ในการสังเกตแบคทีเรียควรใช้กล้องจุลทรรศน์ชนิดใด?
ในฐานะเครื่องมือที่มีความแม่นยำในการขยายและการสังเกตวัตถุ กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงจึงสามารถสังเกตตัวอย่างประเภทต่างๆ ได้ ผู้ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การวิจัยเกี่ยวกับจุลินทรีย์ การวิจัยพืช การวิจัยในสัตว์ ฯลฯ จำเป็นต้องดูระดับขนาดของแบคทีเรีย ดังนั้นควรใช้กล้องจุลทรรศน์ชนิดใดในการสังเกตตัวอย่างดังกล่าว? บทความนี้มีการวิเคราะห์โดยละเอียด
คำตอบสำหรับคำถามนี้สามารถพูดคุยได้จากแง่มุมต่างๆ ของขนาดเซลล์แบคทีเรีย ดวงตาของมนุษย์ และความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์
1. โดยทั่วไปขนาดของเซลล์แบคทีเรียจะอยู่ในช่วงไมโครเมตร โดยพิจารณาจากเชื้อ Escherichia coli เป็นตัวอย่าง: ความยาวประมาณ 1um และความกว้างประมาณ 0.5um
2. ความละเอียดหมายถึงระยะห่างที่เล็กที่สุดระหว่างวัตถุสองชิ้นที่สามารถแยกแยะได้อย่างชัดเจน
ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์หมายถึงระยะห่างขั้นต่ำระหว่างวัตถุสองชิ้นที่สามารถแยกแยะได้อย่างชัดเจนหลังจากที่กล้องจุลทรรศน์ขยายภาพ
ความละเอียดของเครื่องมือหมายถึงความสามารถในการให้ข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างจุลภาคของวัตถุที่กำลังวัด ยิ่งความละเอียดสูงเท่าไร ข้อมูลก็ยิ่งมีรายละเอียดมากขึ้นเท่านั้น การขยายสัญญาณเกินขีดจำกัดเรียกว่าการขยายสัญญาณที่ไม่มีประสิทธิภาพ ซึ่งไม่สามารถให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงสร้างที่ละเอียดอ่อนได้
3. ความละเอียดของดวงตามนุษย์คือ 0.1 มม. ซึ่งหมายความว่าภายใต้แสงสว่างที่เพียงพอและระยะห่าง 1 ฟุต ระยะห่างที่เล็กที่สุดที่ดวงตาของมนุษย์สามารถแยกแยะระหว่างจุดสองจุดได้คือ 0.1 มม. .
4. โดยสรุป หากต้องการดูแบคทีเรีย กำลังขยายจะต้องมีอย่างน้อย 0.1 มม. ۞ 0.5um=1000 ۞ 5=200 เท่า อย่างไรก็ตาม ด้วยการขยายขนาดนี้ แบคทีเรีย (Escherichia coli) ที่เห็นเป็นเพียงจุดเล็กๆ เท่านั้น และเพื่อที่จะดูข้อมูลโครงสร้างที่มีรายละเอียดมากขึ้น จำเป็นต้องเพิ่มกำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์
5. ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงแบบธรรมดาถูกจำกัดด้วยความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นได้ (390-770 นาโนเมตร) และโดยทั่วไปจะไม่เกิน 1,000 เท่า ซึ่งเป็นกำลังขยายสูงสุดของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงแบบธรรมดา กำลังขยายที่เกิน 1,000 เท่าไม่สามารถให้ข้อมูลโครงสร้างปลีกย่อยได้ และอยู่ในขอบเขตของการขยายที่ไม่มีประสิทธิภาพ
6. กำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนสามารถขยายได้ถึง 800,000 เท่า และหลักการพื้นฐานของมันก็เหมือนกับกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงทั่วไปซึ่งสร้างคลื่นอิเล็กตรอนความยาวคลื่นสั้นผ่านไฟฟ้าแรงสูง
เมื่อซูมเข้าไป 400 เท่า (10x, 40x) คุณจะแทบไม่เห็นแบคทีเรียเลย แต่พวกมันมีขนาดเท่าปลายเข็มเท่านั้น เหมือนจุดเล็กๆ โดยปกติเราจะซูมเข้าไป 1,000 เท่า (10x, 100x) เพื่อสังเกต และในเวลานี้ ลักษณะของแบคทีเรียยังคงมองเห็นได้ค่อนข้างชัดเจน หลังจากการย้อมสีแบบพิเศษจะมองเห็นแฟลเจลลาได้ชัดเจน หากต้องการขยาย 1,000 เท่า คุณต้องใช้แว่นขยาย สิ่งที่เรียกว่ากระจกเงาคือการหยดน้ำมันดินระหว่างเลนส์ใกล้วัตถุกับกระจกฝาครอบ ดัชนีการหักเหของน้ำมันดินนั้นสูงกว่าอากาศ ดังนั้นจึงสามารถใช้กำลังขยายที่ใหญ่ขึ้นได้
10x และ 40x แสดงว่าเลนส์นี้กำลังขยาย 10x และ 40x กำลังขยายของช่องมองภาพคูณด้วยกำลังขยายของเลนส์ใกล้วัตถุ จะได้กำลังขยายรวมของกล้องจุลทรรศน์ เลนส์ใกล้ตาและวัตถุประสงค์ของกล้องจุลทรรศน์ที่ใช้ในโรงเรียนมัธยมต้นสามารถเปลี่ยนได้ และเลนส์ใกล้ตามักจะเป็น 5x หรือ 10x ช่องมองภาพของกล้องจุลทรรศน์ขนาดเล็กมักจะมีเพียง 10x เท่านั้น ซึ่งสามารถใช้เพื่อสังเกต Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis และ Bacillus subtilis (ใช้ในการสังเกตสปอร์)
