المجهر الالكتروني والمجهر الضوئي

المجهر الالكتروني والمجهر الضوئي – الدليل الكامل

ضحى نبيل
ضحى نبيل

تم التدقيق بواسطة: فريق أراجيك

5 د

أحدث اكتشاف المجهر أو الميكروسكوب ثورةً علميةً كبيرة، فهو الأداة التي مكنتنا من رؤية الأشياء الصغيرة جداً عن قرب والتي لا نستطيع رؤيتها بالعين المجردة أبداً، فلولا المجهر بنوعيه الالكتروني والضوئي لم نكن لنتكشف وجود الخلايا الحية، ولا أن نفهم كيف تتنفس النباتات ولا حتى أن  نعرف كيف تتغير الصخور على مدار الوقت، ناهيك عن اكتشاف العديد من الأمراض والتوصل للأدوية المناسبة لعلاجها وغيرها من التطبيقات العلمية. لذلك يرى العديد من العلماء أنه هو الاكتشاف العلمي الأهم على الإطلاق. 

تطور المجهر على مدار السنوات وأصبح له أنواع عديدة باستخدامات محددة لكل منها، ويمكننا أن نقول أن النوعين الأساسيين للمجهر هما المجهر الضوئي والمجهر الإلكتروني ويتفرع منهما باقي الأنواع الأخرى.


 المجهر الضوئي (The Light Microscope)

هو الصورة الأبسط من المجهر، فهو عبارة عن أنبوب معدني وفيه عدسات زجاجية، يعمل عن طريق استخدام أشعة الضوء المرئي المسلَطة على الأشياء ثم مرورها في العدسة ليتم تجميعها وبالتالي تكبير الصورة، مقدار التكبير هنا يعتمد على نوع وعدد العدسات المستخدمة وهنا ينقسم المجهر الضوئي لنوعين رئيسيين: بسيط ومركب. 

يرجع اكتشاف المجهر الضوئي في الأغلب لثلاثة من الألمان في عام 1590 وهم هانز ليبرشي وهانز يانسن وابنه زكريا يانسن وكان المجهر الضوئي من النوع المركب. بدأ ينتشر استخدامه مع الوقت حتى أن الفيلسوف الإنجليزي روبرت هوك نشر في عام  1663كتاب بعنوان Micrographia وفيه وضع الملاحظات التي وجدها عند فحص بعض الأشياء المألوفة بواسطة المجهر الضوئي وكان من بينها حشرات كالقمل والبراغيث.


أنواع المجهر الضوئي

ذو صلة

صورة


المجهر الضوئي البسيط (The Simple Light Microscope)

وفيه يتم استخدام عدسة واحدة فقط للتكبير وبالتالي تكون قدرته التكبيرية محدودة، وأقرب مثال عصري له هو العدسة المكبرة التي يتم استخدامها في القراءة أو فحص المجوهرات وما إلى ذلك.

صورة


المجهر الضوئي المركب ( The compound Light Microscope)

وفيه يتم استخدام عدستين على الأقل، عدسة عينية ننظر خلالها وعدسة شيئية تكون موجهة نحو الشئ المراد تكبيره، وبالتالي تكون قدرة المجهر

التكبيرية أكبر نسبياً وبزيادة عدد العدسات الشيئية تزيد أكثر.


المجهر الإلكتروني (The Electronic Microscope)

صورة

هو الصورة الأحدث من المجهر والأكثر دقة وتعقيداً،  ففيه يتم استخدام شعاع من الإلكترونات التي تُسلط على الشيء المراد تكبيره لينتج منها صورة مكبرة ذات دقة عالية جداً. تكمن القدرة التكبيرية  الكبيرة للمجهر الإلكتروني في أن شعاع الالكترونات له طول موجي قصير جداً وذلك يمَكنه من تحليل صور الأشياء الصغيرة.

يرجع الفضل في اختراعه إلى العالم الفيزيائي إرنست روسكا وعالم الهندسة الكهربية ماكس نول بجامعة برلين فهما صنعا أول نموذج للمجهر الإلكتروني عام 1931 والذي وصلت قدرته التكبيرية ل 400 مرة، وتم تطويره لاحقاً حتى وصل لشكله الحالي.


أنواع المجهر الإلكتروني


المجهر الإلكتروني الماسح (The Scanning EM  (SEM

يتم فيه استخدام شعاع دقيق من الإلكترونات ليمسح فقط سطح العينة المطلوبة ويعطي صورة ثلاثية الأبعاد مكبرة ودقيقة  للسطح وقد يصل تكبيره ل 2 مليون مرة بحد أقصى.

صورة


المجهر الإلكتروني النافذ (The Transmission EM (TEM

الأقوى بين باقي الأنواع، حيث يتم فيه استخدام شعاع عريض من الإلكترونات تجاه العينة لينتج منها صورة ثنائية الأبعاد توضح التركيب الداخلي لها بالتفصيل وبدقة عالية جداً حيث قد يصل مقدار تكبيره ل 50 مليون مرة! ولذلك فهو يستخدم في الفحص الجزيئي والذري وأيضاً الخلوي.

صورة

a-صورة مكبرة بواسطة (SEM)     

b-صورة مكبرة بواسطة (TEM)


ما الفرق بين المجهر الالكتروني والمجهر الضوئي ؟

  • يتم استخدام أشعة من الضوء المرئي لتكبير العينات في المجهر الضوئي  بينما في المجهر الإلكتروني يتم استخدام أشعة من الإلكترونات.
  • في المجهر الضوئي يتطلب تحضير العينات للفحص وقت صغير قد يكون عدة دقائق أو ساعات بحد أقصى بينما في المجهر الإلكتروني يتطلب تحضيرها عدة أيام.
  • من الممكن أن يتم فحص كلاً من العينات الحية كالخلايا وغير الحية كحبات الرمال في المجهر الضوئي  بينما في المجهر الإلكتروني يتم فحص العينات غير الحية فقط.
  • في المجهر الضوئي يتم استخدام عدسات زجاجية لتجميع الأشعة الضوئية بينما في المجهر الإلكتروني يتم استخدام عدسات كهرومغناطيسية للتحكم بشعاع الإلكترونات.
  • لفحص عينة ما في المجهر الضوئي لابد أن يكون سُمكها 5 ميكرومتر على الأقل ولكن في المجهر الإلكتروني يمكن فحص عينات ذات سُمك 0.1 ميكرومتر أو أقل.
  • تكون الصورة المكبرة في المجهر الضوئي ملونة بينما في المجهر الإلكتروني تكون باللونين الأبيض والأسود.
  • قدرة التكبير محدودة إلى حدٍ ما في المجهر الضوئي فهي قد تصل ل 2000 مرة كحد أقصى بينما قدرة التكبير لدى المجهر الإلكتروني تتراوح بين مليون ل 50 مليون مرة تختلف تبعاً لنوع المجهر المستخدم.
  • لا يتطلب عمل المجهر الضوئي لتفريغ الهواء في أنبوب المجهر على عكس المجهر الإلكتروني.
  • تُصبغ بعض العينات بأصباغ ملونة ليتم فحصها بالمجهر الضوئي بينما في المجهر الإلكتروني  تغطى العينات بمعادن ثقيلة لتنعكس من عليها الإلكترونات.
  • يتم الاطلاع على الصورة المكبرة بواسطة المجهر الضوئي عن طريق النظر في العدسة العينية بينما تظهر على شاشة فلوريسية في المجهر الإلكتروني. 
  • تكلفة المجهر الضوئي زهيدة كما هي أيضاً تكاليف صيانته بينما المجهر الإلكتروني تكلفته وتكلفة صيانته باهظة للغاية.
  • لا يحمل المجهر الضوئي أي أخطار لمستخدميه بينما قد يحدث تسريب للإشعاع من المجهر الإلكتروني مما قد يشكل خطورة محتملة.

كل ما سبق يجعل من المجهر الالكتروني أكثر فاعلية وفائدة من المجهر الضوئي، مع الإشارة إلى أن المجهر الضوئي هو الشائع والأكثر استخداماً من حيث السهولة والوقت، ويبقى انتقاء المجهر المطلوب متعلقاً بالاحتياج الذي يريده الباحث وبالقدرة المادية لشراء النوع المناسب.

هل أعجبك المقال؟