กล้องจุลทรรศน์ (Microscope)

กล้องจุลทรรศน์ (Microscope)

กล้องจุลทรรศน์เป็นอุปกรณ์ที่ช่วยให้เรามองเห็นวัตถุที่มีขนาดเล็กมาก ประกอบด้วยเลนส์นูนความยาวโฟกัสสั้น ๆ 2 อัน โดยเลนส์อันหนึ่งอยู่ใกล้วัตถุเรียกว่าเลนส์ใกล้วัตถุ (Objective Lens) และเลนส์อันหนึ่งอยู่ใกล้ตาเรียกว่าเลนส์ใกล้ตา (Eyepiece Lens) โดยความยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุน้อยกว่าความยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้ตามาก
วางวัตถุไว้ในระหว่าง ของเลนส์ใกล้วัตถุ จะได้ภาพจริงขนาดขยายอยู่หน้าเลนส์ใกล้ตาโดยจะเป็นวัตถุเสมือนของเลนส์ใกล้ตา โดยวัตถุเสมือนนี้ จะต้องอยู่ระหว่างความยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุกับเลนส์ เกิดภาพเสมือนขนาดขยายที่ระยะที่เห็นชัดปกติของตา คือประมาณ 25 เซนติเมตร โดยในทาง ปฏิบัติวิธีทำให้เห็นภาพชัดเรียกว่าการโฟกัสภาพทำได้โดยเลื่อนเลนส์ใกล้ตาเพื่อปรับระยะวัตถุให้เหมาะสมที่จะเกิดภาพที่ระยะเห็นได้ชัดเจน


รูปที่ 24 แสดงทางเดินแสงของกล้องจุลทรรศน์
ความยาวของตัวกล้องจุลทรรศน์ (Length 0f Microscope , L) คือระยะระหว่างเลนส์วัตถุถึงเลนส์ตา
L = (20)

โดยที่ แทนระยะภาพของเลนส์ใกล้วัตถุ
แทนระยะวัตถุของเลนส์ใกล้ตา
กำลังขยายของกล้องจะมีค่าขึ้นกับผลคูณของกำลังขยายของเลนส์ใกล้ตากับเลนส์ใกล้วัตถุ


ส่วนประกอบของกล้องจุลทรรศน์

1. ฐาน (Base) เป็นส่วนที่ใช้วางบนโต๊ะ
2. แขน (Arm) เป็นส่วนเชื่อมตัวลำกล้องกับฐาน
3. ลำกล้อง (Body tube) เป็นส่วนที่ปลายด้านบนมีเลนส์ตา ส่วนปลายด้านล่างติดกับเลนส์วัตถุ ซึ่งติดกับแผ่นหมุนได้ เพื่อเปลี่ยนเลนส์ขนาดต่างๆ

4. ปุ่มปรับภาพหยาบ (Coarse adjustment) ทำหน้าที่ปรับภาพโดยเปลี่ยนระยะโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุ (เลื่อนลำกล้องหรือแท่นวางวัตถุขึ้นลง) เพื่อทำให้เห็นภาพชัดเจน

5. ปุ่มปรับภาพละเอียด (Fine adjustment) ทำหน้าที่ปรับภาพ ทำให้ได้ภาพที่ชัดเจนมากขึ้น

6. เลนส์ใกล้วัตถุ (Objective lens) เป็นเลนส์ที่อยู่ใกล้กับแผ่นสไลด์ หรือวัตถุ ปกติติดกับแป้นวงกลมซึ่งมีประมาณ 3-4 อัน แต่ละอันมีกำลังบอกเอาไว้ เช่น x3.2, x4, x10, x40 และ x100 เป็นต้น ภาพที่เกิดจากเลนส์ใกล้วัตถุเป็นภาพจริงหัวกลับ

7. เลนส์ใกล้ตา (Eye piece) เป็นเลนส์ที่อยู่บนสุดของลำกล้อง โดยทั่งไปมีกำลังขยาย 10x หรือ 15x ทำหน้าที่ขยายภาพที่ได้จากเลนส์ใกล้วัตถุให้มีขนาดใหญ่ขึ้น ทำให้เกิดภาพที่ตาผู้ศึกษาสามารถมองเห็นได้ โดยภาพที่ได้เป็นภาพเสมือนหัวกลับ

8. เลนส์รวมแสง (Condenser) ทำหน้าที่รวมแสงให้เข้มขึ้นเพื่อส่งไปยังวัตถุที่ต้องการศึกษา

9. กระจกเงา (Mirror) ทำหน้าที่สะท้อนแสงจากธรรมชาติหรือแสงจากหลอดไฟภายในห้องให้ส่องผ่านวัตถุ โดยทั่วไปกระจกเงามี 2 ด้าน ด้านหนึ่งเป็นกระจกเงาเว้า อีกด้านเป็นกระจกเงาระนาบ สำหรับกล้องรุ่นใหม่จะใช้หลอดไฟเป็นแหล่งกำเนิดแสง ซึ่งสะดวกและชัดเจนกว่า

10. ไดอะแฟรม (Diaphragm) อยู่ใต้เลนส์รวมแสงทำหน้าที่ปรับปริมาณแสงให้เข้าสู่เลนส์ในปริมาณที่ต้องการ

11. แท่นวางวัตถุ (Speciment stage) เป็นแท่นใช้วางแผ่นสไลด์ที่ต้องการศึกษา
12. ที่หนีบสไลด์ (Stage clip) ใช้หนีบสไลด์ให้ติดอยู่กับแท่นวางวัตถุ ในกล้องรุ่นใหม่จะมี Mechanical stage แทนเพื่อควบคุมการเลื่อนสไลด์ให้สะดวกขึ้น


การใช้กล้องจุลทรรศน์
การใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ( Light microscope)

1.วางกล้องให้ฐานอยู่บนพื้นรองรับที่เรียบสม่ำเสมอเพื่อให้ลำกล้องตั้งตรง
2.หมุนเลนส์ใกล้วัตถุ (objective lens) อันที่มีกำลังขยายต่ำสุดมาอยู่ตรงกับลำกล้อง
3.ปรับกระจกเงาใต้แท่นวางวัตถุให้แสงเข้าลำกล้องเต็มที่
4.นำสไลด์ที่จะศึกษาวางบนแท่นของวัตถุ ให้วัตถุอยู่กึ่งกลางบริเวณที่แสงผ่านแล้วค่อยๆ หมุนปุ่มปรับภาพหยาบ (coarse adjustment knob) ให้ลำกล้องเลื่อนลงมาอยู่ใกล้วัตถุมากที่สุด โดยระวังงอย่าให้เลนส์ใกล้วัตถุสัมผัสกับกระจกปิดสไลด์
5.มองผ่านเลนส์ใกล้ตา (eyepiece)ลงตามลำกล้อง พร้อมกับหมุนปุ่มปรับภาพหยาบขึ้นช้าๆ จนมองเห็นวัตถุที่จะศึกษา แล้วจึงเปลี่ยนมาหมุนปรับปุ่มภาพละเอียด(fine adjustment knob)เพื่อปรับภาพให้ชัด อาเลื่อนสไลด์ไป มาช้าๆ เพื่อให้สิ่งที่ต้องการศึกษามาอยู่กลางแนวลำกล้อง ขณะปรับภาพ ถ้าเป็นกล้องสมัยก่อนลำกล้องจะเคลื่อนที่ขึ้นและลงเข้าหาวัตถุ แต่ถ้าเป็นกล้องสมัยใหม่แท่นวางวัตถุจะทำหน้าที่เลื่อนขึ้นลงเข้าหาเลนส์วัตถุ
6.ถ้าต้องการขยายภาพให้ใหญ่ขึ้น ให้หมุนเลนส์ใกล้วัตถุอันที่มีกำลังขยายสูงขึ้นเขข้ามาในแนวลำกล้อง และไม่ควรขยับสไลด์อีก แล้วหมุนปรับภาพละเอียดเพื่อให้เห็นภาพชัดเจนยิ่งขึ้น
7.การปรับแสงที่เข้าในลำกล้องให้มากหรือน้อย ให้หมุนแผ่นไดอะแฟรม (diaphram) ปรับแสงตามต้องการกล้องจุลทรรศน ์ ที่ใช้กันในโรงเรียนจะมีจำนวนเลนส์ใกล้วัตถุต่างๆ กันไปเช่น 1 อัน 2 อัน หรือ 3 อัน และมีกำลังขยายต่างๆกันไป อาจเป็น กำลังขยายต่ำสุด x4 กำลังขยายขนาดกลาง x10 กำลังขยายขนาดสู’งx40, x80 หรือที่กำลังขยายสูงมากๆ ถึงx100 ส่วนกำลังขยาย ของเลนส์นั้นโดยทั่วไปจะเป็นx10 แต่ก็มีบางกล้องที่เป็นx5 หรือx15 กำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์คำนวณได้จาก ผลคูณของกำลังขยายขอองเลนส์ใกล้วัตถุกับกำลังขยายของเลนส์ใกล้ตา ซึ่งมีกำกับไว้ที่เลนส์

การระวังรักษากล้องจุลทรรศน์

เนื่องจากกล้อองจุลทรรศน์เป็นอุปกรณีที่มีราคาสูงและมีส่วนประกอบที่อาจเสียหายง่าย โดยเฉพาะเลนส์ จึงต้องใช้และเก็บรักษาด้วยความระมัดระวังให้ถูกวิธี ซึ่งมีวิธีปฏิบัติดังนี้

1.การยกกล้อง ควรใช้มือหนึ่งจับที่แขนกล้อง (arm) และอีกมือหนึ่งวางที่ฐาน(base) และต้องให้ลำกล้องตั้งตรงเสมอ เพื่อป้องกันการเลื่อนหลุดของเลนส์ใกล้ตา ซึ่งสามารถถอดออกได้ง่าย
2.สไลด์และกระจกปิดสไลด์ต้องไม่เปียก เพราะอาจทำให้แท่นวางเกิดสนิม และทำให้เลนส์ใกล้วัตถุชื้นอาจเกิดราที่เลนส์ได้
3.ขณะที่ตามองผ่านเลนส์ใกล้ตา เมื่อจะต้องหมุนปุ่มปรับภาพหยาบ ต้องหมุนขึ้นเท่านั้น ห้ามหมุนลง เพราะเลนส์ใกล้ตาอาจกระทบกระจกสไลด์ทำให้เลนส์แตกได้
4.การหาภาพต้องเริ่มต้นด้วยเลนส์วัตถุกำลังขยายต่ำสุดก่อนเสมอ เพราะปรับหาภาพสะดวกที่สุด
5.เมื่อใช้เลนส์ใกล้วัตถุที่มีกำลังขยายสูง ถ้าจะปรับภาพให้ชัดให้หมุนเฉพาะปุ่มปรับภาพละเอียดเท่านั้น
6.ห้ามใช้มือแตะเลนส์ ในการทำความสะอาดให้ใช้กระดาษสำหรับเช็ดเลนส์เท่านั้น
7.เมื่อใช้เสร็จแล้วต้องเอาวัตถุที่ศึกษาออก เช็ดแท่นวางวัตถุและเช็ดเลนส์ให้สะอาด



การบำรุงรักษากล้อง
1. ควรดูแลรักษากล้องให้สะอาดอยู่เสมอ และเมื่อไม่ได้ใช้กล้องควรใช้ถุงคลุมกล้องไว้เสมอ เพื่อป้องกันฝุ่นละอองและสิ่งสกปรกเข้าไปสัมผัสกับเลนส์ของกล้อง
2. ในการทำความสะอาดหรือการประกอบกล้อง ควรทำด้วยความระมัดระวัง อย่าให้ชิ้นส่วนถูกกระแทกหรือหลุดตกหล่น กรณีที่กล้องหรือส่วนประกอบใดๆของกล้องตกหรือกระแทก จะมีผลให้เมื่อประกอบกล้องแล้วภาพที่เห็นไม่คมชัด เป็นเพราะระบบภายใน (ปริซึม) อาจเกิดการคลาดเคลื่อนได้ ซึ่งกรณีนี้ ควรส่งให้กับบริษัทซ่อม 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 หรือฝืดจนเกินไปทำให้การทำงานช้าลง
7 ปุ่มปรับภาพหยาบนั้น ควรหมุนในลักษณะทวนเข็มนาฬิกาอย่างช้าๆ จนกว่าจะได้ภาพ ห้ามปรับปุ่มปรับภาพทั้งซ้ายและขวาของตัวกล้องในลักษณะสวนทางกัน เพราะนอกจากจะไม่ได้ภาพตามต้องการแล้ว ยังจะทำให้เกิดการขัดข้องของฟันเฟือง
8 ในกรณีต้องการใช้แสงมากๆควรใช้การปรับไดอะแฟรม แทนการปรับเร่งไฟไปตำแหน่งที่กำลังแสงสว่างสุด (กรณีหลอดไฟ) จะทำให้หลอดไฟมีอายุยาวขึ้น
9 ก่อนปิดสวิตช์ไฟทุกครั้งควรหรี่ไฟก่อนเพื่อยืดอายุการใช้งาน และเมื่อเลิกใช้ก็ควรปิดสวิตช์ทุกครั้ง
10 การเสียบปลั๊กไฟของตัวกล้องไม่ควรใช้รวมกันกับเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่น เพราะจะทำให้หลอดไฟขาดง่าย
11 หลังจากเช็ดส่วนใดๆของกล้องก็ตาม ถ้าไม่แน่ใจว่าแห้งหรือปราศจากความชื้นแล้ว ควรเป่าลมให้แห้ง โดยใช้พัดลม หรือ ลูกยางเป่าลม (ห้ามเป่าด้วยปากเพราะจะมีความชื้น)
12 เมื่อแน่ใจว่าแห้งและสะอาดแล้ว จึงคลุมด้วยถุงพลาสติก
13 เก็บกล้องไว้ในที่ที่ค่อนข้างแห้งและไม่มีความชื้น

การทำความสะอาดเลนส์
1. เป่าหรือปัดเศษผงหรือวัสดุอื่นๆที่อาจจะก่อให้เกิดรอยขูดขีดบนพื้นผิวเลนส์ โดยใช้ลูกยางบีบ หรือปัดด้วยแปรงขนอ่อนๆ แต่ถ้ายังไม่สามารถเอาออกได้ให้ใช้ผ้าขาวบางที่สะอาดและนุ่มชุบด้วยน้ำเช็ดเบาๆ
2. เตรียมน้ำยาเช็ดเลนส์ (อีเทอร์:แอลกอฮอล์ = 60:40)
3. ทำความสะอาดทั้งเลนส์ใกล้ตา และเลนส์ใกล้วัตถุ ใช้ cotton bud หรือ กระดาษเช็ดเลนส์พันรอบปลายคีบ แล้วชุบด้วยน้ำยาเช็ดเลนส์เพียงเล็กน้อย แล้วจึงเริ่มเช็ดเลนส์จากจุดศูนย์กลางของเลนส์แล้วหมุนทำรัศมีกว้างขึ้นเรื่อยๆไปสู่ขอบเลนส์อย่างช้าๆ
4. ในการใช้น้ำยาเช็ดเลนส์ต้องระวังด้วยว่าน้ำยานั้นสามารถละลายสีของกล้องและละลายกาวของเลนส์ได้
5. ในการผสมน้ำยาเช็ดเลนส์อาจเปลี่ยนแปลงได้ตามอุณหภูมิและความชื้น หากอีเทอร์มากเกินไปอาจทำให้มีรอยการเช็ดอยู่บนเลนส์ได้ แต่ถ้าแอลกอฮอล์มากเกินไปจะมีรอยเป็นคราบอยู่บนเลนส์เช่นกัน

ประโยชน์ของกล้องจุลทรรศน์

1. ช่วยในการมองเห็นสิ่งมีชีวิตที่มีขนาดเล็กกว่าตาเราจะมองเห็น

2. ช่วยในการศึกษาหาข้อมูลหลักฐานทางชีววิทยา