شارح الدرس: الفحص المجهري | نجوى شارح الدرس: الفحص المجهري | نجوى

شارح الدرس: الفحص المجهري الأحياء

في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نقارن ونفرِّق بين الأنواع المختلفة من المجاهر، ونتعرَّف على نوع المجهر عن طريق الصورة التي يُنتِجها.

تمكِّنُنا المجاهر من فحص أي شيء كما لو كنا ننظر عبر نظارة فائقة القوة، بدءًا بالتركيب المفصل لأسطح المواد والتركيب الداخلي للخلايا وصولًا إلى الكائنات الحية الدقيقة، مثل البكتيريا، والتي لا يمكن للعين المجردة رؤيتها. كانت المجاهر الأولى تُسمى في واقع الأمر «نظارات البراغيث»؛ لأنها كانت تُستخدم في دراسة الحشرات الصغيرة. ومنذ ذلك الحين، ازدادت قوة وتطور المجاهر لتجعل العالم المجهري الذي يحيط بنا مرئيًّا.

تنتج عن المجاهر صور مكبرة؛ ما يعني أنه إذا تم تكبير عينة بمقدار 100x، فستبدو أعرض بمقدار 100 مرة وأطول بمقدار 100 مرة من حجمها الحقيقي.

تعريف: التكبير

التكبير هو عدد المرات التي تبدو عليها الصورة مكبرة مقارنة بالجسم الأصلي.

دعونا ننظر إلى الأجزاء المختلفة لمجهر ضوئي، كما هو موضح في الشكل الآتي، من أجل فهم كيفية عملها بصورة أفضل.

تتكون المجاهر الضوئية المركبة عادة من عدستين، وهما عبارة عن شريحتين صغيرتين وسميكتين من الزجاج الشفاف. وتركز هاتان العدستان الضوء الذي يتخلل الجسم الذي ترغب في فحصه في عينك لتكوين صورة. يمكنك أن ترى مثالًا على عدسة في الصورة الآتية.

عدسة شفافة أصلية.

2

تقع العدسة العينية أعلى المجهر. وتُسمى «العدسة العينية» لأنها الجزء الأقرب إلى عينك الذي تنظر من خلاله.

مصطلح رئيسي: العدسة العينية

العدسة العينية هي الجزء من المجهر الذي ينظر الفاحِص من خلاله. وهي تحتوي على عدسة تكون الأقرب إلى عين الفاحِص. ويطلق عليها أحيانًا العدسة البصرية (في إشارة إلى العين أو الرؤية).

بتتبع جسم المجهر هبوطًا إلى أسفل، نجد العدسات الشيئية بعد العدسة العينية. يُطلق على هذه العدسات «الشيئية» لأنها الأقرب إلى «الشيء» المطلوب فحصه. تحتوي العديد من المجاهر على أكثر من عدسة شيئية واحدة، وتكون معلَّمة بدرجات تكبير مختلفة. يمكن تغيير هذه العدسات الشيئية بناءً على درجة التكبير المطلوبة للعينة أو الشريحة. على سبيل المثال، إذا أردنا استخدام العدسة الشيئية ذات درجة التكبير 40x، فيمكننا تحريك هذه العدسة الشيئية حتى تصبح على استقامة واحدة مع العدسة العينية.

مصطلح رئيسي: العدسة الشيئية

العدسات الشيئية هي العدسات الأقرب إلى الشيء المطلوب فحصه تحت المجهر.

تجمِّع هاتان العدستان الضوء لتكوين صورة مرئية أكبر حجمًا من الجسم الحقيقي المطلوب فحصه نفسه، ويمكن ملاحظة المبدأ الأساسي لهذه العملية في الشكل الآتي. وينتج عن مرور الضوء عبر هاتين العدستين صورة مكبرة في عين الفاحِص.

أسفل العدسات الشيئية توجد المنصة، وهي عبارة عن منطقة عريضة مسطحة توضع عليها الشرائح بواسطة مشابك المنصة لتثبيتها. الشرائح قطع مستطيلة من الزجاج توضع عليها العينات.

مصطلح رئيسي: العينة

العينة هي كائن حي كامل أو جزء منه يُجمع ويُحفظ بغرض الفحص، أو التحليل، أو البحث.

للتأكد من أن رؤيتك للعينة ليست مشوشة، يمكنك استخدام مقبضي ضبط التركيز على جانب المجهر لجعل رؤيتك للعينة أوضح. عندما تضع الشريحة على المنصة السفلية وتنظر عبر العدسة العينية، قد تبدو الصورة مشوشة في البداية. أثناء نظرك عبر العدسة العينية، أدر المقبض الأكبر، والذي يُسمى المقبض الضابط الكبير، لجعل الصورة أكثر وضوحًا. بمجرد أن تصبح الصورة واضحة، أدر المقبض الأصغر، أو المقبض الضابط الدقيق، بحيث تصبح التفاصيل الأكثر دقة في العينة مرئية.

الطريقة: استخدام المجهر الضوئي لفحص الشرائح

  1. عند استخدام مجهر ضوئي، ابدأ بأقل درجة تكبير ممكنة من خلال اختيار العدسة الشيئية ذات درجة التكبير 10x وإدارتها حتى تثبت في موضعها أعلى المنصة السفلية.
  2. ضع العينة على شريحة، ثم ضع الشريحة على المنصة، وثبتها باستخدام مشابك المنصة.
  3. حرك الشريحة إذا لزم الأمر للتأكد من أن العينة تقع أسفل العدسة الشيئية مباشرة.
  4. انظر عبر العدسة العينية كما هو موضح في الصورة.
  5. اضبط المقبض الضابط الكبير (المقبض الأكبر) كما ترى في الصورة حتى تصبح الصورة أكثر وضوحًا. ويستخدم هذا المقبض لإجراء تعديلات كبيرة للتركيز.
  6. حرك الشريحة إذا لزم الأمر للتأكد من أن مساحة العينة التي ترغب في فحصها تقع في مجال الرؤية.
  7. اضبط المقبض الضابط الدقيق (المقبض الأصغر) حتى تصبح الصورة واضحة قدر الإمكان. ويستخدم هذا المقبض لإجراء تعديلات صغيرة للتركيز.
  8. زد من درجة التكبير إذا لزم الأمر من خلال اختيار العدسة الشيئية التالية ذات درجة التكبير الأعلى (عادة ما تكون 20x) وإدارتها حتى تثبت في موضعها أعلى الشريحة.
  9. كرر الخطوات 4، و5، و7 لضبط تركيز الصورة، والخطوة 8، إذا كانت هناك حاجة لذلك، لزيادة درجة التكبير مرة أخرى.

صورة لتلميذة صغيرة ذكية تنظر في المجهر الإلكتروني

مصطلح رئيسي: قوة التكبير الكلية (التكبير الكلي)

قوة التكبير الكلية هي القدرة المجمعة للعدسة العينية والعدسات الشيئية في مجهر على إنتاج صورة أكبر من الجسم نفسه.

بينما تظل قوة تكبير العدسة العينية على حالها دون تغيير، تُحدد العدسة الشيئية التي تختار استخدامها قوة التكبير الكلية للصورة التي ستراها. لحساب قوة التكبير الكلية للصورة التي نراها، نضرب قوة تكبير العدسة العينية (وعادة ما تكون 10x) في قوة تكبير العدسة الشيئية التي نستخدمها حاليًّا. على سبيل المثال، إذا كنا نفحص عينة ونستخدم العدسة الشيئية ذات قوة التكبير الأقل (10x)، فإن درجة التكبير الكلية ستكون 10 (قوة تكبير العدسة العينية) مضروبة في 10 (قوة تكبير العدسة الشيئية). وعليه، فإن قوة التكبير الكلية للمجهر، وعدد مرات تكبير صورة الجسم، هي: 100x.

المعادلة الآتية معادلة بسيطة يمكن استخدامها لحساب قوة التكبير الكلية لمجهر ضوئي.

صيغة: حساب قوة التكبير الكلية

ةااةااةاا×=

مثال ١: تعريف التكبير

أي من العبارات الآتية تُقدم أفضل تعريف «للتكبير»؟

  1. يُحسب التكبير بقسمة قوة تكبير العدسة الشيئية على قوة تكبير العدسة العينية.
  2. التكبير عدد التراكيب المختلفة التي يمكن تحديدها في صورة.
  3. التكبير أقلُّ مسافة يمكن أن تفصل بين جسمين حتى يبدوا عنصرين منفصلين.
  4. التكبير مقدار زيادة حجم صورة الشيء على حجمه الحقيقي.

الحل

علينا أن نكون حذرين عند الإجابة عن الأسئلة التي تسأل عن «أفضل» تعريف، فعلى الرغم من أنها أسئلة اختيار من متعدد، فإنه ليس من السهل إجابتها، حيث محتمل أن يكون هناك أكثر من إجابة واحدة صحيحة.

إذا فكرت في الطرق الأخرى لاستخدام كلمة «يُكَبِّر»، ستجد أنها تشير دائمًا إلى جعل شيء يبدو أكبر من حقيقته. على سبيل المثال، تكبير مشكلة أي جعلها تبدو أكثر خطورة، والعدسة المكبرة تجعل الأجسام الصغيرة تبدو كبيرة. وهذا يشير إلى أن الإجابة الصحيحة هي الخيار (د). ولكن، بما أننا نبحث عن أفضل تعريف، علينا التأكد من عدم صحة الخيارات الأخرى. يمكننا حل أغلب أسئلة الاختيار من متعدد باستخدام عملية الحذف.

يخبرنا الخيار (أ) (بطريقة خاطئة) بكيفية حساب قوة التكبير الكلية أو درجة التكبير الكلية لمجهر، ولكنه لا يذكر فعليًّا تعريف التكبير نفسه. إذا حددت عملية حسابية غير صحيحة، فستكون هذه طريقة سهلة لحذف أحد خيارات سؤال الاختيار من متعدد.

يتعلق الخيار (ب) بقوة التمييز؛ لأن عدد التراكيب المختلفة التي يمكن تحديدها في صورة يعتمد على مدى سهولة تحليل الأجسام المختلفة أو تمييزها بعضها عن بعض. على الرغم من أن تكبير تركيب ما يمكن أن يساعد في تمييزه عن الأجسام الأخرى، فإن هذه العبارة تنقصها نقطة رئيسية تتعلق بالتكبير، وهي أنه يجعل الأجسام تبدو أكبر مما هي عليه بالفعل.

وبتذكر تعريف التكبير، نجد أنه ليس درجة تمييز التراكيب بعضها عن بعض، وعليه، يمكننا حذف الخيار (ج).

إذن، الإجابة الصحيحة هي الخيار (د). التكبير مقدار زيادة حجم صورة الشيء على حجمه الحقيقي.

تتميز المجاهر الضوئية بأنه يمكن صبغ العينات، التي يمكن أن تكون حية أو ميتة، لإنتاج صور ملونة. تستخدم هذه المجاهر عادة في علم الأحياء لفحص الأنسجة والتمييز بين الخلايا المفردة، وكذلك بعض العضيات الكبيرة داخلها، مثل النواة. وهي تنتج دائمًا صورًا مسطحة ثنائية الأبعاد.

ولزيادة سهولة التمييز بين الخلايا أو التراكيب في خلية أو عينة، يمكن إضافة أصباغ إلى العينة قبل وضعها تحت المجهر الضوئي. تمتص مختلف المكونات الخلوية الأصباغ بدرجات متفاوتة. الأمر الذي يزيد من التباين بين مختلف المكونات ويجعل من السهل تحديدها.

على سبيل المثال، يرتبط الميثيلين الأزرق بالمكونات الخلوية سالبة الشحنة في السيتوبلازم أو النواة. وكمثال آخر، يتنافر أحمر الكونغو مع السيتوبلازم سالب الشحنة، وعليه، غالبًا ما يترك الخلية دون أن يصبغها، وبدلًا من ذلك، يصبغ التراكيب خارج الخلوية المحيطة بالخلية؛ ما يجعل من السهل تمييز الخلية. يمكن أن يصبغ أحمر الكونجو أيضًا جدران خلايا الكائنات الحية مثل النباتات والفطريات، أو أغشية خلايا بكتيرية معينة. وعادة ما تُستخدم أصباغ عدة لتمييز وتحديد خليط من المكونات، مثل أنواع مختلفة من البكتيريا. وتسمى هذه العملية الصبغات التفريقية.

الصورتان الآتيتان عبارة عن مثالين على صور مجهرية توضح كيف يمكن أن يزيد الصَّبغ من وضوح بعض المكونات الخلوية. الصور المجهرية هي صور لتركيب مكبر تنتج باستخدام مجهر. أُنتِجت هاتان الصورتان المجهريتان باستخدام المجهر الضوئي.

صورة مجهرية ضوئية لأنسجة المخ البشري تُظهِر العَصَبُون والخلايا الدبقية.

4

الصورة المجهرية السابقة أُنتجت باستخدام مجهر ضوئي لفحص أنسجة المخ البشري، وتوضح الخلايا العصبية والغرائية. وتوضح أسلوب صبغة نسل وكذلك صبغة أزرق التولويدين، والذي يُستخدم عادة مع عينات الأنسجة العصبية لأنه يصبغ الأحماض النووية داخل أنوية الخلايا.

خلايا كبد تُرى بالمجهر الضوئي. في نواتها نُوَيَّة كبيرة جدًّا مُلطَّخة بالدماء

5

الصورة السابقة عبارة عن صورة مجهرية لخلايا كبدية أُنتجت باستخدام مجهر ضوئي. في هذه العينة، استُخدم صبغة الهيماتوكسيلين والإيُوزين، حيث يصبغ الهيماتوكسيلين نواة الخلية بلون أزرق أرجواني، ويصبغ الإيُوزين الحشوة خارج الخلوية والسيتوبلازم بلون وردي.

قوة التمييز هي أقل مسافة بين جسمين تسمح برؤيتهما منفصلين. وكلما كانت الأجسام أصغر، زادت صعوبة تمييزها كأجسام منفصلة بعضها عن بعض. لذا، عند فحص أجسام دقيقة تحت المجهر، نحتاج إلى قوة تمييز كبيرة، حيث ستفصل بينها مسافات صغيرة للغاية.

مصطلح رئيسي: قوة التمييز

قوة تمييز جهاز بصري هي أقل مسافة تفصل بين جسمين متجاورين بحيث يمكن تمييز كل منهما بصريًّا.

لفهم قوة التمييز على المستوى المجهري، دعونا نتناولها على مستوى أكبر أولًا. ليلًا، إذا كانت هناك سيارة تتجه نحوك من مسافة بعيدة، فسترى ضوءًا واحدًا فقط يقترب. ولكن، كلما اقتربت السيارة منك، سيتحول هذا الضوء الواحد إلى ضوءين منفصلين يصدر كل منهما من أحد المصباحين الأماميين. وعندما تقترب منك السيارة أكثر، سيبدو الضوءان متباعدين أحدهما عن الآخر أكثر مما كانا عليه عن بعد، وعليه، يمكن لقوة تمييز أعيننا أن تميز مصدرين منفصلين للضوء.

من بين العوامل المؤثرة على قوة التمييز الطول الموجي لمصدر الإضاءة المستخدم. ويمكن لأفضل المجاهر الضوئية تمييز صور لأجسام تفصل بينها مسافات تصل إلى 200 nm (0.0002 mm)، وتتحدد هذه القيمة جزئيًّا بالطول الموجي للضوء (مصدر الإضاءة).

دعونا نلق نظرة على الشكل 6 لنرى كيفية حدوث ذلك.

في الصورة العليا من الشكل 6، يمكنك أن تلاحظ أن للضوء طول موجي كبير إلى حدٍّ ما وأن هذين الجسمين لا يمكن التمييز بينهما. فهما قريبان للغاية بعضهما من البعض، وعليه، لا يلبيان متطلب أن أقل مسافة تفصل بين جسمين يجب أن تساوي الطول الموجي لمصدر الإضاءة.

توضح الصورة السفلى في الشكل (6) مصدرًا للإضاءة له طول موجي أصغر، على سبيل المثال، مجهر يستخدم إلكترونات بدلًا من الضوء. ينتج عن ذلك دقة أعلى، وبالتالي قوة تمييز أكبر، تسمح بتمييز الجسمين نفسيهما كجسمين منفصلين أحدهما عن الآخر. وعليه، كلما زاد الطول الموجي للضوء، ساءت (قلت) قوة التمييز.

على الرغم من أن الضوء له طول موجي كبير، وعليه تكون قوة تمييز الأدوات التي تستخدمه، مثل المجاهر، منخفضة، وعادة ما تكون حوالي 200 nm، فإن بعض المجاهر الضوئية لها عدسات خاصة تُمَكِّنُها من تمييز جسمين تفصل بينهما مسافة أقل من 100 nm. وللإلكترونات طول موجي أقل بكثير من الطول الموجي للضوء؛ لذا، فإن لها قوة تمييز أفضل بكثير، ما يسمح لجسمين تفصل بينهما مسافة صغيرة للغاية بأن يظهرا منفصلين.

ثمة نوعان رئيسيان من المجاهر الإلكترونية: المجهر الإلكتروني النافذ، والمجهر الإلكتروني الماسح.

مثال ٢: تعريف قوة التمييز

أي من العبارات الآتية تقدم أفضل تعريف «لقوة التمييز»؟

  1. قوة التمييز هي عدد التراكيب المختلفة التي يُمكِن تحديدها في صورة.
  2. تُحسَب قوة التمييز بقسمة قوة تكبير العدسة الشيئية على قوة تكبير العدسة العينية.
  3. قوة التمييز هي مقدار زيادة حجم الصورة مُقارَنةً بالجسم الحقيقي.
  4. قوة التمييز هي أقل مسافة يُمكِن أن تفصل بين جسمين ليبدُوَا عنصرين مُنفصِلين.

الحل

علينا أن نكون حذرين عند الإجابة على الأسئلة التي تسأل عن «أفضل» تعريف، فعلى الرغم من أنها أسئلة اختيار من متعدد، فإنه ليس من السهل إجابتها، حيث محتمل أن يكون هناك أكثر من إجابة واحدة صحيحة. يمكننا حل أغلب أسئلة الاختيار من متعدد باستخدام عملية الحذف.

على الرغم من أن الخيار (أ) صحيح فنيًّا، حيث ينص على أنه يمكن تحديد المزيد من التراكيب عندما تكون قوة التمييز أفضل، فإنه لا يذكر النقطتين الرئيسيتين اللتين يجب وضعهما في الاعتبار عند استخدام كلمة «قوة التمييز»: أنها مقياس للمسافة وأنها تعتمد على الجسمين اللذين يبدوان منفصلين، أو مميزين، بعضهما عن بعض. لمساعدتك على تذكر ذلك، عليك دائمًا التفكير في وحدة قياس المصطلح إن وجدت. وعادة ما تكون وحدة قياس قوة التمييز نانومتر (nm)، فهي مقياس للمسافة، وعليه، لا بد أن تشير الإجابة إلى المسافة التي يبعدها جسمين بعضهما عن البعض.

يخبرنا الخيار (ب) (بطريقة خاطئة) بكيفية حساب قوة التكبير الكلية أو التكبير الكلي لمجهر. وعليه، يشير هذا الخيار إلى التكبير وليس قوة التمييز، لذا، يمكن حذفه من بين خيارات الإجابة أيضًا. إذا حددت عملية حسابية غير صحيحة، فستكون هذه طريقة سهلة لحذف أحد خيارات سؤال الاختيار من متعدد.

بتذكر تعريف التكبير، وهو مقدار زيادة حجم الصورة عن الجسم الحقيقي، يمكننا حذف الخيار (ج).

وهذا يجعل الخيار (د) أفضل إجابة لدينا، حيث إنه يناقش أقصر مسافة تفصل بين التراكيب لكي تظهر منفصلة.

إذن، الإجابة الصحيحة هي أن قوة التمييز هي أقل مسافة يُمكِن أن تفصل بين جسمين ليبدُوَا عنصرين مُنفصِلين.

يُنتج كلا نوعي المجاهر الإلكترونية صورًا بالأبيض والأسود، ولكن، يمكن إضافة ألوان زائفة بعد إنتاج الصورة المجهرية. ولكن، لكليهما قوة تكبير أعلى بكثير من المجهر الضوئي (المجهر الإلكتروني النافذ: أعلى من 50000000x. المجهر الإلكتروني الماسح: 10000002000000x). هذا بالإضافة إلى أن قوة تمييزهما أفضل أيضًا، ما يمكنهما من تمييز أجسام أصغر بكثير على أنها منفصلة عن بعضها البعض بأقصى دقة تمييز قياسية تبلغ 0.5 nm بالنسبة للمجهر الإلكتروني الماسح، و0.05 nm بالنسبة للمجهر الإلكتروني النافذ. على الرغم من أن المجهر الإلكتروني النافذ يُنتج صورًا ثنائية الأبعاد، فإنه يُستخدم عادة لفحص العضيات داخل الخلية بتفاصيل دقيقة، ويُنتج المجهر الإلكتروني الماسح صورًا ثلاثية الأبعاد لسطح العينة.

عادة ما يتسبب تجهيز العينة للفحص المجهري الإلكتروني في موتها. فإذا تعرضت عينة حية لحزمة إلكترونية، فمن المؤكد أنها ستموت، وعليه، لا تُستخدم إلا العينات الميتة فقط مع الفحص المجهري الإلكتروني.

مصطلح رئيسي: المجهر الإلكتروني النافذ

يبعث المجهر الإلكتروني النافذ حزمة من الإلكترونات تنفذ عبر العينة، وتُركز باستخدام مغناطيسات كهربية لإنتاج صورة مفصلة ثنائية الأبعاد بالأبيض والأسود للتراكيب الداخلية لخلية أو عينة.

يمكن رؤية بعض الأمثلة على الصور المجهرية المنتجة باستخدام المجهر الإلكتروني النافذ في الصورتين الآتيتين.

صورة مجهرية تُظهر بِزرة البيضة مع نُوَيَّة غير نمطية

7

الصورة السابقة عبارة عن صورة مجهرية منتجة باستخدام المجهر الإلكتروني النافذ وتوضح خلية تناسلية أنثوية غير بالغة (إحدى خلايا أمهات البيض). يمكننا ملاحظة أن النواة تظهر باللون الأسود، وكذلك ملاحظة الميتوكوندريا والقطرات الدهنية في السيتوبلازم.

صورة مجهرية بواسطة مجهر إلكتروني نافذ لألوان مُصطنعة

8

الصورة السابقة هي صورة مجهرية مُنتجة باستخدام المجهر الإلكتروني النافذ وملونة بألوان زائفة توضح السيتوبلازم (باللون الأزرق) والغلاف النووي المحيط بالنواة (باللون الذهبي)، متصلًا بالشبكة الإندوبلازمية الخشنة (باللون الأحمر).

مصطلح رئيسي: المجهر الإلكتروني الماسح

يبعث المجهر الإلكتروني الماسح حزمة من الإلكترونات فوق سطح العينة المغطاة بأيونات أحد الفلزات (مثل الذهب). تعكس هذه الأيونات الإلكترونات، والتي تُجمع بعد ذلك لإنتاج صورة ثلاثية الأبعاد عالية الدقة بالأبيض والأسود لسطح العينة.

دعونا نلق نظرة على أمثلة على بعض الصور المجهرية المُنتجة باستخدام مجهر إلكتروني ماسح.

طُفيل الفاروا المدمِّر – صورة مجهرية بواسطة مجهر إلكتروني ماسح – تكبير ٥٥ مرة.

9

الصورة السابقة عبارة عن صورة مجهرية مُنتجة باستخدام مجهر إلكتروني ماسح لقرادة Varroa destructor التي تصيب النحل، مكبرة بمقدار 55x.

فيروس الإيبولا يُرى بالمجهر الإلكتروني، مجهر إلكتروني لفيروس الإيبولا

10

الصورة السابقة عبارة عن صورة مجهرية مُنتجة باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح لفيروس الإيبولا.

مثال ٣: التعرف على الصور المجهرية التي تنتجها المجاهر المختلفة

الصورة المجهرية الآتية لرأس نملة. ما نوع المجهر المُرجَّح استخدامه لإنتاج هذه الصورة؟

نملة تُرى بالمجهر الإلكتروني الماسح
  1. مجهر ضوئي.
  2. مجهر إلكتروني نافذ.
  3. مجهر إلكتروني ماسح.

الحل

هذه الصورة ثلاثية الأبعاد، وتوضح السطح الخارجي لجزء مكبر بدرجة كبيرة لكائن حي يبدو أنه ميت.

باستخدام حقيقة أن هذه الصورة ثلاثية الأبعاد، يمكننا استبعاد كل من المجهر الضوئي والمجهر الإلكتروني النافذ، ما يشير إلى أن الصورة مُنتجة باستخدام مجهر إلكتروني ماسح. فالمجهر الإلكتروني الماسح لا يُنتج صورًا مجهرية ذات تكبير وتمييز عاليين فحسب، بل إنه يُنتج أيضًا صورًا ثلاثية الأبعاد توضح سطح العينة.

وبما أن هذه الصورة المجهرية ثلاثية الأبعاد وتوضح سطحًا خارجيًّا مكبرًا ومميزًا بدرجة عالية، يمكننا أن نستنتج أن هذه الصورة مُنتجة باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح.

ثمة طريقة مفيد للمقارنة بين المجاهر، وهي استخدام جدول. دعونا نلقِ نظرة على مقارنة بين قوة التكبير، والتمييز، والصورة المُنتجة، وآلية الضوء في كل من المجهر الإلكتروني الماسح والمجهر الإلكتروني النافذ في الجدول الآتي.

مثال ٤: المقارنة بين قوة التمييز، والتكبير، ونوع الصور المنتجة باستخدام مختلف المجاهر

أيٌّ من الجداول الآتية يُقارن مقارنة صحيحة بين المجهر الضوئي والمجهر الإلكتروني الماسح والمجهر الإلكتروني النافذ؟

  1. نوع المجهر أقصى دقة تمييز قياسية (nm) أقصى تكبير قياسيالصورة الناتجة
    الضوئي0.51000000xثنائية الأبعاد، ملوَّنة
    الإلكتروني الماسح20050000000xثلاثية الأبعاد، أبيض وأسود
    الإلكتروني النافذ2001500xثنائية الأبعاد، أبيض وأسود
  2. نوع المجهر أقصى دقة تمييز قياسية (nm) أقصى تكبير قياسيالصورة الناتجة
    الضوئي2001500xثنائية الأبعاد، ملوَّنة
    الإلكتروني الماسح0.51000000xثلاثية الأبعاد، أبيض وأسود
    الإلكتروني النافذ0.0550000000xثنائية الأبعاد، أبيض وأسود
  3. نوع المجهر أقصى دقة تمييز قياسية (nm) أقصى تكبير قياسيالصورة الناتجة
    الضوئي 2001500xثنائية الأبعاد، أبيض وأسود
    الإلكتروني الماسح0.11000000xثلاثية الأبعاد، ملونة
    الإلكتروني النافذ0.150000000xثنائية الأبعاد، أبيض وأسود
  4. نوع المجهر أقصى دقة تمييز قياسية (nm) أقصى تكبير قياسيالصورة الناتجة
    الإلكتروني الماسح2001500xثنائية الأبعاد، ملونة
    الإلكتروني النافذ2001000000xثلاثية الأبعاد، أبيض وأسود
    الضوئي 20050000000xثنائية الأبعاد، أبيض وأسود

الحل

أبسط طريقة لحل سؤال مثل هذا هي استخدام طريقة الحذف.

أولًا، دعونا ننظر إلى نوع الصورة الناتجة في كل مثال.

نحن نعلم أن المجاهر الضوئية فقط هي التي يمكنها إنتاج صورًا ملونة؛ ما يمكِّننا من حذف الخيار (ج) حيث ينص على أن المجاهر الإلكترونية الماسحة تنتج صورًا ملونة. ونعلم أيضًا أن المجاهر الإلكترونية الماسحة فقط هي التي يمكنها إنتاج صور ثلاثية الأبعاد؛ ما يمكِّننا من حذف الخيار (د) حيث ينص على أن المجاهر الإلكترونية النافذة تنتج صورًا ثلاثية الأبعاد وأن المجاهر الإلكترونية الماسحة لا تنتج صورًا ثلاثية الأبعاد.

يتبقى لدينا الخياران (أ) و(ب)، لذا دعونا ننظر إلى أقصى تمييز وأقصى تكبير. يمكن للتكبير وحده أن يوصلنا إلى الإجابة الصحيحة، كما أنه من السهل تذكره. عادة ما يكون للمجاهر الضوئية أقل تكبير،1500x، مقارنة بالمجاهر الإلكترونية، والتي لها تكبير يبلغ 1000000x بالنسبة للمجهر الإلكتروني الماسح، و50000000x بالنسبة للمجهر الإلكتروني النافذ. بالنظر إلى تكبير كل من المجاهر، يخبرنا الخيار (أ) أن المجاهر الإلكترونية النافذة لها تكبير أقل من تكبير المجاهر الضوئية، وعليه، فهو إجابة خاطئة؛ ما يجعل الخيار (ب) هو الخيار الأخير الذي يمكن أن يكون صحيحًا.

دعونا نتحقق من الإجابة من خلال النظر إلى عمود أقصى دقة تمييز. تستطيع المجاهر الإلكترونية تمييز الأجسام الأصغر كثيرًا من تلك التي يمكن للمجاهر الضوئية تمييزها. وهذا يؤكد على أن اختيار الخيار (ب) صحيحًا، حيث ينص الخيار (أ) على أن المجاهر الضوئية يمكنها تمييز أجسام أصغر نسبيًّا من الأجسام التي يمكن للمجاهر الإلكترونية تمييزها، وهذا ليس صحيحًا.

قد يكون الأمر محيرًا، فلكي يكون لمجهر قدرة أفضل على تمييز الأجسام الأصغر حجمًا، ورؤية كل منها منفصلة عن الأخرى، ستكون قيمة أقصى تمييز أقل. وهذا لأن أقصى تمييز يمثل أقصر مسافة ممكنة تفصل بين جسمين ويظل بالإمكان رؤيتهما كجسمين منفصلين، وعليه، كلما قلت القيمة، كان أفضل.

إذن، الإجابة الصحيحة هي كالآتي:

نوع المجهر أقصى دقة تمييز قياسية (nm) أقصى تكبير قياسيالصورة الناتجة
الضوئي2001500xثنائية الأبعاد، ملونة
الإلكتروني الماسح0.51000000xثلاثية الأبعاد، أبيض وأسود
الإلكتروني النافذ0.0550000000xثنائية الأبعاد، أبيض وأسود

النقاط الرئيسية

  • تنتج المجاهر الضوئية صورًا ملونة ثنائية الأبعاد وعادة ما يمكنها التمييز بين الخلايا داخل الأنسجة.
  • الصبغات التفريقية هي استخدام أصباغ مختلفة للتمييز بين المكونات في الفحص المجهري الضوئي، سواءً كانت العينات حية أو ميتة.
  • تنتج المجاهر الإلكترونية صورًا بالأبيض والأسود، والتي تكون ثنائية الأبعاد بالنسبة للمجهر الإلكتروني النافذ، والتي عادة ما توضح العضيات، وثلاثية الأبعاد بالنسبة للمجهر الإلكتروني الماسح، لتوضيح تفاصيل السطح الخارجي للعينات.
  • أقصى تكبير للمجاهر الضوئية يبلغ 1500x ، في حين يبلغ أقصى تكبير للمجهر الإلكتروني الماسح 10000002000000x، وأقصى تكبير للمجهر الإلكتروني النافذ 50000000x.
  • للمجاهر الضوئية أقصى دقة تمييز تبلغ 200 nm، في حين تبلغ أقصى دقة تمييز للمجهر الإلكتروني الماسح 0.5 nm، وأقصى دقة تمييز للمجهر الإلكتروني النافذ 0.05 nm.

حمِّل تطبيق «نجوى كلاسيز»

احضر حصصك، ودردش مع معلمك وزملائك، واطَّلِع على أسئلة متعلقة بفصلك. حمِّل تطبيق «نجوى كلاسيز» اليوم!

التحميل على الكمبيوتر

Windows macOS Intel macOS Apple Silicon

تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن سياسة الخصوصية