المجهر الالكتروني والمجهر الضوئي – الدليل الكامل

أحدث اكتشاف المجهر أو الميكروسكوب ثورةً علميةً كبيرة، فهو الأداة التي مكنتنا من رؤية الأشياء الصغيرة جداً عن قرب والتي لا نستطيع رؤيتها بالعين المجردة أبداً، فلولا المجهر بنوعيه الالكتروني والضوئي لم نكن لنتكشف وجود الخلايا الحية، ولا أن نفهم كيف تتنفس النباتات ولا حتى أن  نعرف كيف تتغير الصخور على مدار الوقت، ناهيك عن اكتشاف العديد من الأمراض والتوصل للأدوية المناسبة لعلاجها وغيرها من التطبيقات العلمية. لذلك يرى العديد من العلماء أنه هو الاكتشاف العلمي الأهم على الإطلاق. 

تطور المجهر على مدار السنوات وأصبح له أنواع عديدة باستخدامات محددة لكل منها، ويمكننا أن نقول أن النوعين الأساسيين للمجهر هما المجهر الضوئي والمجهر الإلكتروني ويتفرع منهما باقي الأنواع الأخرى.

هو الصورة الأبسط من المجهر، فهو عبارة عن أنبوب معدني وفيه عدسات زجاجية، يعمل عن طريق استخدام أشعة الضوء المرئي المسلَطة على الأشياء ثم مرورها في العدسة ليتم تجميعها وبالتالي تكبير الصورة، مقدار التكبير هنا يعتمد على نوع وعدد العدسات المستخدمة وهنا ينقسم المجهر الضوئي لنوعين رئيسيين: بسيط ومركب. 

يرجع اكتشاف المجهر الضوئي في الأغلب لثلاثة من الألمان في عام 1590 وهم هانز ليبرشي وهانز يانسن وابنه زكريا يانسن وكان المجهر الضوئي من النوع المركب. بدأ ينتشر استخدامه مع الوقت حتى أن الفيلسوف الإنجليزي روبرت هوك نشر في عام  1663كتاب بعنوان Micrographia وفيه وضع الملاحظات التي وجدها عند فحص بعض الأشياء المألوفة بواسطة المجهر الضوئي وكان من بينها حشرات كالقمل والبراغيث.

وفيه يتم استخدام عدسة واحدة فقط للتكبير وبالتالي تكون قدرته التكبيرية محدودة، وأقرب مثال عصري له هو العدسة المكبرة التي يتم استخدامها في القراءة أو فحص المجوهرات وما إلى ذلك.

وفيه يتم استخدام عدستين على الأقل، عدسة عينية ننظر خلالها وعدسة شيئية تكون موجهة نحو الشئ المراد تكبيره، وبالتالي تكون قدرة المجهر

التكبيرية أكبر نسبياً وبزيادة عدد العدسات الشيئية تزيد أكثر.

هو الصورة الأحدث من المجهر والأكثر دقة وتعقيداً،  ففيه يتم استخدام شعاع من الإلكترونات التي تُسلط على الشيء المراد تكبيره لينتج منها صورة مكبرة ذات دقة عالية جداً. تكمن القدرة التكبيرية  الكبيرة للمجهر الإلكتروني في أن شعاع الالكترونات له طول موجي قصير جداً وذلك يمَكنه من تحليل صور الأشياء الصغيرة.

يرجع الفضل في اختراعه إلى العالم الفيزيائي إرنست روسكا وعالم الهندسة الكهربية ماكس نول بجامعة برلين فهما صنعا أول نموذج للمجهر الإلكتروني عام 1931 والذي وصلت قدرته التكبيرية ل 400 مرة، وتم تطويره لاحقاً حتى وصل لشكله الحالي.

يتم فيه استخدام شعاع دقيق من الإلكترونات ليمسح فقط سطح العينة المطلوبة ويعطي صورة ثلاثية الأبعاد مكبرة ودقيقة  للسطح وقد يصل تكبيره ل 2 مليون مرة بحد أقصى.

الأقوى بين باقي الأنواع، حيث يتم فيه استخدام شعاع عريض من الإلكترونات تجاه العينة لينتج منها صورة ثنائية الأبعاد توضح التركيب الداخلي لها بالتفصيل وبدقة عالية جداً حيث قد يصل مقدار تكبيره ل 50 مليون مرة! ولذلك فهو يستخدم في الفحص الجزيئي والذري وأيضاً الخلوي.

a-صورة مكبرة بواسطة (SEM)     

b-صورة مكبرة بواسطة (TEM)

كل ما سبق يجعل من المجهر الالكتروني أكثر فاعلية وفائدة من المجهر الضوئي، مع الإشارة إلى أن المجهر الضوئي هو الشائع والأكثر استخداماً من حيث السهولة والوقت، ويبقى انتقاء المجهر المطلوب متعلقاً بالاحتياج الذي يريده الباحث وبالقدرة المادية لشراء النوع المناسب.