ก้าวเข้าสู่โลกแห่งความมหัศจรรย์ที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า ด้วยกล้องจุลทรรศน์ เครื่องมืออันทรงพลังที่เปิดเผยโลกที่ซ่อนอยู่เบื้องหลังดวงตาของเรา กล้องจุลทรรศน์เปรียบดั่งประตูสู่จักรวาลขนาดเล็กอันน่าทึ่ง เผยให้เห็นรายละเอียดอันงดงามของเซลล์สิ่งมีชีวิต พาเราไปสำรวจโครงสร้างของวัสดุ และนำพาเราท่องไปในห้วงอวกาศอันไกลโพ้น
ตั้งแต่การค้นพบเซลล์โดยแอนโตนี ฟัน เลเวินฮุกในปี ค.ศ. 1673 กล้องจุลทรรศน์ได้กลายเป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้ในสาขาต่างๆ เช่น ชีววิทยา การแพทย์ ธรณีวิทยา และวัสดุศาสตร์ กล้องจุลทรรศน์ได้ช่วยเราค้นพบสิ่งใหม่ๆ มากมายในโลกใบนี้ และยังคงเป็นเครื่องมือสำคัญในการสืบเสาะหาความรู้ต่อไป
กล้องจุลทรรศน์
กล้องจุลทรรศน์ (Microscope) คือเครื่องมือที่ใช้สำหรับมองวัตถุที่มีขนาดเล็กเกินกว่าที่จะมองเห็นด้วยตาเปล่า ประกอบด้วยสองประเภทหลักๆ คือ กล้องจุลทรรศน์แสง และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน มีกำลังขยายตั้งแต่ 10x ไปจนถึงมากกว่า 2,000x กล้องจุลทรรศน์ใช้ในหลายสาขา เช่น ชีววิทยา การแพทย์ ธรณีวิทยา และวัสดุศาสตร์
ประเภทของกล้องจุลทรรศน์
กล้องจุลทรรศน์สามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภทหลักๆ ตามแหล่งกำเนิดของแสงที่ใช้ ได้แก่
- กล้องจุลทรรศน์แสง (Light Microscope) เป็นกล้องจุลทรรศน์ที่ใช้แสงธรรมชาติหรือแสงจากหลอดไฟเป็นแหล่งกำเนิดแสง เลนส์ที่ใช้ในกล้องจุลทรรศน์แสงเป็นเลนส์แก้ว กล้องจุลทรรศน์แสงมีกำลังขยายสูงสุดประมาณ 2,000 เท่า
- กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (Electron Microscope) เป็นกล้องจุลทรรศน์ที่ใช้ลำอิเล็กตรอนเป็นแหล่งกำเนิดแสง เลนส์ที่ใช้ในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเป็นเลนส์แม่เหล็กไฟฟ้า กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนมีกำลังขยายสูงสุดหลายล้านเท่า
ข้อดีและข้อเสียของกล้องจุลทรรศน์
กล้องจุลทรรศน์แสง
- ข้อดี : ใช้งานง่าย ราคาถูก
- ข้อเสีย : กำลังขยายสูงสุดไม่สูง ไม่สามารถศึกษาวัตถุขนาดเล็กมากได้
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
- ข้อดี : กำลังขยายสูง สามารถศึกษาวัตถุขนาดเล็กมากได้
- ข้อเสีย : ใช้งานยาก ราคาแพง
หน้าที่ของกล้องจุลทรรศน์
กล้องจุลทรรศน์เป็นเครื่องมือที่ใช้สำหรับมองวัตถุที่มีขนาดเล็กเกินกว่าที่จะมองเห็นด้วยตาเปล่า กล้องจุลทรรศน์ทำหน้าที่ขยายภาพวัตถุให้ใหญ่ขึ้น เพื่อให้เราสามารถมองเห็นรายละเอียดของวัตถุได้ชัดเจนยิ่งขึ้น หน้าที่หลักของกล้องจุลทรรศน์สามารถสรุปได้ดังนี้
- การขยายภาพ กล้องจุลทรรศน์ทำหน้าที่ขยายภาพวัตถุให้ใหญ่ขึ้น กำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์จะขึ้นอยู่กับเลนส์ที่ใช้ กล้องจุลทรรศน์แสงมีกำลังขยายสูงสุดประมาณ 2,000 เท่า ส่วนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนมีกำลังขยายสูงสุดหลายล้านเท่า
- การมองเห็นรายละเอียด กล้องจุลทรรศน์ช่วยให้เราสามารถมองเห็นรายละเอียดของวัตถุที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า เช่น โครงสร้างของเซลล์ โครงสร้างของวัสดุในระดับโมเลกุล เป็นต้น
- การถ่ายภาพ กล้องจุลทรรศน์สามารถใช้ถ่ายภาพวัตถุได้ เพื่อเก็บบันทึกข้อมูลหรือเพื่อการศึกษาวิจัยต่อไป
นอกจากหน้าที่หลักข้างต้นแล้ว กล้องจุลทรรศน์ยังสามารถใช้สำหรับวัตถุประสงค์อื่นๆ ได้อีก เช่น
- การวัดขนาดของวัตถุ กล้องจุลทรรศน์สามารถใช้วัดขนาดของวัตถุได้ โดยอาศัยหลักการของ parallax
- การจำแนกวัตถุ กล้องจุลทรรศน์สามารถใช้จำแนกวัตถุได้ โดยอาศัยลักษณะของโครงสร้างหรือองค์ประกอบของวัตถุ
กล้องจุลทรรศน์เป็นเครื่องมือสำคัญในการศึกษาวิทยาศาสตร์หลายสาขา เช่น ชีววิทยา การแพทย์ ธรณีวิทยา และวัสดุศาสตร์ กล้องจุลทรรศน์ช่วยให้เราค้นพบสิ่งใหม่ๆ มากมายในโลกใบนี้ และยังคงเป็นเครื่องมือสำคัญในการสืบเสาะหาความรู้ต่อไป
ส่วนประกอบของกล้องจุลทรรศน์
ส่วนประกอบของกล้องจุลทรรศน์แสง
กล้องจุลทรรศน์แสงเป็นเครื่องมือที่ใช้สำหรับมองวัตถุที่มีขนาดเล็กเกินกว่าที่จะมองเห็นด้วยตาเปล่า กล้องจุลทรรศน์แสงประกอบด้วยส่วนประกอบหลักๆ ดังนี้
- เลนส์ใกล้วัตถุ (objective lens) ทำหน้าที่ขยายภาพของวัตถุ เลนส์ใกล้วัตถุมีกำลังขยายตั้งแต่ 4x ถึง 100x ขึ้นอยู่กับชนิดของกล้องจุลทรรศน์
- เลนส์ใกล้ตา (ocular lens) ทำหน้าที่ขยายภาพที่ขยายแล้วอีกครั้ง เลนส์ใกล้ตามีกำลังขยายตั้งแต่ 10x ถึง 20x ขึ้นอยู่กับชนิดของกล้องจุลทรรศน์
- แหล่งกำเนิดแสง (light source) เป็นแหล่งกำเนิดแสงที่ใช้สำหรับส่องสว่างวัตถุ แหล่งกำเนิดแสงอาจเป็นแสงธรรมชาติหรือแสงจากหลอดไฟ
- เวทีวางวัตถุ (stage) เป็นฐานสำหรับวางวัตถุที่ต้องการศึกษา
- กระจกสะท้อนแสง (reflecting mirror) ทำหน้าที่สะท้อนแสงจากแหล่งกำเนิดแสงไปยังวัตถุ
- คอนเดนเซอร์ (condenser) ทำหน้าที่รวมแสงจากแหล่งกำเนิดแสงให้จุดรวมที่วัตถุ
ส่วนประกอบของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเป็นเครื่องมือที่ใช้สำหรับมองวัตถุที่มีขนาดเล็กเกินกว่าที่จะมองเห็นด้วยตาเปล่า กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนประกอบด้วยส่วนประกอบหลักๆ ดังนี้
- แหล่งกำเนิดอิเล็กตรอน (electron gun) เป็นแหล่งกำเนิดลำอิเล็กตรอน ลำอิเล็กตรอนจะถูกเร่งความเร็วด้วยสนามไฟฟ้าและแม่เหล็กไฟฟ้า
- เลนส์แม่เหล็กไฟฟ้า (magnetic lens) ทำหน้าที่ควบคุมทิศทางและโฟกัสของลำอิเล็กตรอน
- เวทีวางวัตถุ (stage) เป็นฐานสำหรับวางวัตถุที่ต้องการศึกษา
- ระบบตรวจวัด (detector system) ทำหน้าที่แปลงสัญญาณอิเล็กตรอนให้เป็นภาพ
การทำงานของกล้องจุลทรรศน์
การทำงานของกล้องจุลทรรศน์แสง
การทำงานของกล้องจุลทรรศน์แสงเริ่มต้นจากแสงจากแหล่งกำเนิดแสงจะส่องผ่านวัตถุไปยังเลนส์ใกล้วัตถุ เลนส์ใกล้วัตถุจะทำหน้าที่ขยายภาพของวัตถุ จากนั้นภาพจะถูกส่งไปยังเลนส์ใกล้ตา เลนส์ใกล้ตาจะทำหน้าที่ขยายภาพที่ขยายแล้วอีกครั้ง ภาพที่ปรากฏในเลนส์ใกล้ตาจะใหญ่ขึ้นกว่าวัตถุจริงหลายเท่า
การทำงานของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
การทำงานของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเริ่มต้นจากแหล่งกำเนิดอิเล็กตรอนจะสร้างลำอิเล็กตรอนที่มีความเร็วสูง ลำอิเล็กตรอนจะถูกเร่งความเร็วด้วยสนามไฟฟ้าและแม่เหล็กไฟฟ้า จากนั้นลำอิเล็กตรอนจะถูกส่งไปยังเลนส์แม่เหล็กไฟฟ้า เลนส์แม่เหล็กไฟฟ้าจะทำหน้าที่ควบคุมทิศทางและโฟกัสของลำอิเล็กตรอนให้ผ่านวัตถุ วัตถุจะทำหน้าที่เบี่ยงเบนลำอิเล็กตรอน ลำอิเล็กตรอนที่ผ่านวัตถุจะถูกส่งไปยังระบบตรวจวัด ระบบตรวจวัดจะทำหน้าที่แปลงสัญญาณอิเล็กตรอนให้เป็นภาพ
ประโยชน์ของกล้องจุลทรรศน์
การใช้ประโยชน์ของกล้องจุลทรรศน์แสง
กล้องจุลทรรศน์แสงใช้สำหรับศึกษาวัตถุที่มีขนาดเล็ก เช่น เซลล์สิ่งมีชีวิต แบคทีเรีย เชื้อรา เส้นใยผ้า โครงสร้างของวัสดุ เป็นต้น กล้องจุลทรรศน์แสงเป็นเครื่องมือสำคัญในการศึกษาวิทยาศาสตร์หลายสาขา เช่น ชีววิทยา การแพทย์ ธรณีวิทยา และวัสดุศาสตร์
การใช้ประโยชน์ของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนใช้สำหรับศึกษาวัตถุที่มีขนาดเล็กมาก เช่น โครงสร้างของเซลล์ โครงสร้างของวัสดุในระดับโมเลกุล เป็นต้น กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเป็นเครื่องมือสำคัญในการศึกษาวิทยาศาสตร์หลายสาขา เช่น ชีววิทยา การแพทย์ วัสดุศาสตร์ และวิศวกรรมศาสตร์
ความแตกต่างระหว่างกล้องจุลทรรศน์แสงและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
กล้องจุลทรรศน์แสงใช้แสงธรรมชาติหรือแสงจากหลอดไฟเป็นแหล่งกำเนิดแสง ส่วนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนใช้ลำอิเล็กตรอนเป็นแหล่งกำเนิดแสง เลนส์ที่ใช้ในกล้องจุลทรรศน์แสงเป็นเลนส์แก้ว ส่วนเลนส์ที่ใช้ในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเป็นเลนส์แม่เหล็กไฟฟ้า กล้องจุลทรรศน์แสงมีกำลังขยายสูงสุดประมาณ 2,000 เท่า ส่วนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนมีกำลังขยายสูงสุดหลายล้านเท่า
สรุปได้ว่า กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเป็นเครื่องมือที่มีความสำคัญในการศึกษาวิทยาศาสตร์หลายสาขา กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนช่วยให้เรามองเห็นรายละเอียดของวัตถุที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อการศึกษาและค้นคว้าวิจัย
ส่วนประกอบเพิ่มเติมของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
นอกจากส่วนประกอบหลักๆ ที่กล่าวมาแล้ว กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนยังมีส่วนประกอบเพิ่มเติมอื่นๆ ดังนี้
- ระบบปรับโฟกัส (focusing system) ทำหน้าที่ปรับโฟกัสของภาพ
- ระบบควบคุม (control system) ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของกล้องจุลทรรศน์
- ระบบความปลอดภัย (safety system) ทำหน้าที่ป้องกันอันตรายจากลำอิเล็กตรอน
ระบบปรับโฟกัส ของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนจะใช้เลนส์แม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อปรับโฟกัสของภาพ การปรับโฟกัสสามารถทำได้โดยหมุนปุ่มปรับโฟกัสที่ตัวกล้องจุลทรรศน์
ระบบควบคุม ของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนจะทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของส่วนประกอบต่างๆ ของกล้องจุลทรรศน์ เช่น แหล่งกำเนิดอิเล็กตรอน เลนส์แม่เหล็กไฟฟ้า และระบบตรวจวัด
ระบบความปลอดภัย ของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนจะทำหน้าที่ป้องกันอันตรายจากลำอิเล็กตรอน เช่น การป้องกันไม่ให้ลำอิเล็กตรอนหลุดออกนอกตัวกล้องจุลทรรศน์ การป้องกันไม่ให้ผู้ใช้สัมผัสกับลำอิเล็กตรอนโดยตรง เป็นต้น
บทสรุป
กล้องจุลทรรศน์เป็นเครื่องมือที่เปิดเผยโลกที่ซ่อนอยู่เบื้องหลังดวงตาของเรา ด้วยกล้องจุลทรรศน์ เราได้ค้นพบสิ่งใหม่ๆ มากมายในโลกใบนี้ และยังคงเป็นเครื่องมือสำคัญในการสืบเสาะหาความรู้ต่อไป ก้าวเข้าสู่โลกแห่งความมหัศจรรย์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ แล้วคุณจะได้พบกับโลกที่คุณไม่เคยรู้จักมาก่อน
ขอบคุณแหล่งที่มาของข้อมูล
- กระทรวงศึกษาธิการ. กล้องจุลทรรศน์. สำนักพิมพ์ด่านสุทธาการพิมพ์, 2565.
- สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. กล้องจุลทรรศน์. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, 2564.
- วิเชียร ชูแสง. กล้องจุลทรรศน์. สำนักพิมพ์เอมเค, 2563.
- ชัยยศ จิรเสถียรกุล. กล้องจุลทรรศน์. สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, 2562.
- จิราพร บุญมา. กล้องจุลทรรศน์. สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, 2561.
ร่วมแสดงความคิดเห็นในหัวข้อ “กล้องจุลทรรศน์ (Microscope)”