μικροσκόπιο

Όργανο ικανό να αποδίδει μεγεθυμένα είδωλα μικρών αντικειμένων τα οποία έχουν τοποθετηθεί προς παρατήρηση. Βασικά διακρίνεται το οπτικό μ. ή απλά μ., στο οποίο τα παρασκευάσματα είναι φωτισμένα με ορατό φως, και το ηλεκτρονικό μ., στο οποίο το είδωλο δίνεται από μια δέσμη ηλεκτρονίων. Μεγέθυνση – διαχωριστική ικανότητα. Είναι γνωστό ότι οι φαινομενικές διαστάσεις ενός αντικειμένου, που υπόκειται σε παρατήρηση με γυμνό οφθαλμό, αυξάνονται όταν το αντικείμενο έρχεται πλησιέστερα. Υπάρχει συνεπώς ένα ελάχιστο όριο για την απόσταση μεταξύ αντικειμένου και ματιού, κάτω από την οποία το μάτι δεν είναι σε θέση να σχηματίσει ένα καθαρό είδωλο του αντικειμένου στον αμφιβληστροειδή χιτώνα. Η απόσταση αυτή, η οποία ονομάζεται ελάχιστη απόσταση ευκρινούς όρασης, μεταβάλλεται από άτομο σε άτομο και συμβατικά καθορίζεται σε 25 εκ. για το μέσο νέο άτομο. Επειδή δεν είναι δυνατό να προσεγγιστεί περισσότερο το αντικείμενο, μεγαλύτερες μεγεθύνσεις επιτυγχάνονται μόνο με τη χρήση των φακών. Εδώ λοιπόν χρησιμοποιείται ο φακός μεγέθυνσης, ο οποίος αποτελεί την απλούστερη μορφή του πρώτου των δύο τύπων του μ. που μελετά η οπτική: του απλού μ. και του σύνθετου μ. Ο φακός μεγέθυνσης είναι ένας συγκλίνων φακός, ο οποίος τοποθετείται μεταξύ του ματιού και του προς παρατήρηση αντικειμένου, έτσι ώστε το τελευταίο να βρίσκεται σε ενδιάμεση θέση μεταξύ του πρώτου εστιακού επιπέδου και του φακού. Υπό τις συνθήκες αυτές, ο φακός δίνει από το αντικείμενο ένα φανταστικό, ορθό και μεγεθυμένο είδωλο· το μάτι, τοποθετημένο στη δεύτερη εστία του φακού, μπορεί να παρατηρήσει αυτό το είδωλο, αρκεί η απόσταση μεταξύ του ματιού και του αντικειμένου να είναι κατώτερη από την ελάχιστη απόσταση ευκρινούς όρασης. Από τη γεωμετρική οπτική προκύπτει εύκολα το συμπέρασμα ότι για ένα αντικείμενο μικρών εγκάρσιων διαστάσεων y και σε έναν συγκλίνοντα φακό εστιακής απόστασης f από τις εξεταζόμενες συνθήκες, η γωνία α σε ακτίνια υπό την οποία το μάτι βλέπει το φανταστικό είδωλο του αντικειμένου δίνεται από: Για να υπάρχει ένας όρος πρότυπης σύγκρισης, από τον οποίο να λαμβάνεται ακριβώς η ισχύς του φακού, η τιμή αυτή συγκρίνεται συνήθως προς την τιμή της γωνίας α’ υπό την οποία το μάτι θα έβλεπε το ίδιο αντικείμενο αν δεν χρησιμοποιούνταν ο φακός και το αντικείμενο ήταν τοποθετημένο στην ελάχιστη απόσταση ευκρινούς όρασης d₀ = 25 εκ. Η γωνία α’ προκύπτει: Ο λόγος μεταξύ α και α’ είναι τόσο μεγαλύτερος, όσο μεγαλύτερη είναι η μεγέθυνση που δίνεται από τον φακό και ισούται με: όπου f πρέπει να μετριέται σε εκατοστά. Η γωνιακή μεγέθυνση G μετριέται σε διαμέτρους (σύμβολο x) και από τον τελευταίο τύπο φαίνεται καθαρά ότι είναι τόσο μεγαλύτερη όσο μικρότερη είναι η f. Στην πρακτική, εξαιτίας των εκτροπών που επεμβαίνουν, δεν γίνεται να χρησιμοποιηθούν φακοί με εστιακή απόσταση μικρότερη περίπου των 3 εκ. και συνεπώς είναι δυνατόν να πραγματοποιηθούν μεγεθύνσεις όχι μεγαλύτερες από περίπου 8x (8 φορές). Αν αντικατασταθεί ένας μοναδικός φακός με μια ομάδα φακών που διορθώνονται για τις εκτροπές, η ομάδα αυτή των φακών αποτελεί το πραγματικό μ. και, όσον αφορά τους προηγούμενους συλλογισμούς, είναι δυνατό να θεωρηθεί ως ένας ιδιαίτερος συγκλίνων φακός με κατάλληλη εστιακή απόσταση, με τον οποίο μπορούν να πραγματοποιηθούν μεγεθύνσεις έως 40x. Μεγαλύτερες μεγεθύνσεις μπορούν να επιτευχθούν μόνο με το σύνθετο μ., το οποίο σχηματικά συντίθεται από δύο μέρη, κάθε ένα από τα οποία αποτελείται από μια ομάδα φακών: τον αντικειμενικό και τον προσοφθάλμιο. Ο αντικειμενικός είναι ένα σύστημα συγκλινόντων φακών με μικρές εγκάρσιες διαστάσεις y και δίνει το είδωλο ενός αντικειμένου, τοποθετημένου κοντά στο πρώτο εστιακό του επίπεδο, πραγματικό, ανεστραμμένο και μεγεθυμένο, κοντά στον πρώτο εστιακό επίπεδο του προσοφθαλμίου. Αυτό το τελευταίο προορίζεται για την παρατήρηση αυτού του ειδώλου και λειτουργεί με άμεση όραση κατά τρόπο τελείως ανάλογο με ένα φακό μεγέθυνσης (προσοφθάλμιος θετικός). Η απόσταση 1 μεταξύ των πλησιέστερων εστιακών επιπέδων του προσοφθάλμιου και του αντικειμενικού διατηρείται σταθερή και ονομάζεται οπτικό μήκος σωλήνα. Η συνολική γωνιακή μεγέθυνση του οργάνου υπολογίζεται με κριτήρια ανάλογα προς εκείνα που χρησιμοποιούνται μόνο για έναν φακό. Η μεγέθυνση που προκύπτει δίνεται από τη σχέση: όπου f₁ και f₂ είναι αντίστοιχα οι εστιακές αποστάσεις του αντικειμενικού και του προσοφθάλμιου, 1 το οπτικό μήκος του σωλήνα και d₀ η ελάχιστη απόσταση ευκρινούς όρασης. Οι λόγοι 1/f₁ και d₀/f₂ ονομάζονται αντίστοιχα μεγεθύνσεις του αντικειμενικού και του προσοφθάλμιου. Σύμφωνα με τη γεωμετρική οπτική θα ήταν δυνατό, διορθώνοντας κατάλληλα τις εκτροπές των φακών, να αυξηθεί στο άπειρο η μεγέθυνση ενός μ.· στην πραγματικότητα όμως το φαινόμενο της παράθλασης θέτει ένα όριο σε αυτήν τη δυνατότητα. Εξαιτίας των παραθλάσεων, το είδωλο ενός σημείου, που δίνεται από το μ. και γενικά από οποιοδήποτε οπτικό όργανο, δεν έχει μηδενικές διαστάσεις (σημείο), αλλά μια ορισμένη διάμετρο, τόσο μικρότερη όσο μικρότερος είναι ο λόγος μεταξύ του μήκους κύματος του χρησιμοποιούμενου φωτός και των εγκάρσιων διαστάσεων του αντικειμενικού. Αν α είναι η ελάχιστη απόσταση μεταξύ δύο σημείων του παρατηρούμενου αντικειμένου, τα οποία μπορούν να παρατηρηθούν ξεχωριστά, 1/α ονομάζεται η διαχωριστική ικανότητα του μ. Μπορεί να αποδειχτεί ότι η απόσταση α συνδέεται προς το μήκος κύματος λ του χρησιμοποιούμενου φωτός προς τον δείκτη διάθλασης n του μέσου που παρεμβάλλεται μεταξύ του αντικειμένου και του αντικειμενικού, και προς τη μέγιστη γωνία θ, την οποία σχηματίζει μια φωτεινή ακτίνα που προέρχεται από το αντικείμενο και συλλέγεται από τον αντικειμενικό, με τον οπτικό άξονα του τελευταίου. Η σύνδεση δίνεται από τον τύπο: Η ποσότητα n·ημθ ονομάζεται αριθμητικό άνοιγμα (A.A.) του αντικειμενικού. Επειδή η διαχωριστική ικανότητα είναι περιορισμένη, μια μεγέθυνση ανώτερη από κάποιο όριο είναι τελείως άχρηστη, γιατί δεν επιτυγχάνεται τίποτα σε λεπτομέρειες· στην πρακτική δεν χρησιμοποιούνται μεγεθύνσεις μεγαλύτερες από 2500 x. Για να βελτιωθεί η διαχωριστική ικανότητα, δηλαδή να ελαττωθεί και συνεπώς να γίνει κατορθωτό να χρησιμοποιηθούν μεγαλύτερες μεγεθύνσεις είναι δυνατές τρεις πιθανές κατευθύνσεις: α) να ελαττωθεί το λ, δηλαδή να πραγματοποιηθεί η παρατήρηση φωτίζοντας το αντικείμενο με ιώδες φως, που έχει το μικρότερο μήκος κύματος του ορατού φάσματος του φωτός· β) να αυξηθεί το α, δηλαδή το άνοιγμα του αντικειμενικού, και αυτό από ένα περίπλοκο σύστημα φακών, για να ελαττωθούν οι εκτροπές οι οποίες σε τέτοια περίπτωση είναι πιο εμφανείς· γ) να αυξηθεί το n παρεμβάλλοντας μεταξύ του αντικειμενικού και του προσοφθάλμιου, και σε επαφή με αυτούς, ένα μέσο με δείκτη διάθλασης μεγαλύτερο της μονάδας: σε αυτήν την περίπτωση υπάρχουν αντικειμενικοί καταδυτικοί. Το μέσο που χρησιμοποιείται είναι συνήθως ένα ειδικό έλαιο. Χρησιμοποιώντας τέτοιες μεθόδους είναι εφικτό να φτάσουν οι τιμές του αριθμητικού ανοίγματος γύρω στο 1,60. Η τιμή της α, η οποία υπολογίζεται εύκολα αν θεωρηθεί ότι χρησιμοποιείται κανονικό φως, είναι σε τέτοια περίπτωση 0,15 μικρά (χιλιοστά του χιλιοστού). Με τη βοήθεια του μ. είναι δυνατό να εστιασθεί ένα μικρό πάχος του παρασκευάσματος. Αυτό το πάχος, που ονομάζεται βάθος εστίασης, εξαρτάται από τον αντικειμενικό που χρησιμοποιείται και συνήθως είναι ανάλογο προς το αντίστροφο της τετραγωνικής ρίζας του αριθμητικού ανοίγματος. Για A.A. = 1,40 και με κανονικό φως έχουμε 0,25 μικρά. Αντικειμενικός – προσοφθάλμιος. Οι αντικειμενικοί που χρησιμοποιούνται συνήθως δίνουν μεγεθύνσεις μεταξύ 2x και 100x και οι προσοφθάλμιοι μεταξύ 5x και 25x: από αυτούς προκύπτει μια μεγέθυνση μεταβαλλόμενη μεταξύ των 10x και των 2.500x. Το μεγαλύτερο πρόβλημα κατά την κατασκευή των συστημάτων των φακών που αποτελούν τους αντικειμενικούς και τους προσοφθάλμιους είναι η εξάλειψη των εκτροπών (σφαιρικής, καμπυλότητας πεδίου, χρωματικής, αστιγματισμού κλπ.) έως το σημείο που αυτό είναι απαιτητό και δυνατό. Σήμερα οι υπάρχοντες αντικειμενικοί μπορούν να διαιρεθούν σε τρεις μεγάλες κατηγορίες: αχρωματικοί, ημιαποχρωματικοί και αποχρωματικοί. Οι πρώτοι έχουν διόρθωση της χρωματικής εκτροπής για δύο μήκη κύματος: μία για το ερυθρό και μία για το κυανούν· εξάλλου, η σφαιρική εκτροπή διορθώνεται για ένα μήκος κύματος στο πράσινο - κίτρινο. Για άλλα μήκη κύματος, η διόρθωση είναι καλή, αλλά όχι ολική. Η χρωματική εκτροπή μπορεί να διορθωθεί επίσης με τη χρήση φακών από φθορίτη· αυτό γίνεται μέχρις ενός ορισμένου ορίου και στους ημιαποχρωματικούς – αποχρωματικούς φακούς. Αυτοί χρησιμοποιούν ευρέως φακούς από φλουορίτη, οι οποίοι, επειδή έχουν μεγάλη διαφάνεια χαμηλού δείκτη διάθλασης, και ασθενή σχετική διάχυση, αντικαθιστούν με πλεονεκτήματα τους φακούς από ύαλο κράουν· αν συνδυαστούν με φακούς κανονικής υάλου φλιντ, διορθώνουν τη διάχυσή τους. Σε αυτούς, η χρωματική εκτροπή έχει διορθωθεί για τρία μήκη κύματος: μία για το ερυθρό, μία για το πράσινο και μία για το κυανούν, και η σφαιρική εκτροπή διορθώνεται, καθ’ όλο το φάσμα, αρκετά περισσότερο από όσο μπορεί να επιτευχθεί στους αχρωματικούς. Οι προσοφθάλμιοι μπορεί να είναι δύο τύπων, ανάλογα με τις οπτικές λειτουργίες τους. Ονομάζονται θετικοί όταν συλλέγουν τις ακτίνες που προέρχονται από ένα είδωλο που σχηματίζεται στο πρώτο εστιακό τους επίπεδο και είναι, στην περίπτωση αυτή, κατάλληλοι για την απευθείας παρατήρηση. Ονομάζονται αρνητικοί όταν συλλέγουν τις ακτίνες που προέρχονται από τον αντικειμενικό προτού αυτές σχηματίσουν το είδωλο: σε αυτές τις περιπτώσεις χρησιμοποιούνται σε όργανα που προορίζονται για φωτογραφίες και επιτρέπουν τον καλύτερο έλεγχο του σφάλματος καμπύλωσης των ειδώλων του συστήματος. Δομή του μ. Ένα μ. αποτελείται από ένα σταθερό τμήμα, το οποίο ονομάζεται βάση, επί της οποίας είναι προσαρμοσμένο το οπτικό τμήμα και όλες οι άλλες αναγκαίες διατάξεις, όπως η στήριξη των παρασκευασμάτων που θα μελετηθούν (αντικειμενοφόρος πλάκα), το σύνολο των μηχανισμών κίνησης προς εστίαση και η συσκευή φωτισμού. Οι αντικειμενικοί είναι τοποθετημένοι σε μια υποδοχή η οποία περιστρέφεται έτσι ώστε να γίνεται εύκολα η αντικατάστασή τους κατά τη διάρκεια της παρατήρησης και να μεταβάλλεται η μεγέθυνση με την οποία εργάζονται. Ακόμα και οι προσοφθάλμιοι είναι εναλλάξιμοι. Ένα μ. μπορεί να είναι εφοδιασμένο με έναν μόνο προσοφθάλμιο ή με δύο για να γίνεται ανώτερη η παρατήρηση· στην περίπτωση αυτή, η φωτεινή δέσμη που προέρχεται από το αντικείμενο διαιρείται με ένα σύστημα πρισμάτων. Υπάρχουν επίσης μ. με τρεις προσοφθάλμιους, από τους οποίους ο ένας προορίζεται για την προσαρμογή φωτογραφικής μηχανής. Η εστίαση επιτυγχάνεται με την κάθετη μετακίνηση του οπτικού τμήματος ως προς το παρασκεύασμα ή, στα πιο σύγχρονα μ., με την κίνηση της αντικειμενοφόρου πλάκας. Αυτή η τελευταία είναι ανοιχτή στο κεντρικό τμήμα της για να επιτρέπει στον φωτισμό να κάνει διαφανή τα παρασκευάσματα τα οποία, κομμένα σε πολύ λεπτά στρώματα τοποθετούνται συνήθως ανάμεσα σε δύο λεπτές γυάλινες πλάκες. Το σύστημα φωτισμού μπορεί να είναι σταθερά προσαρμοσμένο στο μ. ή εξωτερικό προς αυτό, οπότε ένα κυκλικό κάτοπτρο στέλνει το φως στο παρασκεύασμα. Συστήματα φωτισμού – υπερμικροσκόπιο. Σχεδόν όλες οι ουσίες που μελετώνται στο μ., όταν κοπούν σε πολύ λεπτά στρώματα (πάχος 5 - 20 μικρών) προκύπτουν διαφανείς: τα παρασκευάσματα συνεπώς φωτίζονται γενικά μέσα από τη διαφάνειά τους και ο φωτισμός δι’ ανάκλασης χρησιμοποιείται μόνο για τα αδιαφανή παρασκευάσματα. Η φωτεινή δέσμη που χρησιμοποιείται προέρχεται από ένα σύστημα συναγωγό που επιτρέπει έναν ομοιόμορφο φωτισμό του παρασκευάσματος. Είναι δυνατό να ρυθμιστεί έτσι η ένταση της δέσμης ώστε να επιτυγχάνεται κάθε φορά ένας συμβιβασμός μεταξύ αντίθεσης και διαχωριστικής ικανότητας. Με το σύστημα φωτισμού διά φωτεινού πεδίου αποστέλλεται στο παρασκεύασμα μια φωτεινή δέσμη κατά τη διεύθυνση του οπτικού άξονα του οργάνου επί του παρασκευάσματος το οποίο γίνεται συνεπώς ορατό επί φωτεινού πεδίου. Με το σύστημα φωτισμού διά σκοτεινού πεδίου στέλνεται στο αντικείμενο μια φωτεινή δέσμη η οποία έχει μία σκοτεινή κεντρική ζώνη. Ο αντικειμενικός κείται σε αυτή τη σκοτεινή ζώνη και δεν δέχεται φως απευθείας από τη δέσμη, αλλά μόνο το φως που διαχέεται από το παρασκεύασμα, το οποίο παρεκκλίνει και εισέρχεται στον αντικειμενικό. Το παρασκεύασμα γίνεται ορατό επί του σκοτεινού πεδίου. Η οριακή περίπτωση αυτού του συστήματος φωτισμού συνίσταται στο να στείλουμε επί του αντικειμένου μία πολύ έντονη φωτεινή δέσμη κάθετη προς τη διεύθυνση του οπτικού άξονα. Ένα μ. έτσι εφοδιασμένο ονομάζεται υπερμικροσκόπιο. Αυτό ανιχνεύει, μεταξύ άλλων, την παρουσία όχι όμως τη δομή σωματιδίων μικρότερων διαστάσεων ως προς την α, για ένα φαινόμενο ανάλογο προς εκείνο κατά το οποίο μια φωτεινή ακτίνα, καθώς εισέρχεται σ’ έναν σκοτεινό θάλαμο, κάνει φανερή την παρουσία ατμοσφαιρικής σκόνης, η οποία διαφορετικά είναι αόρατη. Το σύστημα φωτισμού δι’ αντίθεσης φάσεων, το οποίο χρησιμοποιείται για τις ουσίες με διαφορετικές ζώνες, που δεν παρουσιάζουν αρκετά διαφοροποιημένη απορρόφηση φωτός, εκμεταλλεύεται το φαινόμενο της διαφοράς φάσης, την οποία μπορούν να έχουν ως προς την προσπίπτουσα φωτεινή δέσμη τα φωτεινά κύματα που εξέρχονται από διάφορες ζώνες του παρασκευάσματος. Ένα μέρος της προσπίπτουσας φωτεινής δέσμης χωρίς να διέλθει μέσω του παρασκευάσματος υφίσταται μια σταθερή μετάθεση φάσης, διασχίζοντας μια κατάλληλη πλάκα με έδρες επίπεδες και παράλληλες (πλάκα φάσης)· αυτό υπερτίθεται στο φως που εξέρχεται από το παρασκεύασμα. Τα φαινόμενα συμβολής που προκύπτουν κάνουν ορατές ιδιαίτερες λεπτομέρειες οι οποίες διαφορετικά είναι αόρατες. Στο σύστημα φωτισμού με πολωμένο φως το παρασκεύασμα φωτίζεται με μία δέσμη η οποία, έχοντας διασχίσει προηγούμενα έναν πολωτή (ο οποίος από το όνομα του εφευρέτη του ονομάζεται Νικόλ), αποτελείται από φωτεινά κύματα πολωμένα ευθύγραμμα προς μόνο μία κατεύθυνση. Τα κύματα που εξέρχονται από το παρασκεύασμα παρατηρούνται αφού έχουν διασχίσει έναν δεύτερο πολωτή (αναλυτή), ο οποίος είναι γενικά στραμμένος κατά 90° ως προς τον προηγούμενο: αν λείπει το παρασκεύασμα, δεν διέρχεται φως (πολωτές ή Νικόλ διασταυρωμένα). Αν τοποθετηθεί ενδιάμεσα το παρασκεύασμα, για παράδειγμα ένα κρύσταλλο ικανό να μεταβάλλει την πόλωση του φωτός, αυτό μπορεί να διασχίσει τον αναλυτή και είναι δυνατό να μελετηθούν οι ιδιαίτερες ιδιότητες του εξεταζόμενου δείγματος. Ιστορία. Το μ. εφευρέθηκε πιθανότατα στα χρόνια που εφευρέθηκε και το τηλεσκόπιο, δηλαδή περίπου τον 17o αιώνα. Στην αρχή δεν ήταν τίποτε άλλο παρά ένα τηλεσκόπιο με το οποίο, απομακρύνοντας τον αντικειμενικό και τον προσοφθάλμιο, ήταν δυνατό να ληφθούν μεγεθυμένα είδωλα κοντινών αντικειμένων. Οι μαρτυρίες της εποχής δεν επιτρέπουν να αποδοθεί μόνο σε ένα πρόσωπο η εφεύρεση ενός τέτοιου οργάνου. Η βελτίωση της κατασκευαστικής τεχνικής επέτρεψε την τελειοποίηση πιο αποδοτικών μ.: πρέπει να σημειωθεί ότι το 1660 ο Μαλπίγκι ανακάλυψε με το μ. τα τριχοειδή αγγεία και το 1676 ο Λέβενχουκ περιέγραψε μερικά μικρόβια. Το μ. έκανε και άλλες προόδους με την πραγματοποίηση των αχρωματικών φακών και την περίοδο μεταξύ 1830-78 έγιναν νέες σημαντικές ανακαλύψεις: το 1848 δόθηκε η πρώτη περιγραφή για τον πυρήνα του κυττάρου. Το 1874 ο P.B. Τολς εισήγαγε τη χρήση των καταδυτικών αντικειμενικών, και στα ακόλουθα χρόνια ανακαλύφτηκαν με αυτό το μέσο πολυάριθμα παθογενή πρωτόζωα και βακτήρια. Ο Κοχ για παράδειγμα ανακάλυψε το 1882 τα βακτήρια της φυματίωσης και της χολέρας, ο Νικολάιερ το 1884 το μικρόβιο του τετάνου, ο Σαουντίν το 1905 το μικρόβιο της σύφιλης. Με σκοπό να αυξηθούν περισσότερο οι δυνατότητες του μ. εισάχθηκαν, από τις αρχές του 20ού αιώνα, νέες τεχνικές φωτισμού: μεταξύ αυτών θεμελιώδης ήταν ο φωτισμός δι’ αντίθεσης, φάσεων που επινόησε ο Φριτς Ζέρνικε και ο φωτισμός του υπερμικροσκοπίου. Μέσω ενός οπτικού συστήματος ιδιαίτερου τύπου είναι, εξάλλου, σήμερα δυνατό να χρησιμοποιηθεί υπεριώδες φως για τον φωτισμό, βελτιώνοντας έτσι τη διαχωριστική ικανότητα χάρη στο μικρότερο μήκος του κύματος του. Μια ιδιαίτερη τεχνική επιτρέπει μάλιστα να εκμεταλλευτούν για τον ίδιο σκοπό ακτίνες X. Το 1939 με τη βοήθεια του ηλεκτρονικού μ., ο Κάους και ο Ρούσκα κατόρθωσαν να λάβουν την πρώτη φωτογραφία ενός ιού και μάλιστα του ιού της μωσαϊκής του καπνού, ανοίγοντας έναν τομέα έρευνας απρόσιτο στο οπτικό μ. Παράλληλα προς το κλασικό μ. αναπτύχθηκε ένα σύνολο μ. που επιτρέπουν μια στερεοσκοπική όψη, δηλαδή ανάγλυφη παρουσίαση του παρασκευάσματος: τα μ. αυτά χαρακτηρίζονται στερεοσκοπικά ή διοπτικά και απαιτούν την ταυτόχρονη χρήση και των δύο ματιών. Χρησιμοποιούνται έτσι γι’ αυτόν τον σκοπό είτε δύο σύνθετα μ., συνδεδεμένα κατά τρόπο ώστε το κάθε ένα να βλέπει το παρασκεύασμα υπό γωνία ελαφρώς διάφορη από την άλλη, είτε δύο παράλληλοι φακοί, που βλέπουν το παρασκεύασμα μέσα από τον ίδιο αντικειμενικό, ο οποίος είναι εστιασμένος στο άπειρο. Εξάλλου μεταξύ του αντικειμενικού και του προσοφθάλμιου κάθε οργάνου τοποθετούνται ανορθωτικά συστήματα του ειδώλου για να εμποδίσουν την αναστροφή του αναγλύφου του παρατηρούμενου αντικειμένου. Το στερεοσκοπικό μ., αν και προσφέρει μικρή ή μέση μεγέθυνση, χρησιμοποιείται πολύ στη βιομηχανία των μετάλλων και των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων για έρευνα και για έλεγχο. ηλεκτρονικό και ιονικό μ. Το αξεπέραστο όριο της διαχωριστικής ικανότητας του οπτικού μ. είναι συνδεδεμένο με το μήκος κύματος του χρησιμοποιούμενου φωτός. Επειδή η διαχωριστική ικανότητα αυξάνεται ανάλογα προς την ελάττωση του μήκους κύματος της χρησιμοποιούμενης ακτινοβολίας, η ανακάλυψη του γεγονότος ότι τα ηλεκτρόνια συμπεριφέρονται ως ακτινοβολίες πάρα πολύ μικρού μήκους κύματος, υπέδειξε τη δυνατότητα να χρησιμοποιηθούν δέσμες ηλεκτρονίων για να επιτευχθούν διαχωριστικές ικανότητες (και τελικά χρήσιμες μεγεθύνσεις) αρκετά υψηλές. Κατ’ αρχήν, ένα ηλεκτρονικό μ. λειτουργεί όπως ένα κανονικό οπτικό μ., στο οποίο χρησιμοποιείται φως πάρα πολύ μικρού μήκους κύματος. Επειδή όμως οι κανονικές οπτικές διατάξεις δεν κάνουν τα ηλεκτρόνια να αποκλίνουν, καταφεύγουμε σε ηλεκτροστατικούς φακούς (ηλεκτρονικό μ., ηλεκτροστατικό μ.) ή σε μαγνητικούς φακούς (μαγνητικό ηλεκτρονικό μ.) οι οποίοι, δρώντας επί του ηλεκτρικού φορτίου των ηλεκτρονίων, προκαλούν την απόκλισή τους. Το ηλεκτρονικό μ. αποτελείται βασικά από μια ηλεκτρονική πηγή με κατάλληλη ένταση (συνήθως ένα πυρωμένο νήμα που εκπέμπει ηλεκτρόνια εξαιτίας του θερμοηλεκτρονικού φαινομένου) και μία διάταξη η οποία, εφαρμόζοντας επί των ηλεκτρονίων μία υψηλή τάση (από 20.000-100.000 βολτ) τους δίνει ισχυρές επιταχύνσεις· υπό τις συνθήκες αυτές, το μήκος κύματος των ηλεκτρονίων κυμαίνεται από 0,1 έως 0,05 Α (1 Α [άνγκστρεμ] = 10-8 εκ.), μήκος που είναι αρκετές δεκάδες χιλιάδες φορές μικρότερο από το μήκος κύματος του ορατού φωτός. Αν και δεν φτάνει τα όρια της θεωρητικής μεγέθυνσης, το ηλεκτρονικό μ. δίνει μεγεθύνσεις έως 150.000x – 200.000x και διαχωριστική ικανότητα της τάξης του μιλιμικρόν (εκατομμυριοστού του χιλιοστού). Η δέσμη των επιταχυμένων ηλεκτρονίων διέρχεται μέσα από ένα συναγωγό σύστημα (ηλεκτροστατικό ή μαγνητικό), προσπίπτει επί του αντικειμένου, συλλέγεται από έναν αντικειμενικό (ηλεκτροστατικό ή μαγνητικό) και καθώς περνά μέσα από τον προσοφθάλμιο προσπίπτει σ’ ένα φθορίζον πέτασμα, σχηματίζοντας το είδωλο για την απευθείας όραση, ή προσπίπτει επάνω σε μια φωτογραφική πλάκα. Για να είναι δυνατή η διάδοση των ηλεκτρονίων πρέπει όλες οι συσκευές να βρίσκονται υπό υψηλό κενό (λιγότερο από 1 δεκάκις εκατομμυριοστό της ατμοσφαιρικής πίεσης), το οποίο εξασφαλίζεται από ένα σύστημα αντλιών. Επειδή η ενέργεια των χρησιμοποιούμενων ηλεκτρονίων είναι υψηλή, το ηλεκτρονικό μ. δεν επιτρέπει την παρατήρηση ζώντων οργανισμών, οι οποίοι δεν θα μπορούσαν να αντισταθούν στον ισχυρό ηλεκτρονικό βομβαρδισμό. Άλλα προβλήματα προκύπτουν από την επιλογή των κατάλληλων αντικειμενοφόρων πλακών για τα προς παρατήρηση παρασκευάσματα: οι πλάκες αυτές πρέπει πράγματι να έχουν σημαντική αντίσταση, αλλά όχι τόσο πάχος ώστε να επιβραδύνουν πάρα πολύ τη δέσμη των ηλεκτρονίων, και δεν πρέπει να έχουν σχήμα που να υπερθέτει το είδωλό τους στο είδωλο των παρατηρούμενων αντικειμένων. Καλά αποτελέσματα επιτεύχθηκαν με λεπτές πλάκες από ειδικές διαφανείς ρητίνες. Κατασκευάζονται και άλλα ηλεκτρονικά μ., τα οποία βασίζονται επίσης σ’ αυτό που περιγράφηκε και ονομάζονται ειδικότερα ηλεκτρονικά μ. μετάπτωσης. Αυτά διαφέρουν ως προς τις τεχνικές λύσεις, οι οποίες τα καθιστούν ικανά για ιδιαίτερους σκοπούς: μεταξύ αυτών είναι το ηλεκτρονικό μ. διά σκιάς, το οποίο προβάλλει στο πέτασμα ή στη φωτογραφική πλάκα τη μεγεθυμένη σκιά του εξεταζόμενου δείγματος, και το ηλεκτρονικό αναλυτικό μ., το οποίο εξερευνά σημείο προς σημείο το δείγμα με μια δέσμη ηλεκτρονίων η οποία παρεκκλίνει από ένα μαγνητικό πεδίο. Μεταξύ των ηλεκτρονικών μ. όχι δια μετάπτωσης έχουν επιβληθεί για τις ιδιαίτερες επιδόσεις τους (έως 1.000.000 μεγέθυνση) τα μ. δι’ εκπομπής πεδίου ή ιονικά, τα οποία επινοήθηκαν το 1936. Τα μ. αυτά εκμεταλλεύονται την εκπομπή ιόντων ή ηλεκτρονίων εκ μέρους ουσιών οι οποίες υφίστανται τη δράση ενός ισχυρού ηλεκτρικού πεδίου (έως 10.000 βολτ) και υπό υψηλό κενό. Το μ. αυτό χρησιμοποιείται κυρίως για να μελετηθούν οι δομές και τα φαινόμενα στις επιφάνειες των μετάλλων μέχρι του ατομικού επιπέδου. μ. ακτίνων X. Χρησιμοποιεί ακτίνες X, μήκους κύματος μεταξύ 5 και 50 Α και επιτρέπει την παρατήρηση δειγμάτων αδιαφανών στο ορατό φάσμα του φωτός ή άλλων που δεν είναι δυνατό να αναχθούν στο κατάλληλο πάχος για παρατήρηση διά διαφάνειας. Το πλεονέκτημά του συνεπώς δεν έγκειται στη μεγέθυνση (συνήθως εργάζεται στα 40x) ή στη μεγαλύτερη διαχωριστική ισχύ, αλλά στο γεγονός ότι μπορούμε να λάβουμε πληροφορίες για ουσίες που δεν είναι δυνατό να παρατηρηθούν στο οπτικό ή στο ηλεκτρονικό μ. Ο μηχανισμός λειτουργίας είναι περίπου όμοιος με του ηλεκτρονικού μ.: μια δέσμη ηλεκτρονίων που παράγονται από ένα λεπτό νήμα βολφραμίου εστιάζεται σε έναν στόχο. Αυτός, καθώς προσβάλλεται, εκπέμπει ακτίνες X.· αυτές προσβάλλουν το εξεταζόμενο δείγμα και ύστερα, επιβραδυνόμενες, τη φωτογραφική πλάκα, που έχει προετοιμαστεί με γαλάκτωμα ειδικό για διαδοχικές ισχυρές μεγεθύνσεις. Το σώμα του μηχανήματος που περιέχει το εξεταζόμενο δείγμα και τη φωτογραφική πλάκα δεν τίθεται υπό κενόν. Μικροσκόπιο του ανατόμου Φιλίππο Πατσίνι (1812-1883) (Μουσείο Ιστορίας της Ιατρικής, Ρώμη). Παλαιό μικροσκόπιο, η εστίαση του οποίου γινόταν με τη βοήθεια ενός οδοντωτού τροχού. Μικροσκόπιο του 18ου αι. (Εθνικό Μουσείο Τεχνών και Επαγγελμάτων, Παρίσι). Μικροσκόπιο με τρεις προσοφθάλμιους προσαρμοσμένο για έρευνες επί του φθορισμού. Στον τρίτο προσοφθάλμιο μπορεί να προσαρμοστεί φωτογραφική μηχανή για λήψη μικροφωτογραφιών. Σχηματική παράσταση μικροσκοπίου: 1-προσοφθάλμιος· 2 - οφθαλμός παρατηρητή· 3 - περιστροφική βάση αντικειμενικού· 4 - αντικειμενικός· 5 - αντικειμενοφόρες πλάκες· 6 - συναγωγό σύστημα· 7 - ρύθμιση συναγωγού συστήματος· 8 - συλλέκτης· 9 – λυχνία· 10 – σώμα· 11 και 12- μακρομετρικοί και μικρομετρικοί ρυθμιστές.

* * *

το

1. (οπτ.) όργανο παραγωγής μεγεθυσμένων ειδώλων αντικειμένων, τα οποία δεν είναι δυνατόν να παρατηρηθούν με γυμνό οφθαλμό, λόγω τού πολύ μικρού μεγέθους τους

2. φρ. α) «πολωτικό μικροσκόπιο» — οπτικό μικροσκόπιο εφοδιασμένο με στρεπτό δίσκο και δύο πρίσματα Nicol ή δύο πολωτές πολαρόιντ

β) «μικροσκόπιο αντίθεσης φάσεων» — τύπος μικροσκοπίου που επιτρέπει τη διάκριση μικρών μεταβολών τού δείκτη διάθλασης διαφανών αντικειμένων

γ) «μικροσκόπιο συμβολής» — είδος μικροσκοπίου που επιτρέπει την πρόσκτηση πληροφοριών για το ξηρό βάρος κυτταρικών συστατικών, οι διαφορές πυκνότητας τών οποίων διακρίνονται ως διαφορές χρώματος

δ) «στερεομικροσκόπιο» — τύπος μικροσκοπίου που αποτελείται από δύο συνεζευγμένα όμοια μικροσκόπια, οι άξονες τών οποίων συγκλίνουν υπό μικρή γωνία προς το ίδιο σημείο τού παρασκευάσματος και επιτρέπουν στερεοσκοπική παρατήρηση

ε) «ηλεκτρονικό μικροσκόπιο» — μικροσκόπιο που επιτρέπει τη λήψη μεγεθυσμένου ειδώλου ενός αντικειμένου μέσω τής αλληλεπίδρασής του με τα ηλεκτρόνια μιας δέσμης που εστιάζεται με ηλεκτρονικούς φακούς

στ) «ηλεκτρονικό μικροσκόπιο διέλευσης» — το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο που αποτελείται από ηλεκτρονικό πυροβόλο θερμοηλεκτρονικής εκπομπής ή πεδίου

ζ) «ηλεκτρονικό μικροσκόπιο εκπομπής και σάρωσης» — ηλεκτρονικό μικροσκόπιο εκπομπής που χρησιμοποιεί καταδυτικό αντικειμενικό σύστημα, ενώ στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης μια λεπτότατη δέσμη ηλεκτρονίων εστιάζεται πάνω στο δοκίμιο

η) «ηλεκτρονικό μικροσκόπιο ανάκλασης» — ηλεκτρονικό μικροσκόπιο που επιτρέπει την εξέταση επιφανειών με τη χρησιμοποίηση δέσμης ταχέων ηλεκτρονίων, η οποία προσπίπτει υπό μικρή γωνία στο αντικείμενο και ανακλάται από αυτό

3. αστρον. ως κύριο όν. Μικροσκόπιο

μικρός αστερισμός τού νότιου ημισφαιρίου, ο οποίος αποτελείται από αμυδρούς αστέρες μεγέθους κάτω από 4,5.

[ΕΤΥΜΟΛ. Αντιδάνεια λ., πρβλ. γαλλ. microscope < micro- (βλ. μικρ[ο]-) + -scope (< -σκόπιο < -σκόπος). Η λ. μαρτυρείται από το 1761 στον Ιω. Μοισιόδακά].