاز حاصله در اثر وجود نمونه و تغییر فاز در اثر تغییر ضریب شکست در اجزاء مختلف آن این تغییر فاز به تغییر شدت تبدیل شود.

    در صورتی که نورهای عبور نموده از جزهای مجاور همدیگر دارای اختلاف فاز ناچیز باشند در آن صورت اختلاف فاز بین تقریبهای صفر و یک برابر λ 4/0 خواهد بود. در آن صورت به دلیل این اختلاف فاز نور ترکیب شده ، تشکیل نوارهای تداخلی می‌نماید. حال اگر توجه نمائیم نور عبور نموده از طرف دیگر نیز به همین شکل دارای اختلاف فاز ولی در جهت عکس همدیگر می‌شوند و لذا نور رسیده به آن نقطه صفر می‌باشد و بنابراین ساختمان شیئی قابل رؤیت نمی‌باشد. در میکروسکوپهای فاز کنتراست تأثیر یک مانع با ضخامت λ 4/0 آن است که موجب هم فاز ساختن نوارهای تداخلی از دو طرف شود و در نتیجه افزایش دامنه حاصل می شود.

    سیستم ساختمانی یک میکروسکوپ فاز کنتراست استاندارد به گونه‌ای است که یک روزنه دایره ای شکل در محل صفحه کانون کندانسور substage وجود دارد که شیئی بوسیله یک دسته پرتو مخروطی شکل روشن می‌شود. تویر مستقیم این دایره روشن بوسیسله عدسی شیئی در محل کانون F عدسی شیئی تشکیل می‌شود. همچنین روی این صفحه تصویرهای متفرق شده بوسیله شیئی و ساختمان داخلی شیئی بر روی این صفحه تشکیل می‌شود. البته تصویر بر روی این صفحه تشکیل می‌شود و تصویر متفرق شده از محل مربوطه بر روی این صفحه F جابجا می‌گردد. در محل کانون F یک صفحه قرار دارد که این صفحه وظیفه‌اش آن است که به اندازه λ 4/0 بین دو دسته پرتوئی که بطور مستقیم از شیئی عبور نموده و دسته پرتوئی که متفرق شده است اختلاف فاز ایجاد می‌نماید.

    امواج متفرق شده و عبور کرده بطور مستقیم از صفحه در محل کانون شیئی با همدیگر ترکیب و موجب ایجاد نوارهای تداخلی با شدت ماکزیمم و مینیمم می‌نماید و در نتیجه این عمل ذره‌ای که در داخل جسم قرار دارد در صورتی که ضریب انکسار آن بیشتر از ضریب انکسار ناحیه مجاورش باشد بصورت یک منطقه تاریک ظاهر می‌شود. در صورتی که صفحه فاز (phase- plate ) موجب جلو انداختن فاز موج عبوری به اندازه λ 4/0 باشد در آن صورت تصویر نقطه تاریک (positive phase plate ) و در صورتی که موجب عقب انداختن نور بدون برخورد به اندازه λ 4/0 شود. تصویر نقطه بصورت روشن (negative phase contrst) ظاهر می‌شود. پس از ابداع این نوع میکروسکوپ بزودی مشخص شده که اگر صفحه‌ای که جاذب نور است بر روی حلقه صفحه تغییر دهنده فاز قرار بگیرد بطوری که دامنه موج مستقیم عبوری از آن کمی تضعیف شود در آن صورت تصویر حاصله به حد زیادی بهتر می‌شود.

    ملزومات یک میکروسکوپ فاز – کنتراست
    علاوه بر اجزاء اصلی یک میکروسکوپ معمولی ، یک میکروسکوپ فاز کنتراست همچنین دارای اجزاء زیر می‌باشد:



    این میکروسکوپ دارای چشمه نور قوی می باشد که نور آن از طریق یک حلقه بر کندانسور
    حلقه دیافراگم روشنایی
    کندانسور
    صفحه شیئی
    نور مستقیم
    نور پراکنده شده
    عدسیهای شیئی
    صفحه تصویر
    با میکروسکوپها لازم است که حلقه‌هایی با اندازه‌های متفاوت همراه باشد به گونه‌ای که با هر عدسی شیئی دیافراگم مناسب استفاده شود. به عنوان مثال یک دیافراگم با قطر کوچک با عدسی شیئی 16 میلیمتری و یک دیافراگم با قطر بزرگ با عدسی شیئی 2 میلیمتری استفاده می‌شود. موقعیت محل دیافراگم در پشت کندانسور به گونه‌ای است که تصویر آن در محل کانون عقبی عدسی شیئی تشکیل می‌شود. علاوه بر آن بایستی میکروسکوپ دارای عدسیهای شیئی مخصوص باشند. این عدسی‌ها مثل عدسیهای شیئی معمولی می‌باشند با این تفاوت که دارای یک صفحه فاز (phase palate) در محل کانون عقبی آن در محل تصویر دیافراگم می‌باشند. صفحه فاز یک صفحه شیشه‌ای می‌باشد که دارای ناحیه دایره‌ای با ضخامت کمتر در محل ویژه‌ای بر روی آن (negative) یا برآمدگی (positive) می‌باشد. ضخامت این ناحیه به گونه‌ای است که موجب ایجاد تقدم یا تأخیر فاز در نوری که از آن می‌گردد نسبت به نوری که از ضخامت بیشتر مجاورش عبور می‌کند می‌شود. معمولا سه نوع عدسی شیئی در سیستمهای فاز کنتراست وجود دارد این عدسیها بر حسب اختلاف در کنتراست از همدیگر متمایز می‌شوند و عبارتند از:


    a) عدسیهای شیئی DL,DM: این دو نوع عدسی در حالت زمینه روشن بکار می‌روند. استفاده از این عدسیها موجب ایجاد تصویر تاریکی از نمونه در زمینه نسبتا روشن می‌شود. استفاده از عدسی DM موجب جذب متوسط نور مستقیم می‌شود و لذا زمینه تا حد متوسطی روشن می‌باشد. استفاده از عدسی DL موجب جذب کمی از نور مستقیم می‌شود و لذا موجب ایجاد زمینه روشنتری نسبت به استفاده از عدسی DM می شود.


    b) عدسیهای شیئی BM: این نوع عدسی در حالت زمینه تاریک استفاده می‌شود.

    نکته قابل توجه در مورد عدسیهای شیئی مورد استفاده در میکروسکوپهای فاز کنتراست دامنه عمل آنها می‌باشد. در میکروسکوپهای زمینه روشن وقتی اختلاف فاز نورهای عبوری افزایش یابد تصویر تاریکتر می‌شود. اگر اختلاف فاز از حد معینی بیشتر شود تصویر روشن به روشن شدن می‌نماید تا اینکه دارای روشنائی با زمینه خواهد شد. در این حالت دیگر تصویر قابل دیدن نخواهد بود. بنابراین بایستی توجه داشت که اختلاف فاز مجاز در این میکروسکوپها برای مشاهده تصویر دارای حد معینی است. محدوده قابل تغییر برای آنکه تصویر قابل مشاهده باشد را دامنه عمل می‌نامند. هر چقدر دامنه عمل بیشتر باشد برای مشاهده تصویر مناسبتر است. عدسیهای شیئی DL دارای دامنه عمل زیاد می‌باشند. استفاده از عدسیهای شیئی با دامنه عمل زیاد در مواردی توصیه می‌شود که اختلاف فاز نمونه خیلی کم می‌باشد این عدسیها موجب افزایش کنتراست می‌شود. عدسیهای DM دارای دامنه عمل کم می‌باشد.


    c) یک تلسکوپ کناری جهت مشاهده تصویر ایجاد شده در کانون عقبی شیئی لازم است. موقع استفاده از این تلسکوپ به جای عدسی چشمی معمولی قرار گیرد، این تلسکوپ را بایستی جهت تنظیم میکروسکوپ بکار برد. در صورتی که این تلسکوپ را با عدسی چشمی جایگزین نمائیم تصویر حلقه فاز و دیافراگم حلقوی قابل رؤیت خواهد بود. در صورتی که این دو تصویر بر هم منطبق نباشند با استفاده از پیچهای مربوطه می‌توان این دو را تنظیم نمود.


    d) هنگام مشاهده نمونه‌ها با میکروسکوپهای فاز کنتراست اغلب بخاطر آنکه حساسیت چشم انسان به طول موجهای بیشتر است از فیلتر سبز استفاده می‌شود. طول موجهای مذکور بسادگی از این فیلتر عبور می‌نمایند و وضوح تصویر بیشتر خواهد بود. این فیلترها موجب ایجاد راحتی بیشتری برای مشاهدات طولانی نیز می‌شوند. علاوه بر این فیلترها اغلب مناسب است که از فیلترها IR نیز جهت جذب گرما استفاده زیرا شدت نور مورد استفاده بسیار زیاد است و می‌تواند موجب آسیب به نمونه در اثر گرما شود.


    تا که بودیم نبودیم کسی
    کشت ما را غم بی همنفسی
    تا که رفتیم همه یار شدند
    خفته ایم و همه بیدارشدند
    قدر آینه بدانیم چون هست
    نه در آن وقت که اقبال شکست


    سلام دوران خوش سربازی

  5. Top | #5

    • مدیر ارشد سابق سایت
    • تاریخ عضویت
      01-Jan-2006
    • پست‌ها
      4,328
    • سپاس
      506
    • 4,308 تشکر در 1,923 پست
    • قدرت امتیاز دهی
      19
    • امتیاز
      30

    پیش فرض

    روش استفاده از میکروسکوپ فاز – کنتراست
    نحوه کار با میکروسکوپ فاز – کنتراست در انواع مختلف آن متفاوت است و لذا بایستی بر اساس دستورالعمل کارخانه سازنده عمل نمود و لیکن در اکثر آنها نحوه کار با آن به شرح زیر می‌باشد:

    لامپ را روشن نموده و سپس به تدریج شدت آنرا تا نصف یا 4/3 شدت ماکزیمم افزایش دهید. روزنه لامپ و کندانسور substage را کاملا باز نمائید. امتحان نمائید که فیلتر نوری در محل خود بطور مناسب واقع است. حلقه‌هایی که در زیر کندانسور واقع است را کنار بزنید.


    در ابتدا با استفاده از عدسی شیئی با توان بالا (mm 4 عدسی شیئی خشک) شروع نمائید. فوکوس سیستم را تنظیم نموده به گونه‌ای که شیئی و stage را بخوبی بتوان تفکیک نمود. پس از آن عدسی شیئی را به موقعیت مربوطه‌اش منتقل نمائید.


    کندانسور زیر stage را بگونه‌ای تنظیم نمائید که حدود 5 میلیمتر زیر stage واقع شود.


    اسلاید را که حاوی نمونه است و همچنین لامپ آن را بر روی stage قرار دهید به گونه‌ای که فیلم به سمت بالا واقع شود. با فشار کمی بر روی اسلاید اتصال یکنواختی با stage فراهم آورید.


    تصویر را فوکوس نموده و همچنین توجه شود که در وجود حباب بتوان آنرا مشاهده و سپس حذف نمود. جهت فوکوس نمودن اگر خطی بر روی اسلاید قرار دارد و یا آنکه در صورت نبودن می‌توان از خود نمونه برای فوکوس نمودن استفاده نمود. عمل فوکوس کردن با یستی بدقت انجام شود.


    یکی از عدسیهای چشمی را برداشته و بجایش تلسکوپ مربوطه را بگذارید. با حرکت دادن آن ، آنرا برای صفحه فاز در بالای عدسی شیئی فوکوس نمائید. فوکوس میکروسکوپ را تغییر نداده و توسط چشمی کنترل کندی که فوکوس آن تغییر نکرده است.


    صفحه دیافراگم مناسب عدسی شیئی مورد استفاده را در محل خود بین کندانسور و لامپ قرار دهید. سپس کندانسور را فوکوس نمائید بگونه‌ای که تصویر حلقه روشن از داخل تلسکوپ برابر با حلقه روی صفحه فاز باشد. مجددا از طریق چشم دیگر که هنوز در محل خودش قرار دارد ببنید که هنوز تصویر فوکوس می‌باشد.


    با کنار زدن دیافراگم مجددا به داخل تلسکوپ نگاه نموده و با تغییر پیچهای مربوط به کندانسور آنرا بگونه‌ای تنظیم نمائید که تصویر فیلمان بطور واضح روی حلقه مربوط به صفحه فاز قرار گیرد.


    دیافراگم را مجددا به محل خود برگردانید در حالی که بداخل تلسکوپ نگاه می‌کنید و سپس دیافراگم را به مرکز بوسیله پیچهای مربوطه منتقل نمائید. حلقه روشن بایستی دقیقا در بین حلقه‌های صفحه فاز قرار گیرند. لبه‌های این دو بایستی بر روی همدیگر بیفتد و در ضمن بایستی برنگ سفید باشد و نه رنگ دیگر. اندازه حلقه نوری را می‌توان با تنظیم فوکوس کندانسور تنظیم نمود.


    مجددا از طریق عدسی چشمی که هنوز در محل خود قرار دارد به نمونه نگاه کرده و امتحان کنید که هنوز سیستم فوکوس می‌باشد. در صورت لزوم بایستی فوکوس را تنظیم نمود. در این حالت با نگاه به داخل تلسکوپ مجدددا حلقه نور را تنظیم نمائید.


    تلسکوپ را خارج نموده و مجدددا عدسی چشمی دوم را سر جایش بگذارید. نمونه را مورد مطالعه قرار داده ضمن آنکه در صورت نیاز بایستی نور را نیز تنظیم نمائیم با حرکت دادن نمونه می‌توان ضخامتها و نواحی مختلف نمونه را بررسی و مطالعه نمود. هر از چند گاهی با جایگزین تلسکوپ وضعیت حلقه روشن را امتحان نمائید.


    آزمایش با عدسی mm 2 امیرسیون روغنی: فوکوس سیستم را چرخانده به گونه‌ای که بوضوح بتوان اسلاید و عدسی شیئی را مشاهده نمود. دیافراگم را برداشته و سپس یک قطره روغن روی لامل قرار دهید. عدسی mm 2 ایمرسیون روغنی را به محل خود منتقل نموده و سپس فوکوس را حرکت داده به گونه‌ای که بین عدسی شیئی و روغن تماس برقرار شود. مراحل 14 تا 11 را با استفاده از دیافراگم مناسب عدسی مورد استفاده تکرار نمائید.
    بعضی موارد کاربرد میکروسکوپ فاز - کنتراست
    میکروسکوپ فاز کنتراست وسیله ارزنده‌ای در بعضی مطالعات میکروسکوپی می‌باشد که این روزها بطور روزمره استفاده می‌شود. این میکروسکوپ در مطالعات سلولهای زنده و تک سلولیها بسیار مفید است. علاوه بر کاربرد در مطالعه تک سلولیها (protozoology) ، باکتریولوژی ، سیتولوژی و هیستولوژی در مطالعات صنعتی چون پلاستیکها ، فیبرها و کریستالها نیز مفید است. نمونه مورد مطالعه بایستی تا حد ممکن نازک و یکنواخت باشد. نمونه‌های ضخیم موجب خراب شدن تصویر می‌شود چون که لایه‌های مختلف دارای فوکوسهای متفاوت می‌باشند.


    تا که بودیم نبودیم کسی
    کشت ما را غم بی همنفسی
    تا که رفتیم همه یار شدند
    خفته ایم و همه بیدارشدند
    قدر آینه بدانیم چون هست
    نه در آن وقت که اقبال شکست


    سلام دوران خوش سربازی

  6. Top | #6

    • مدیر ارشد سابق سایت
    • تاریخ عضویت
      01-Jan-2006
    • پست‌ها
      4,328
    • سپاس
      506
    • 4,308 تشکر در 1,923 پست
    • قدرت امتیاز دهی
      19
    • امتیاز
      30

    پیش فرض

    میکروسکوپ تداخلی

    ====================================
    مقدمه
    میکروسکوپهای تداخلی بوسیله کمپانی‌های متعددی ساخته می‌شوند. این میکروسکوپها دارای ساختارهای متعدد و متفاوتی می‌باشند، اساس کار این میکروسکوپها بر مبنای تداخل نور عبور نموده از نمونه‌های شفاف که دارای فازهای متفاوت هستند و یا تداخل نور منعکس شده از نمونه‌های کدر یا پرتوهای نور دیگری که با این نورها دارای اختلاف راه هستند عمل می‌نماید و بدین طریق ساختار داخلی نمونه و یا سطح آن قابل مشاهده می‌شوند. در صورتی که از طریق تداخل نورهای عبور نموده از نمونه تصویر بدست آید، روش عمل کنتراست تداخلی دیفرانسیلی (DIC) و در صورتی که تصویر از انعکاس سطح نمونه حاصل شود آنرا میکروسکوپ تداخلی انعکاسی می‌نامند
    میکروسکوپ تداخلی DIC
    در یک سیستم DIC نور عبور نموده از هر قسمت نمونه مواجه با بخشی از نمونه است که با قسمتهای مجاور دارای اختلاف فاز می‌باشد. علت این تفاوت فاز مربوط به ضریب شکست متفاوت نمونه می‌باشد. در اثر تداخل حاصله بین نورهای خارج شده از نواحی مختلف قابل مشاهده می‌شوند. نور حاصله از چشمه به دو بخش تقسیم می‌شود. دسته پرتو R بنام مرجع (Reference beam) شناخته شده است با دسته پرتو O که از نمونه مورد آزمایش عبور نموده است تداخل نموده و بخاطر آنکه دو دسته پرتو O,R دو دسته پرتو همدوس می‌باشند، لذا نوارهای تداخلی قابل تشخیص تشکیل می‌گردد. روش تصویر با استفاده از دسته پرتوهای مختلف و ایجاد تداخل برای مدت زمان بسیار طولانی مورد استفاده قرار گرفته است. یکی از طرقی که بسیار مورد استفاده قرار گرفته است، روش مربوط به جامین (Jamin) می‌باشد. در این روش با توجه به روش پلاریزاسیون دو دسته پرتو را از یک دسته پرتو ایجاد نموده و سپس آن دو را با همدیگر ترکیب می‌نماید.

    تداخل سنج جامین (Jamin’s interferometer)
    شکل و نحوه کار سیستم اینتروفرومتر ابداع شده بوسیله جامین در شکل مقابل نشان داده شده است.
    نور از چشمه S توسط صفحه پلاریزور S به نور پلاریزه تبدیل می‌شود و سپس بوسیله صفحه کلسیت C به دو دسته پرتو عادی و غیر هعادی تبدیل می‌شود. پس از آن نور از یک صفحه نیم موج عبور نموده و نتیجتا نور O به طور غیر عادی و نور E نور عادی تبدیل می‌شوند. پس از آن این دو پرتو از صفحه کلسیت دوم عبور نموده ، این صفحه مشابه صفحه اول می‌باشد. در اثر پدیده فاز موج تغییر نموده و در نتیجه تداخل این دو موج تولید نوارهای تداخلی می‌شود که قابل دیدن است.

    میکروسکوپ تداخلی اسمیت- بیکر
    اسمیت و بیکر در واقع جز اولین کسانی بودند که با کاربرد سیستمهای تداخلی ، میکروسکوپ تداخلی را بصورت عملی طراحی نموده و با استفاده از آنها با توانائی زیاد توانستند تصاویر مناسب تهیه نمایند. روشهای متعدد دیگری نیز در ساختن میکروسکوپهای پلاریزان بکار رفته است که در اینجا در مورد آنها توضیح داده نمی شود.

    مقایسه با میکروسکوپ فاز کنتراست
    در سیستم میکروسکوپهای فاز کنتراست تفاوت اختلاف راه ایجاد شده که موجب تداخل می‌شود منحصرا در اثر ماهیت نمونه می‌باشد. این در حالی است که در سیستم میکروسکوپهای تداخلی عمل تداخل منحصرا بوسیله نمونه ایجاد نمی‌شود، بلکه اختلاف راه حاصله مربوط به سیستم ساختمانی در میکروسکوپ است که در اثر چگونگی قرار گرفتن اجزاء ایجاد می‌شود. بنابراین موقعی که ماهیت نمونه به گونه‌ای باشد که نتواند به حد کافی موجب ایجاد تداخل شود در آنصورت می‌توان این عمل را بسادگی با استفاده از میکروسکوپهای تداخلی انجام داد. استفاده از میکروسکوپهای فاز کنتراست بعضی مواقع موجب آرتی‌فکتهائی می‌شود که این مشکل در سیستمهای میکروسکوپ تداخلی واقع نمی‌شود. میکروسکوپهای تداخلی حتی می‌تواند برای نمونه‌های غیر شفاف (نمونه‌های رنگ شده) بکار رود و وضوح تصویر بسیار خوب باشد. تصویرهای حاصله با میکروسکوپهای تداخلی دارای حالت شبه سه بعدی تا حدی مشابه میکروسکوپهای الکترونی می‌باشد. در این نوع میکروسکوپ معمولا نوارهای تداخلی کناره‌های تصویر بخاطر اثر هال ظاهر نمی‌شود.

    عمق میدان وضوح در میکروسکوپهای تداخلی دو تا سه برابر بیشتر از میکروسکوپهای فاز کنتراست می‌باشد. در صورت استفاده از نور تکرنگ روشنائی تصویر در میکروسکوپهای تداخلی بیشتر از میکروسکوپهای فاز کنتراست می‌باشد. در این نوع میکروسکوپها در صورتی که اختلاف فاز ایجاد شده حتی برابر چندین طول موج هم باشد باز هم تصویر دارای وضوح زیاد است و لذا نمونه با ضخامت حدود mm 5/0 هم باز قابل مشاهده با این میکروسکوپها هستند، در حالی که میکروسکوپ فاز کنتراست برای نمونه‌های بسیار نازک حدود 10 میکرون یا کمتر می‌باشند به گونه‌ای که موجب اختلاف فاز زیاد نشوند.

    میکروسکوپ تداخلی انعکاسی
    سطوح با ضریب انعکاس کم و یا زیاد - سطوح فلزی یا غیر فلزی ، سطوح مناسبی برای امتحان با استفاده از میکروسکوپ تداخلی می‌باشد. تصویر بزرگ شده سطح را می‌توان بوسیله میکروسکوپ مشاهده نمود. در صورتی که سطح مورد مطالعه کاملا مسطح و صاف باشد نوارهای تداخلی منظم و با فاصله مشخص تشکیل می‌شود. این در حالی است که اگر سطح دارای ترک و یا لکه‌ای باشد در آن صورت تصویر تداخلی تشکیل شده نامنظم و متفاوت خواهد بود. اگر چه سیستم عدسیهای استفاده شده متفاوت است و لیکن اساس کار آنها با همدیگر مشابه می‌باشد. نور به میکروسکوپ وارد شده و به سطح تحت آزمایش از طریق یک تابش کننده عمودی وارد می‌شود. بخشی از نور توسط سطح نیمه منعکس کننده R منعکس می‌شود و سطح t را مورد تابش قرار می‌دهد. از این سطح نور منعکس شده و با نور مربوط به سطح جسم ترکیب می‌شود. با تغییر اندکی روی سطح نگهدارنده شیئی با سطح تداخلی یک شیب فازی در سیستم ایجاد می‌شود و نتیجتا موجب تشکیل نوارهای تداخلی در صفحه تصویر می‌شود.


    تا که بودیم نبودیم کسی
    کشت ما را غم بی همنفسی
    تا که رفتیم همه یار شدند
    خفته ایم و همه بیدارشدند
    قدر آینه بدانیم چون هست
    نه در آن وقت که اقبال شکست


    سلام دوران خوش سربازی

  7. کاربر زیر از H A M E D برای پست مفید تشکر نموده است:


اطلاعات تاپیک

کاربران حاضر در این تاپیک

در حال حاضر 1 کاربر در حال مشاهده این تاپیک هستند. (0 عضو و 1 مهمان)

این مطلب را به اشتراک بگذارید

قوانین ارسال

  • شما نمی‌توانید تاپیک جدید ارسال کنید.
  • شما قادر به ارسال پاسخ نیستید .
  • شما نمی‌توانید فایل ارسال کنید.
  • شما نمی‌توانید پست ‌های خود را ویرایش کنید.
  •  
دانشجو در شبکه های اجتماعی
افتخارات دانشجو
لینک ها
   
سایت برگزیده مردمی در چهارمین و پنجمین جشنواره وب ایران
سایت برگزیده مردمی در چهارمین و پنجمین جشنواره وب ایران
به دانشجو امتیاز دهید:

آپلود مستقیم عکس در آپلودسنتر عکس دانشجو

توجه داشته باشید که عکس ها فقط در سایت دانشجو قابل نمایش می باشند.

Search Engine Friendly URLs by vBSEO 3.6.1