กล้องจุลทรรศน์ ( Microscope )

ความหมายของกล้องจุลทรรศน์ กล้องจุลทรรศน์เป็นเครื่องมือที่สำคัญในการศึกษาชีววิทยาและช่วยให้เรามองเห็นในสิ่งที่เล็กมากๆ อีกด้วยกล้องจุลทรรศน์

( Microscope ) คือ เครื่องมือขยายขอบเขตของประสาทสัมผัสทางตา ให้เห็นสิ่งที่ไม่สามารถเห็นด้วยตาเปล่า เช่น จุลินทรีย์ เซลล์เม็ดเลือด เป็นต้น

ประโยชน์ของกล้องจุลทรรศน์

1. ช่วยในการมองเห็นสิ่งมีชีวิตที่มีขนาดเล็กกว่าตาเราจะมองเห็น

2. ช่วยในการศึกษาหาข้อมูลหลักฐานทางชีววิทยา
หลักการการทำงานของกล้องจุลทรรศน์กล้องจุลทรรศน์เป็นเครื่องมือที่ช่วยในการมองวัตถุที่มีขนาดเล็ก ซึ่งเป็นเครื่องช่วยตาในการศึกษาลักษณะโครงสร้างของเซ

ให้ละเอียดยิ่งขึ้น ซึ่งกล้องจุลทรรศน์มีความสามารถขยาย (magnification) ได้มากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความสามารถในการแจกแจงรายละเอียด (

Resolution / Resolving power) หมายถึงความสามารถของกล้องจุลทรรศน์ในการแยกจุดสองจุด ซึ่งอยู่ใกล้กันที่สุดให้มองเห็น แยกเป็นสองจุด

ได้ (Two points of discrimination) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับ- ความยาวคลื่นแสงที่ส่องผ่านเลนส์ ซึ่งถ้าแสงมีความยาวคลื่นที่สั้น จะช่วยเพิ่ม

resolving power - ความสามารถในการรวมแสงของเลนส์วัตถุ (numerical aperture of objective lens / NA) โดยที่ค่า NA

ยิ่งมากภาพที่ได้ก็จะยิ่งคมชัดมากขึ้นตาม

ประเภทของกล้องจุลทรรศน์ ในปัจจุบันแบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ

1. กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ซึ่งมีอยู่ 2 แบบ คือ กล้องจุลทรรศน์ใช้แสงแบบธรรมดาและแบบสเตอริโอ

2. กล้องจุลทรรศน์แบบอิเล็กตรอน ซึ่งมีอยู่ 2 แบบ คือ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านและแบบส่องกราด

1. กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง เป็นกล้องที่ได้รับการพัฒนาจากในอดีตอย่างมาก และใช้แสงที่ดีที่สุดในปัจจุบัน ที่มีกำลังขยายถึง 2,000 เท่าเลยที่เดียวเชียว

และเป็นกล้องที่ราคาถูกสามารถใช้ในงานที่ละเอียดพอประมาณ แบบได้เป็น 2 ประเภทดังนี้

(1) กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้แสงแบบธรรมดาประกอบด้วยเลนส์ 2 ชนิดคือ เลนส์ใกล้วัตถุและเลนส์ใกล้ตา โดยใช้แสงผ่านวัตถุแล้วขึ้นมาที่

เลนส์จนเห็นภาพที่บนวัตถุอย่างชัดเจน

(2) กล้องที่ใช้แสงแบบสเตอริโอเป็นกล้องที่ประกอบด้วยเลนส์ที่ทำให้เกิดภาพแบบ 3 มิติใช้ศึกษาวัตถุที่มีขนาดใหญ่แต่ตาเปล่าไม่

สามารถแยกรายละเอียดได้จึงต้องใช้กล้องชนิดนี้ช่วยขยาย กล้องชนิดนี้มีข้อแตกต่างจากกล้องทั่วๆไป คือ

1. ภาพที่เห็นเป็นภาพเสมือนมีความชัดลึกและเป็นภาพสามมิติ

2. เลนส์ใกล้วัตถุมีกำลังขยายต่ำ คือ น้อยกว่า 1 เท่า

3. ใช้ศึกษาได้ทั้งวัตถุโปร่งแสงและวัตถุทึบแสง

4. ระยะห่างจากเลนส์ใกล้วัตถุกับวัตถุที่ศึกษาอยู่ในช่วง 63-225 มิลลิเมตร

วิธีใช้กล้องจุลทรรศน์ใช้แสงแบบสเตอริโอ

1. ตั้งระยะห่างของเลนส์ใกล้ตาให้พอเหมาะกับนัยน์ตาของผู้ใช้กล้องทั้งสองข้าง จะทำให้จอภาพที่เห็นอยู่ในวงเดียวกัน

2. ปรับโฟกัสเลนส์ใกล้ตาทีละข้างจนชัดเจน ถ้าหากต้องการศึกษาจุดใดจุดหนึ่งของตัวอย่างให้ปรับโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุที่มีกำลังขยาย

สูงก่อน เพราะจะทำให้เห็นภาพวัตถุได้ชัดเจนทั้งกำลังขยายสูงและกำลังขยายต่ำ

กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้แสงแบบธรรมดา

ส่วนประกอบของกล้องจุลทรรศน์

1. ลำกล้อง (Body tube) เป็นส่วนที่เชื่อมโยงแยู่ระหว่างเลนส์ใกล้ตากับเลนส์ใกล้วัตถุ มีหน้าป้องกันไม่ให้แสงจากภาย

นอกรบกวน

2. แขน (Arm) คือส่วนที่ทำหน้าที่ยึดระหว่างส่วนลำกล้องกับฐาน เป็ยตำหน่งที่จับเวลายกกล้อ

3. แท่นวางวัตถุ (Speciment stsge) เป็นแท่นใช้วางแผ่นสไลด์ที่ต้องการศึกษา

4. ที่หนีบสไลด์ (Stage clip) ใช้หนีบสไลด์ให้ติดอยู่กับแท่นวางวัตถุ ในกล้องรุ่นหใม่จะมี Mechanical stage แทนเพื่อค

ควบคุมการเลื่อนสไลด์ให้สะดวกขึ้น

5. ฐาน (Base) เป็นส่วนที่ใช้ในการตั้งกล้อง ทำหน้าที่รับน้ำหนักตัวกล้องทั้งหมด

6. กระจกเงา (Mirror) ทำหน้าที่สะท้อนแสงจากธรรมชาติหรือแสงจากหลอดไฟภายในห้องให้ส่องผ่านวัตถุโดยทั่วไปกรพจกเงามี

2 ด้าน ด้านหนึ่งเป็นกระจกเงาเว้า อีกด้านเป็นกระจกเงาระนาบ สำหรับกล้องรุ่นใหม่จะใช้หลอดไฟเป็นแหล่งกำเนิดแสง ซึ่งสะดวกและชัดเจนกว

7. เลนส์รวมแสง (condenser) ทำหน้าที่รวมแสงให้เข้มขึ้นเพื่อส่งไปยังวัตถุที่ต้องการศึกษา

8. ไดอะแฟรม (diaphragm) อยู่ใต้เลนส์รวมแสงทำหน้าที่ปรับปริมาณแสงให้เข้าสู่เลนส์ในปริมาณที่ต้องการ

9. ปุ่มปรับภาพหยาบ (Coarse adjustment) ทำหน้าที่ปรับภาพโดยเปลี่ยนระยะโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุ (เลื่อนลำกล้องหรือ

แท่นวางวัตถุขึ้นลง) เพื่อทำให้เห็นภาพชัดเจน

10. ปุ่มปรับภาพละเอียด (Fine adjustment) ทำหน้าที่ปรับภาพ ทำให้ได้ภาพที่ชัดเจนมากขึ้น

11. เลนส์ใกล้วัตถุ (Objective lens) จะติดอยู่กับจานหมุน (Revolving nose piece) ซึ่งจานหมุนนี้ทำหน้าที่ในการ

เปลี่ยนกำลังขยายของเลนส์ใกล้วัตถุ ตามปกติเลนส์ใกล้วัตถุมีกำลังขยาย 3-4 ระดับ คือ 4x 10x 40x 100x ภาพที่เกิดจากเลนส์ใกล้วัตถุเป็นภาพจริงหัวกลับ

12. เลนส์ใกล้ตา (Eye piece) เป็นเลนส์ที่อยู่บนสุดของลำกล้อง โดยทั่งไปมีกำลังขยาย 10x หรือ 15x ทำหน้าที่ขยายภาพที่ได้

จากเลนส์ใกล้วัตถุให้มีขนาดใหญ่ขึ้น ทำให้เกิดภาพที่ตาผู้ศึกษาสามารถมองเห็นได้ โดยภาพที่ได้เป็นภาพเสมือนหัวกลับ

การบำรุงรักษากล้อง

1. ควรดูแลรักษากล้องให้สะอาดอยู่เสมอ และเมื่อไม่ได้ใช้กล้องควรใช้ถุงคลุมกล้องไว้เสมอ เพื่อป้องกันฝุ่นละอองและสิ่งสกปรกเข้าไปสัมผัสกับเลนส์ของกล้อง

2. ในการทำความสะอาดหรือการประกอบกล้อง ควรทำด้วยความระมัดระวัง อย่าให้ชิ้นส่วนถูกกระแทกหรือหลุดตกหล่น กรณีที่กล้องหรือส่วนประกอบ

ใดๆของกล้องตกหรือกระแทก จะมีผลให้เมื่อประกอบกล้องแล้วภาพที่เห็นไม่คมชัด เป็นเพราะระบบภายใน (ปริซึม) อาจเกิดการคลาดเคลื่อนได้ ซึ่งกรณีนี้ ควรส่ง

ให้กับบริษัทซ่อม เพราะการตั้งศูนย์ของปริซึมและระบบเลนส์ภายในนั้นต้องใช้เครื่องมือที่ซับซ้อนและความชำนาญของช่าง

3. ห้ามใช้มือหรือส่วนใดๆของร่างกาย สัมผัสถูกส่วนที่เป็นเลนส์ และหลีกเลี่ยงการนำเลนส์ออกจากตัวกล้อง

4. ในกรณีที่ถอดเลนส์ออกจากตัวกล้อง ควรใช้ฝาครอบด้วยทุกครั้งเพื่อป้องกันไม่ให้ฝุ่นละอองเข้าไปข้างใน ซึ่งอาจทำให้เกิดความไม่ชัดของการมองภาพ

5 สำหรับเลนส์ใกล้วัตถุ 100x ที่ใช้กับ Oil immersion หลังจากใช้แล้ว ควรทำความสะอาดทุกครั้ง โดยการเช็ดด้วยกระดาษเช็ดเลนส์ cotton

bud หรือผ้าขาวบางที่สะอาด และนุ่ม ชุบด้วยน้ำยาไซลีน หรือส่วนผสมของแอลกอฮอล์และอีเทอร์ ในอัตราส่วน 40:60 ตามลำดับ

6 ควรหมุนปรับปุ่มปรับความฝืดเบาให้พอดี ไม่หลวมเกินไป ซึ่งจะทำให้แท่นวางสไลด์เลื่อนหมุดลงมาได้ง่าย

7 ปุ่มปรับภาพหยาบนั้น ควรหมุนในลักษณะทวนเข็มนาฬิกาอย่างช้าๆ จนกว่าจะได้ภาพ ห้ามปรับปุ่มปรับภาพทั้งซ้ายและขวาของตัวกล้องในลักษณะสวนทางกัน เพราะนอกจากจะไม่ได้ภาพตามต้องการแล้ว ยังจะทำให้เกิดการขัดข้องของฟันเฟือง

8 ในกรณีต้องการใช้แสงมากๆควรใช้การปรับไดอะแฟรม แทนการปรับเร่งไฟไปตำแหน่งที่กำลังแสงสว่างสุด (กรณีหลอดไฟ) จะทำให้หลอดไฟมีอายุยาวขึ้น

9 ก่อนปิดสวิตช์ไฟทุกครั้งควรหรี่ไฟก่อนเพื่อยืดอายุการใช้งาน และเมื่อเลิกใช้ก็ควรปิดสวิตช์

10 การเสียบปลั๊กไฟของตัวกล้องไม่ควรใช้รวมกันกับเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่น เพราะจะทำให้หลอดไฟขาดง่าย

11 หลังจากเช็ดส่วนใดๆของกล้องก็ตาม ถ้าไม่แน่ใจว่าแห้งหรือปราศจากความชื้นแล้ว ควรเป่าลมให้แห้ง โดยใช้พัดลม หรือ ลูกยางเป่าลม (ห้ามเป่าด้วยปากเพราะจะมีความชื้น)

12 เมื่อแน่ใจว่าแห้งและสะอาดแล้ว จึงคลุมด้วยถุงพลาสติก

13 เก็บกล้องไว้ในที่ที่ค่อนข้างแห้งและไม่มีความชื้น

การทำความสะอาดเลนส์

1. เป่าหรือปัดเศษผงหรือวัสดุอื่นๆที่อาจจะก่อให้เกิดรอยขูดขีดบนพื้นผิวเลนส์ โดยใช้ลูกยางบีบ หรือปัดด้วยแปรงขนอ่อนๆ แต่ถ้ายังไม่สามารถเอาออกได้ให้ใช้ผ้า

ขาวบางที่สะอาดและนุ่มชุบด้วยน้ำ

2. เตรียมน้ำยาเช็ดเลนส์ (อีเทอร์:แอลกอฮอล์ = 60:40)

3. ทำความสะอาดทั้งเลนส์ใกล้ตา และเลนส์ใกล้วัตถุ ใช้ cotton bud หรือ กระดาษเช็ดเลนส์พันรอบปลายคีบ แล้วชุบด้วยน้ำยาเช็ดเลนส์เพียงเล็กน้อย แล้ว

จึงเริ่มเช็ดเลนส์จากจุดศูนย์กลางของเลนส์แล้วหมุนทำรัศมีกว้างขึ้นเรื่อยๆไปสู่ขอบเลนส์อย่างช้าๆ

4. ในการใช้น้ำยาเช็ดเลนส์ต้องระวังด้วยว่าน้ำยานั้นสามารถละลายสีของกล้องและละลายกาวของเลนส์ได้

5. ในการผสมน้ำยาเช็ดเลนส์อาจเปลี่ยนแปลงได้ตามอุณหภูมิและความชื้น หากอีเทอร์มากเกินไปอาจทำให้มีรอยการเช็ดอยู่บนเลนส์ได้ แต่ถ้าแอลกอฮอล์มากเกิน

ไปจะมีรอยเป็นคราบอยู่บนเลนส์เช่นกัน

ตารางการเปรียบเทียบกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง กับ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน

ลักษณะที่เปรียบเทียบ กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน

1. แหล่งกำเนิดแสง กระจกหรือหลอดไฟ ปืนยิงอิเล็กตรอน

2. แสงที่ใช้ แสงสว่างในช่วงที่ตามองเห็นได้ (ม่วง-แดง) ลำแสงอิเล็กตรอนความยาว

ความยาวคลื่น 4,000-7,000 อังสตรอม คลื่น0.05 อังสตรอม

3. ชนิดของเลนส เลนส์แก้ว เลนส์แม่เหล็กไฟฟ้า

4. กำลังขยาย 1,000-1,500 เท่า 200,000-500,000 เท่า หรือมากกว่า

5. ขนาดของวัตุที่เล็กที่สุดที่มองเห็น 0.2 ไมโครเมตร 0.0004 ไมโครเมตร

6. อากาศในตัวกล้อง มีอากาศ สุญญากาศ

7. ภาพที่ได้ ภาพเสมือนหัวกลับดูได้จากเลนส์ตา ภาพปรากฎบนจอรับภาพเรืองแสง

8. ระบบหล่อเย็น ไม่มี มีเนื่องจากเกิดความร้อนมาก

9. วัตถุที่ส่องดู มีหรือไม่มีชีวิต ไม่มีชีวิตเท่านั้น