1. Khái niệm
Kính hiển vi phức hợp (Compound Microscope) là một dụng cụ được sử dụng để xem hình ảnh phóng to của các mẫu vật nhỏ trên một phiến kính. Thiết bị có thể đạt được mức độ phóng đại cao hơn so với kính hiển soi nổi hoặc kính hiển vi công suất thấp khác và giảm quang sai màu (Quang sai màu hay còn được gọi là viền màu hoặc tán sắc là một vấn đề xảy ra phổ biến ở ống kính khi các bước sóng ánh sáng đi qua thấu kính bị bẻ cong – khúc xạ không chính xác. Điều này dẫn đến sự không trùng khớp ở tiêu điểm, nơi các bước sóng này không kết hợp với nhau như ý muốn). Kính hiển vi phức hợp đạt được điều này thông qua việc sử dụng hai hoặc nhiều thấu kính trong vật kính và thị kính. Vật kính nằm trên ống kính có tiêu cự ngắn và gần với mẫu vật mục tiêu, nơi nó thu thập ánh sáng và hội tụ hình ảnh của vật thể vào kính hiển vi. Thấu kính thứ hai, trong thị kính, có tiêu cự dài hơn và phóng to hình ảnh hơn nữa.
Các đặc điểm của kính hiển vi phức hợp:
- Hai hoặc nhiều thấu kính lồi (convex lenses)
- Phạm vi phóng đại điển hình trong khoảng từ 40x đến 1000x
- Một mục tiêu được sử dụng tại một thời điểm
- Hình ảnh hai chiều
- Có sẵn ở các cấu hình một mắt (monocular), hai mắt (binocular), ba mắt (trinocular) và nhiều đầu.
2. Các bộ phận của kính hiển vi phức hợp
| Eyepiece (ocular lens) with or without Pointer – Thị kính (thấu kính mắt) có hoặc không có Con trỏ | Bộ phận được nhìn qua ở phía trên của kính hiển vi phức hợp. Thị kính thường có độ phóng đại từ 5x đến 30x. |
| Monocular or Binocular Head – Đầu một mắt hoặc hai mắt | Cấu trúc hỗ trợ giữ và kết nối thị kính với vật kính. |
| Arm – Cánh tay | Đỡ đầu kính hiển vi và gắn nó vào đế. |
| Nosepiece | Giữ các vật kính và gắn chúng vào đầu kính hiển vi. Phần này quay để thay đổi vật kính đang hoạt động. |
| Base – Đế | Đế dưới của kính hiển vi chứa đèn chiếu sáng & hỗ trợ kính hiển vi phức hợp. |
| Objective lenses – Vật kính | Thường có 3-5 vật kính quang học trên kính hiển vi phức hợp, mỗi vật kính có các mức độ phóng đại khác nhau. 4x, 10x, 40x và 100x là các độ phóng đại phổ biến nhất được sử dụng cho các vật kính. Tổng độ phóng đại của kính hiển vi phức hợp được tính bằng cách nhân độ phóng đại của vật kính với mức độ phóng đại của thị kính. Vì vậy, một kính hiển vi phức hợp có độ phóng đại thị kính 10x nhìn qua vật kính 40x có tổng độ phóng đại là 400x (10 x 40). |
| Specimen or slide – Mẫu vật hoặc lam kính: | Thiết bị được sử dụng để giữ mẫu vật tại chỗ cùng với nắp lam kính để xem. Hầu hết các làm kính & cover của lam kính đều là những hình chữ nhật bằng kính mỏng. |
| Stage/Platform – Giá đỡ | Bệ mà mẫu vật hoặc lam kính được đặt trên đó. Chiều cao của bệ cơ học có thể điều chỉnh được trên hầu hết các kính hiển vi phức hợp. |
| Stage clips or mechanical stage | Các kẹp trên bệ giữ thanh trượt tại chỗ trên bệ cơ học. |
| Aperture/Disc or Iris Diaphragm – Khẩu độ/Đĩa hoặc màng chắn Iris: | Lỗ mở hình tròn trong bàn soi mà ở đó ánh sáng từ đế của kính hiển vi phức hợp chiếu tới bệ của bàn soi. |
| Abbe Condenser | Thấu kính này ngưng tụ ánh sáng từ nguồn sáng cơ sở và tập trung nó vào stage. Phần này của kính hiển vi phức hợp nằm bên dưới giá đỡ và thường hoạt động như một giá đỡ cấu trúc kết nối giá đỡ với cánh tay hoặc khung của kính hiển vi. |
| Coarse and fine adjustment controls | Điều chỉnh tiêu điểm của kính hiển vi. Các núm này tăng hoặc giảm mức độ chi tiết nhìn thấy khi nhìn vào tiêu bản hoặc mẫu vật qua thị kính của kính hiển vi phức hợp. |
| Stage height adjustment:- Điều khiển điều chỉnh thô và tinh | Điều chỉnh độ cao của bàn cân: Điều chỉnh vị trí của bàn cân cơ khí theo chiều dọc và chiều ngang. Điều quan trọng là phải điều chỉnh các núm này sao cho vật kính không bao giờ tiếp xúc với phiến kính hoặc mẫu vật trên bàn soi. |
| Mirror – Gương | Phản chiếu ánh sáng vào đế của kính hiển vi. Các kính hiển vi trước đó sử dụng gương phản chiếu ánh sáng vào đế của kính hiển vi thay vì bóng đèn halogen làm nguồn chiếu sáng. |
| Illumination – Chiếu sáng | Ánh sáng được sử dụng để chiếu sáng phiến kính hoặc mẫu vật từ đế của kính hiển vi. Bóng đèn halogen điện áp thấp là nguồn chiếu sáng được sử dụng phổ biến nhất cho kính hiển vi phức hợp. |
| Bottom Lens or Field Diaphragm – Thấu kính đáy hoặc Màng chắn trường | Núm được sử dụng để điều chỉnh lượng ánh sáng chiếu tới mẫu vật hoặc trượt từ nguồn chiếu sáng cơ sở. |
Kính hiển vi tổng hợp được sử dụng để làm gì?
Hầu hết chúng ta đều nhớ đã sử dụng kính hiển vi tại một thời điểm nào đó ở trường, thường là trong lớp sinh học (hoặc lớp khoa học có phần về sinh học), và đối với hầu hết chúng ta, đó là cùng một loại kính hiển vi. ” Kính hiển vi sinh học ” là một loại kính hiển vi phức hợp. Đôi khi các tên khác cũng được sử dụng cho kính hiển vi sinh học. Nếu bạn nghe thấy một trong hai thuật ngữ “kính hiển vi trường sáng” hoặc “kính hiển vi ánh sáng truyền qua”, thì nó đều đề cập đến điều tương tự.
Có nhiều loại kính hiển vi phức hợp khác cũng được sử dụng phổ biến. Kính hiển vi tương phản pha sử dụng một thấu kính đặc biệt, được gọi là “vật kính tương phản pha”, cùng với một thanh trượt pha (hoặc tụ quang tháp pha). Sự kết hợp này tăng cường độ tương phản của đối tượng được quan sát mà không cần nhuộm nó bằng thuốc nhuộm. Những kính hiển vi “tương phản pha” này thường được sử dụng trong môi trường nghiên cứu của trường đại học và y khoa, để quan sát vi khuẩn, tế bào máu và các cấu trúc nhỏ khác trong sinh vật sống. Chúng tôi sẽ đi sâu vào chúng chi tiết hơn dưới đây.
Một loại kính hiển vi phức hợp khác là ” kính hiển vi phân cực “. Chúng sử dụng một máy phân tích và một bộ phân cực để phân cực chéo và chọn ra những khác biệt thậm chí rất nhỏ về màu sắc trong đường quang học của bất cứ thứ gì nó đang được kiểm tra. Những kính hiển vi này đặc biệt hữu ích trong khoa học và các ngành kiểm tra hóa chất. Các công ty dược phẩm, nhà hóa học và nhà địa chất thường sử dụng kính hiển vi phân cực để kiểm tra hóa chất, khoáng chất và các mẫu đá lát mỏng.
Kính hiển vi luyện kim là một loại kính hiển vi phức hợp khác và, như tên gọi, thường được sử dụng trong luyện kim và các nỗ lực liên quan. Những kính hiển vi này có thể đã truyền và phản xạ ánh sáng hoạt động cùng nhau hoặc chỉ phản xạ ánh sáng. Ánh sáng phản xạ đi qua vật kính. Những kính hiển vi này hữu ích nhất khi xem các vật liệu mờ đục, không cho phép bất kỳ ánh sáng nào đi qua chúng. Một kỹ thuật khác được sử dụng để quan sát các chất mờ đục bằng kính hiển vi luyện kim được gọi là “kính hiển vi trường tối”. Kỹ thuật này chiếu sáng ngược đối tượng được quan sát để giúp làm nổi bật các đặc điểm cụ thể của kim loại, bao gồm các vết nứt trên đá quý hoặc vết nứt chân tóc trên kim loại.
Cuối cùng, kính hiển vi huỳnh quang và kính hiển vi tương phản nhiễu vi sai (DIC) là các loại kính hiển vi phức hợp khác. Cả hai đều được sử dụng phổ biến nhất trong các lĩnh vực liên quan đến sinh học và sử dụng các bước sóng ánh sáng khác nhau để phát huỳnh quang đối tượng được quan sát, làm nổi bật các đặc điểm cụ thể của mẫu.
Kính hiển vi phức hợp hoạt động như thế nào
Ánh sáng bắt đầu hành trình của nó ở đáy kính hiển vi từ nguồn chiếu sáng. Ánh sáng này đi lên trên qua tụ quang và khẩu độ, sau đó nó đi qua nội dung của sân khấu. Hình ảnh của slide hoặc mẫu vật trên sân khấu được thu nhận nhờ độ phóng đại mạnh mẽ của vật kính phía trên nó (4x, 10x hoặc 100x). Sau đó, ánh sáng di chuyển lên đầu kính hiển vi, nơi nó chạm tới thị kính và lại được phóng đại bởi các thấu kính mắt (thị kính 5x-30x, 10x là loại phổ biến nhất cho đến nay).
