माइक्रोस्कोप

सूक्ष्मदर्शी एक ऑप्टिकल टूल है जिसका उपयोग बहुत छोटी वस्तुओं, जैसे कि पशु कोशिकाओं और खनिजों को बढ़ाया जा सकता है। सूक्ष्मदर्शी ने हमें ऐसी चीजें देखने की इजाजत दी है जो हम अपनी नग्न आंखों से नहीं देख सकते हैं, जिससे विज्ञान के कई क्षेत्रों में प्रमुख खोजों में विशेष हो, विशेष रूप से जीव विज्ञान

सूक्ष्मदर्शी बड़े आकार की छवि बनाने के लिए विभिन्न लेंसों के संयोजन का उपयोग करते हैं। विभिन्न प्रकार के सूक्ष्मदर्शी हैं, लेकिन मूल और सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप है । मोटी हुई छवि बनाने के लिए ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप एक नमूना के माध्यम से चमकते हैं। मानव आंख के बारे में 10 -4मीटर का एक संकल्प है और हम वास्तव में सहायता से बिना छोटी चीजों को देखने में असमर्थ हैं। छोटी वस्तुओं को आवर्धित करने का सबसे पहला तरीका एकल उत्तल लेंस का प्रयोग कर रहा था। ये केवल सीमित आवर्धन की पेशकश करते थे, जो कि साधारण मिश्रित सूक्ष्मदर्शी के बहुत छोटे होते हैं जो एक साथ कई लेंस का उपयोग करते हैं।

माइक्रोस्कोप का आविष्कार अज्ञात है। यह माना जाता है कि ज़ैचैरस जैनसेन और उनके पिता हंस ने 16 वीं शताब्दी के बाद के हिस्से में नीदरलैंड्स में पहले मिश्रित माइक्रोस्कोप बनाने के लिए जिम्मेदार थे। गैलीलियो को कभी-कभी आविष्कारक के रूप में सूचीबद्ध किया जाता है, लेकिन यह सच होने की संभावना नहीं है। 1665 में रॉबर्ट हूक ने माइक्रोस्ट्रिया नामक एक बहुत ही प्रभावशाली पुस्तक का उत्पादन किया जिसमें उन्होंने उन वस्तुओं की छवियां खींचीं जिन्हें नग्न आंखों से नहीं देखा जा सकता। यह इस किताब में था कि हुक ने शब्द 'सेल' को एक जैविक इमारत खंड के रूप में गढ़ा। सूक्ष्मदर्शी विश्व के हमारे ज्ञान को आगे बढ़ाने में अविश्वसनीय रूप से जरूरी है, जो इतना छोटा है कि इसे हमारी नग्न आँखों से नहीं देखा जा सकता है। सूक्ष्मदर्शी ने बैक्टीरिया की खोज के लिए प्रेरित किया है, एंटोन वान ल्यूवेनहोइक ने पहले 17 वीं शताब्दी में उनके बारे में वर्णित किया और लिखा है।

फोटोग्राफ़ी ने माइक्रोस्कोपी को एक नया किनारा दिया, जिससे वैज्ञानिकों ने ऐपिस के माध्यम से जो तस्वीरें देखीं, वह तस्वीरें ले सकें। इससे उन्हें आसानी से अपने निष्कर्षों को सहकर्मियों और लोगों के साथ आसानी से साझा करने की अनुमति मिली। आधुनिक समय में, वैज्ञानिक अब इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी का उपयोग करते हैं जो ऑप्टिकल सूक्ष्मदर्शी की तुलना में अधिक उच्च स्तर या आवर्धन की अनुमति देते हैं।यद्यपि प्रकाश के परावर्तन, अपवर्तन और रेखीय संचरण के नियम ग्रीक दार्शनिकों को ईसा से कुछ शताब्दियों पूर्व से ही ज्ञात थे पर आपतन (incidence) कोण और अपवर्तन कोण के ज्या के नियम का आविष्कार सत्रहवीं शताब्दी के उत्तरार्ध तक नहीं हुआ था। हालैंड के स्नेल और फ्रांस के देकार्त (Descartes, १५५१-१६५० ई.) ने अलग-अलग इसका आविष्कार किया। १००० ई. के लगभग अरब ज्योतिषविंद अल्हैजैन ने परावर्तन और अपवर्तन के नियमों को सूत्रबद्ध किया पर ये ज्या में नहीं थे, वरन्‌ लंब दूरी में थे। ऐसा कहा जाता है कि उसके पाकस एक बड़ा लेंस था। सूक्ष्मदर्शी का सूत्रपात यहीं से होता है। सूक्ष्मदर्शी निर्माण का श्रेय एक वनस्पतिज्ञ जेकारियोस जोनमिड्स (१६००) को है। हाइगेंज (Higens) के अनुसार आविष्कार का श्रेय कॉर्नीलियस ड्रेबल (१६०८ ई.) को है।

ऐबे (Abbe) के समय तक सूक्ष्मदर्शी की परिस्थिति ऐसी ही रही। १८७० ई. में ऐबे ने सूक्ष्मदर्शी की सदृढ़ नींव डाली। उन्होंने सुप्रसिद्ध तैलनिमज्जन तकनीकी निकाली। इससे सर्वोत्कृष्ट वैषम्य (Contrast) और आवर्धन प्राप्त हुआ। पर जहाँ तक परासूक्ष्मकणों (ultramicroscopic particles) के अध्ययन का संबंध था, वैज्ञानिक अभी भी अपने को असहाय अनुभव कर रहे थे। १८७३ ई. में ऐबे ने अनुभव किया कि सूक्ष्मदर्शी को चाहे कितनी ही पूर्णता प्रदान करने का प्रयत्न किया जाए किसी पदार्थ में उसके कणों की सूक्ष्मता को एक सीमा तक ही देखा जा सकता है। केवल आँखों से परमाणु या अणु को देखना असंभव है क्योंकि हमारे नेत्रों द्वारा सूक्ष्म वस्तुओं को देखने की एक सीमा है। यह सीमा उपकरण की अपूर्णता के कारण ही नहीं परंतु प्रकाश तरंगों (रंग) की प्रकृति के कारण भी है जिनके प्रति हमारी आँख संवेदनशील है। यदि हमें धातुओं को देखना है तो हमारे जैविकीविदों को एक ऐसे नए किस्म के नेत्रों का विकास करना होगा जो उन तरंगों को ग्रहण करें जो हमारे वर्तमान साधारण नेत्रों, या दृष्टितंत्रिका को सुग्राह्य होने वाली तरंगों की अपेक्षा हजारों गुना छोटी हैं।

वास्तव में किसी वस्तु में स्थित दो निकटवर्ती बिंदुओं को कभी भी अलग पहचाना नहीं जा सकता है यदि उस प्रकाश का तरंग दैर्घ्य जिसमें उन बिंदुओं का अवलोकन किया जाता है उन बिंदुओं के बीच की दूरी के दुगने से अधिक न हो। इस प्रकार से यह उनके बिलगाव को सीमित कर देता है। इसे विभेदन (resolution) की सीमा कहते हैं। गणित में इसे निम्नलिखित संबंध द्वारा व्यक्त किया जाता है।

विभेदन या पृथक्करण की सीमा (limit of resolution)

sin (q) = q (appx) = 1.22 * lamda / D

जहाँ N.A. संख्यात्मक द्वारक है और N.A. = sin (q)। यहाँ u वस्तु दूरी (Object space) का अपवर्तनांक है। q वह कोण है जो रिम किरण (rim-ray) प्रकाशिक अक्ष के साथ बनाती है। इस प्रकार दृष्टि विकिरण का विचार करने से अल्पतम विभेदन दूरी ३००० A° (=0.3 माइक्रॉन) के लगभग होती है। सबसे छोटी पराबैगनी और अवरक्त किरणों के लिए यह सीमा क्रमश: १५०० A° और ३८५० A° के लगभग होगी, जहाँ १ A° = 10^-8 सेमी.।

आइए हम अपने को पूर्व के सूक्ष्मदर्शिकीविद् के रूप में सोचें और उन सुधारों पर विचार करें जो हम उस समय करना चाहते थे। साधारणत: हम अपनी आशाओं को चार बातों पर केंद्रित करते हैं:

(१) उच्चतर आवर्धन प्राप्त करना,

(२) अधिकतम विभेदन क्षमता प्राप्त करना,

(३) अधिक क्रियात्मक दूरी प्राप्त करना तथा

(४) उत्तम वैषम्य या पर्याप्त दृश्यता प्राप्त करना।

सूक्ष्मदर्शी के प्रकार

ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप - दृश्यमान प्रकाश का उपयोग करके छोटे संरचनाओं और वस्तुओं को देखने के लिए उपयोग किया जाता है।
प्रतिदीप्ति सूक्ष्मदर्शी - ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के समान, लेकिन संकल्प को बढ़ाने के लिए प्रतिदीप्ति का उपयोग करता है।
इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी - प्रकाश की जगह इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करता है 10,000,000 एक्स के ऊपर आवर्पण कर सकते हैं
स्कैनिंग प्रोब माइक्रोस्कोप - एक सतह की छवियों के निर्माण के लिए परमाणु स्तर पर प्रयुक्त।
एक्स-रे सूक्ष्मदर्शी - दृश्य प्रकाश की जगह एक्स-रे का उपयोग करता है और छोटी वस्तुओं और संरचनाओं के अंदर देखने के लिए उपयोग किया जाता है।