Kính hiển vi quang học 1 mắt
Vui lòng bấm nút bên dưới để xem thông tin, giá và đặt hàng
Kính hiển vi quang học 1 mắt
Vui lòng bấm nút bên dưới để xem thông tin, giá và đặt hàng
Vui lòng bấm nút bên dưới để xem thông tin, giá và đặt hàng
Kính hiển vi quang học là kính hiển vi sử dụng để phóng đại hình ảnh những đối tượng có kính thước nhỏ bằng ánh sáng trong vùng nhìn thấy (khả kiến). Loại kính hiển vi này đã được phát minh từ rất lâu vào khoảng thế kỷ thứ 17. Nó được thiết kế từ đơn giản đến phức tạp tùy thuộc vào yêu cầu của người sử dụng về độ phân giải, hoặc độ tương phản của đối tượng quan sát.
Có thể dùng máy ảnh để chụp lại hình ảnh quan sát được từ kính hiển vi quang học. Chỉ cần 1 adapter thích hợp giúp kết nối vật kính máy ảnh với thị kính của kính hiển vi. Hiện nay đã có những bộ kết nối giúp kết nối kính hiển vi với máy tính để xem, chụp, quay lại hình ảnh trực tiếp trên máy tính như Kính hiển vi kết nối máy tính.
Thậm chí có những loại kính hiển vi loại bỏ hoàn toàn thị kính, thay vào đó bằng một màn hình gắn vào kính hiển vi để quan sát như Kính hiển vi kỹ thuật số. Loại kính hiển vi này giúp tránh mỏi mắt, vai, gáy khi phải quan sát các hình ảnh trong thời gian dài qua thị kính như bình thường.
Ngoài ra còn có những loại kính hiển vi sử dụng ánh sáng nằm ngoài vùng khả kiến như kính hiển vi điện tử quét SEM và kính hiển vi điện tử truyền qua TEM. Những loại này có thể thay thế cho kính hiển vi quang học với độ phóng đại lớn hơn rất nhiều.
Cấu hình quang học
Kính hiển vi quang học có 2 loại cấu hình cơ bản là: kính hiển vi thấu kính đơn và kính hiển vi thấu kính phức hợp. Hầu hết kính hiển vi dùng cho trường học, nghiên cứu, sửa chữa, kiểm tra... là kính hiển vi thấu kính phức hợp, tức là gồm nhiều thấu kính ghép lại với nhau để có độ phóng đại lớn. Kính lúp cũng có thể coi là kính hiển vi với thấu kính đơn, tức là chỉ có 1 thấu kính.
Kính hiển vi đơn giản
Kính hiển vi đơn giản là kính hiển vi quang học có sử dụng một thấu kính hoặc hệ thấu kính để phóng to đối tượng với một góc phóng đại riêng, tạo một ảnh ảo lớn hơn kích thước của vật thật. Kính hiển vi đơn giản có độ phóng đại không cao. Các thiết bị phóng đại đơn giản như kính lúp, thị kính của kính thiên văn và kính hiển vi sử dụng một thấu kính lồi đơn hoặc một hệ thấu kính.
 |
| Ảnh 1: Kính hiển vi quang học đơn giản |
Kính hiển vi phức hợp là kính hiển vi quang học sử dụng một thấu kính gần với vật quan sát (được gọi là vật kính) để tạo ra ảnh thật của vật bên trong kính hiển vi (ảnh 1). Ảnh thật này sẽ được phóng đại bởi một thấu kính thứ hai hoặc một nhóm thấu kính (gọi là thị kính ) tạo ra ảnh ảo lộn ngược có kích thước lớn hơn kích thước của vật (ảnh 2). Sự kết hợp giữa vật kính và thị kính cho phép quan sát với độ phóng đại cao hơn, giảm quang sai màu và cũng có thể thay đổi vật kính để điều chỉnh độ phóng đại. Với kính hiển vi phức hợp, chúng ta có thể thực hiện các kỹ thuật chiếu sáng tiên tiến hơn, chẳng hạn như kỹ thuật phản pha. Xem thêm Kính hiển vi tương phản pha và Kính hiển vi tương phản pha là gì
 |
| Ảnh 2: Kính hiển vi quang học phức hợp |
Lịch sử
Phát minh
Rất khó để công nhận ai phát minh ra kính hiển vi phức hợp. Nhà làm kính người Hà Lan Zacharias Janssen được tuyên bố là đã phát minh ra nó vào năm 1590 (lời tuyên bố này từ con trai của ông và những người đồng hương, trong lời khai khác nhau vào năm 1634 và 1655). Theo một tuyên bố khác thì Hans Lippershey phát minh ra kính hiển vi phức hợp. Cũng có tuyên bố cho rằng danh hiệu 'nhà phát minh ra kính hiển vi' thuộc về Galileo Galilei. Ông đã chế tạo kính hiển vi phức hợp với một thấu kính lồi và một thấu kính lõm vào năm 1609. Kính hiển vi của Galileo đã được tổ chức lễ chào mừng trong Accademia dei Lincei năm 1624 và là thiết bị đầu tiên được đặt tên "kính hiển vi" một năm sau đó bởi người đồng nghiệp Lincean Giovanni Faber. Faber đã đặt tên từ tiếng Hy Lạp từ μικρόν (micron) có nghĩa là "nhỏ", và σκοπεῖν (skopein) có nghĩa là "nhìn", một cái tên có nghĩa tương tự với " kính thiên văn ". Ngày nay, kính hiển vi tiếng anh là microscope.
Christiaan Huygens , người Hà Lan khác, phát triển một hệ thống thị kính 2 thấu kính đơn giản trong những năm cuối thế kỷ 17 đã được chỉnh sửa tiêu sắc, tạo một bước tiến lớn trong phát triển kính hiển vi. Các thị kính Huygens vẫn còn được sản xuất cho đến ngày nay, nhưng bị vấn đề về kích thước trường quan sát nhỏ, và một số vấn đề khác.
Phổ biến
Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723) được coi là người mang kính hiển vi quang học tới các nhà sinh học, mặc dù thấu kính đơn giản đã được được làm vào thế kỷ 16. Kính hiển vi quang học tự chế của van Leeuwenhoek là kính hiển vi đơn giản, với một ống kính nhỏ nhưng mạnh mẽ. Chúng trông khá ngớ ngẩn khi sử dụng, nhưng chúng giúp cho Van Leeuwenhoek xem các hình ảnh chi tiết. Phải mất 150 năm phát triển về quang học trước khi kính hiển vi phức hợp có thể cung cấp chất lượng hình ảnh tương tự như kính hiển vi đơn giản của van Leeuwenhoek, do những khó khăn trong việc kết hợp nhiều thấu kính.
Kỹ thuật ánh sáng
Trong khi công nghệ về kính hiển vi quang học đã có từ hơn 400 năm thì gần đây các kỹ thuật trong chiếu sáng mẫu mới được phát triển để tạo ra hình ảnh chất lượng cao như ngày nay.
Trong tháng 8 năm 1893 August Köhler phát triển đèn chiếu sáng Köhler. Phương pháp chiếu sáng mẫu này đã vượt qua nhiều hạn chế của các kỹ thuật cũ về chiếu sáng mẫu. Trước khi có đèn chiếu sáng Köhler, hình ảnh của nguồn ánh sáng, ví dụ như bóng đèn dây tóc, luôn luôn hiện lên trên hình ảnh của mẫu.
Giải Nobel về vật lý đã được trao cho nhà vật lý người Hà Lan Frits Zernike năm 1953 cho phát minh về chiếu sáng tương phản pha cho phép quan sát hình ảnh của mẫu trong suốt. Bằng cách sử dụng sự can thiệp chứ không phải hấp thụ ánh sáng, mẫu cực kỳ trong suốt, chẳng hạn như tế bào sống động vật có vú, có thể chụp ảnh mà không cần phải sử dụng kỹ thuật nhuộm. Chỉ hai năm sau, vào năm 1955, Georges Nomarski đưa ra lý thuyết cho kỹ thuật hiển vi can thiệp tương phản khác biệt, một kỹ thuật can thiệp hình ảnh khác.
Cấu tạo
Tất cả các kính hiển vi quang học hiện đại được thiết kế để xem mẫu bằng ánh sáng truyền qua có các thành phần cơ bản của đường truyền quang giống nhau như dưới đây: (mỗi số tương ứng với vị trí trên hình ảnh)
Thị kính (1)
Mâm mang vật kính (để giữ nhiều vật kính) (2)
Vật kính (3)
Núm chỉnh tiêu cự (để di chuyển bàn mang mẫu)
Núm chỉnh thô (4)
Núm chỉnh tinh (5)
Bàn mang mẫu (để giữ mẫu vật) (6)
Nguồn sáng (hoặc gương ) (7)
Màn chắn sáng và tụ quang (8)
Bàn mang mẫu (9)
Xem thêm Cấu tạo kính hiển vi
 |
| kính hiển vi quang học |
Thị kính là một ống kính hình trụ có chứa hai hoặc nhiều thấu kính, do đó trên thị trường có kính hiển vi 1 mắt, kính hiển vi 2 mắt và kính hiển vi 3 mắt. Chức năng của nó là tập trung hình ảnh cho mắt. Thị kính được đưa vào phần trên cùng của đường truyền quang. Thị kính có thể hoán đổi và nhiều thị kính khác nhau có thể được chèn vào với các mức độ phóng đại khác nhau. Giá trị phóng đại tiêu biểu của thị kính bao gồm 2 ×, 50 × và 10 ×. Trong một số kính hiển vi hiệu suất cao, cấu hình quang học của vật kính và thị kính được kết hợp để tạo hiệu suất quang học tốt nhất có thể, phổ biến nhất với vật kính apochromatic.
Mâm mang vật kính
Mâm mang vật kính là một mâm xoay để gắn các vật kính có độ phóng đại khác nhau. Người sử dụng có thể xoay mâm để thay đổi độ phóng đại. Cần chú ý xoay mâm sao cho vật kính khớp đúng vào đường truyền quang.
Vật kính
Ở phần dưới của kính hiển vi quang học phức hợp điển hình, có một hoặc nhiều vật kính thu thập ánh sáng từ mẫu. Vật kính thường là một phần hình trụ có chứa một thấu kính đơn hoặc nhiều thấu kính phức hợp (xem thêm Vật kính của kính hiển vi). Thông thường sẽ có khoảng ba vật kính được gắn vào một mâm mang vật kính hình tròn, xoay được để lựa chọn vật kính phù hợp. Các vật kính này được sắp xếp sao cho sự tập trung ngang nhau, có nghĩa là khi thay đổi vật kính khác trên kính hiển vi quang học, hình ảnh của mẫu vấn giữ được sự tập trung. Vật kính của kính hiển vi quang học được đặc trưng bởi hai thông số, cụ thể là, độ phóng đại và số khẩu độ. Độ phóng đại thường dao động từ 5 × -100 × trong khi số khẩu độ từ 0,14-0,7, tương ứng với tiêu cự dài khoảng 40-2 mm. Vật kính với độ phóng đại cao thường có số khẩu độ cao và vùng quan sát bị giảm. Một số vật kính hiệu suất cao cần đi kèm với thị kính phù hợp để cho ra hiệu suất quang học tốt nhất. Xem thêm Các thông số trên vật kính của kính hiển vi quang học
 |
| Vật kính kính hiển vi quang học |
Một số kính hiển vi quang học sử dụng các vật kính ngâm dầu hoặc vật kính ngâm nước cho độ phân giải lớn hơn với độ phóng đại cao. Những vật kính này được sử dụng với các chất lỏng phù hợp về chỉ số khúc xạ như dầu ngâm hoặc nước và phù hợp về lamen giữa vật kính và mẫu. Chỉ số khúc xạ của các chất lỏng phù hợp cao hơn so với không khí, cho phép các vật kính gia tăng số khẩu độ (lớn hơn 1) để ánh sáng được truyền từ các mẫu vật vào mặt ngoài của vật kính với khúc xạ tối thiểu. Có thể đạt được số khẩu độ cao tới 1.6. Số khẩu độ lớn hơn cho phép thu nhiều ánh sáng để quan sát những chi tiết nhỏ. Một vật kính ngâm dầu thường có một độ phóng đại từ 40 đến 100 ×. Xem thêm Dầu soi kính hiển vi
Núm chỉnh tiêu cự
Núm chỉnh tiêu cự di chuyển bàn mang mẫu lên hoặc xuống với núm chỉnh thô và núm chỉnh tinh riêng biệt. Trong các thiết kế cũ của kính hiển vi quang học, các bánh xe điều chỉnh tiêu cự sẽ di chuyển ống kính hiển vi lên hoặc xuống tương đối so với giá đỡ và bàn mang mẫu ở vị trí cố định.
Bàn đặt mẫu
Bàn đặt mẫu là một tấm nền bên dưới vật kính để đỡ các mẫu vật quan sát. Ở trung tâm của bàn mang mẫu có một lỗ hổng qua đó ánh sáng đi lên để chiếu sáng các mẫu vật. Bàn mang mẫu thường có kẹp để giữ lam kính (tấm kính hình chữ nhật với kích thước điển hình của 25 × 75 mm, dùng để đặt mẫu vật).
Với độ phóng đại cao hơn 100 × thì không thể di chuyển lam kính bằng tay. Bàn sa trượt cơ học thường có ở kính hiển vi quang học với mức giá cao hoặc trung bình, cho phép di chuyển lam kính với khoảng cách rất nhỏ thông qua các núm chỉnh để định vị lam kính như mong muốn.
Toàn bộ bàn mang mẫu di chuyển lên hoặc xuống để tập trung hình ảnh. Với bàn mang mẫu cơ học, lam kính sẽ di chuyển trên hai trục nằm ngang để kiểm tra các chi tiết của mẫu.
Bắt đầu từ độ phóng đại thấp để tập trung hình ảnh của mẫu trên bàn mang mẫu. Khi chuyển qua độ phóng đại cao,bàn mang mẫu phải di chuyển lên cao hơn theo chiều thẳng đứng để tái tập trung hình ảnh ở độ phóng đại cao và cũng có thể cần điều chỉnh vị trí mẫu theo chiều ngang một ít. Việc điều chỉnh mẫu theo chiều ngang là lý do bạn nên có một bàn mang mẫu cơ học.
Do những phức tạp trong việc chuẩn bị mẫu và gắn nó lên lam kính, khi cho trẻ em sử dụng kính hiển vi cho trẻ em nên bắt đầu với lam kính được chuẩn bị sẵn để có thể tập trung hình ảnh dễ dàng ở bất kỳ độ phóng đại nào.
Nguồn sáng
Có thể sử dụng nhiều nguồn sáng. Đơn giản nhất là sử dụng ánh sáng ban ngày thông qua một tấm gương . Tuy nhiên, hầu hết các kính hiển vi quang học có nguồn ánh sáng có thể điều chỉnh và kiểm soát riêng - thường là đèn halogen, gần đây đèn LED và laser chiếu sáng đã ngày càng phổ biến hơn. Xem thêm Bóng đèn kính hiển vi và Sử dụng đèn LED chiếu sáng trong kính hiển vi quang học
Tụ quang
Tụ quang là một thấu kính được thiết kế để tập trung ánh sáng từ nguồn chiếu sáng vào mẫu. Tụ quang cũng có thể bao gồm các tính năng khác, chẳng hạn như một màng chắn sáng và bộ lọc, để điều khiển chất lượng và cường độ của nguồn sáng. Đối với kỹ thuật chiếu sáng như trường tối , tương phản pha những thành phần quang học thêm vào phải phù hợp chính xác trong đường truyền sáng. Xem thêm Kính hiển vi nền tối là gì