Baca artikel ini untuk mempelajari prinsip kerja dan bagian-bagian mikroskop majemuk beserta diagramnya!
Prinsip bekerja:
Mikroskop yang paling umum digunakan untuk keperluan umum adalah mikroskop senyawa standar. Ini memperbesar ukuran objek dengan sistem pengaturan lensa yang kompleks.
Ini memiliki serangkaian dua lensa; (i) lensa objektif yang dekat dengan objek yang akan diamati dan (ii) lensa okuler atau okuler, yang melaluinya bayangan dilihat oleh mata. Cahaya dari sumber cahaya (cermin atau lampu listrik) melewati benda tipis transparan (Gambar 4.4).
Lensa objektif menghasilkan gambar pertama ‘bayangan nyata’ yang diperbesar) dari objek. Bayangan ini diperbesar lagi oleh lensa okuler (lensa okuler) untuk mendapatkan ‘bayangan maya’ (bayangan akhir) yang diperbesar, yang dapat dilihat oleh mata melalui lensa okuler. Saat cahaya melewati langsung dari sumber ke mata melalui dua lensa, bidang penglihatan diterangi dengan terang. Itulah mengapa; itu adalah mikroskop medan terang.
Bagian-bagian dari Mikroskop Senyawa:
Bagian-bagian mikroskop majemuk terdiri dari dua kategori seperti yang diberikan di bawah ini:
(i) Bagian Mekanik:
Ini adalah bagian-bagian yang mendukung bagian optik dan membantu penyesuaiannya untuk memfokuskan objek (Gambar 4.5 dan 4.6).
Komponen bagian mekanik adalah sebagai berikut:
- Dudukan Dasar atau Logam:
Seluruh mikroskop bertumpu pada dasar ini. Cermin, jika ada, dipasang padanya.
- Pilar:
Ini adalah sepasang peninggian di alas, di mana badan mikroskop dipegang ke alas
- Sambungan kemiringan:
Ini adalah sambungan yang dapat digerakkan, di mana badan mikroskop dipegang ke alas oleh pilar. Tubuh dapat ditekuk pada sambungan ini ke posisi miring apa pun, seperti yang diinginkan oleh pengamat, untuk memudahkan pengamatan. Pada model baru, bodi dipasang secara permanen ke alas dalam posisi miring, sehingga tidak memerlukan pilar atau sambungan.
- Lengan Melengkung:
Ini adalah struktur melengkung yang dipegang oleh pilar. Ini memegang panggung, tabung tubuh, penyesuaian halus dan penyesuaian kasar.
- Tabung Tubuh:
Biasanya berupa tabung vertikal yang menahan lensa mata di bagian atas dan penutup hidung yang berputar dengan tujuan di bagian bawah. Panjang tabung tarik disebut ‘panjang tabung mekanik’ dan biasanya 140-180 mm (kebanyakan 160 mm).
- Gambar Tabung:
Ini adalah bagian atas tabung tubuh, sedikit lebih sempit, di mana lensa mata diselipkan selama pengamatan.
- Penyesuaian Kasar:
Ini adalah kenop dengan mekanisme rak dan pinion untuk menggerakkan tabung bodi ke atas dan ke bawah untuk memfokuskan objek di bidang yang terlihat. Saat memutar kenop melalui sudut kecil menggerakkan tabung tubuh melalui jarak jauh relatif terhadap objek, ia dapat melakukan penyesuaian kasar. Dalam mikroskop modern, ia menggerakkan panggung ke atas dan ke bawah dan tabung tubuh dipasang di lengan.
- Penyesuaian Halus:
Ini adalah tombol yang relatif lebih kecil. Rotasinya melalui sudut besar dapat menggerakkan tabung tubuh hanya melalui jarak vertikal kecil. Ini digunakan untuk penyesuaian halus untuk mendapatkan gambar akhir yang jelas. Dalam mikroskop modern, penyetelan halus dilakukan dengan menggerakkan panggung ke atas dan ke bawah dengan penyetelan halus.
- Panggung:
Ini adalah platform horizontal yang diproyeksikan dari lengan melengkung. Ini memiliki lubang di tengahnya, di mana objek yang akan dilihat ditempatkan pada slide. Cahaya dari sumber cahaya di bawah panggung melewati objek ke tujuan.
- Tahap Mekanis (Penggerak Slide):
Panggung mekanis terdiri dari dua tombol dengan mekanisme rak dan pinion. Slide yang berisi objek dijepitkan padanya dan dipindahkan di atas panggung dalam dua dimensi dengan memutar kenop, untuk memfokuskan bagian objek yang diperlukan.
- Nosepiece Berputar:
Ini adalah cakram yang dapat diputar di bagian bawah tabung tubuh dengan tiga atau empat tujuan disekrup padanya. Tujuan memiliki kekuatan pembesar yang berbeda. Berdasarkan perbesaran yang diperlukan, penutup hidung diputar, sehingga hanya tujuan yang ditentukan untuk perbesaran yang diperlukan yang tetap sejajar dengan jalur cahaya.
(ii) Bagian Optik:
Bagian-bagian ini terlibat dalam melewatkan cahaya melalui objek dan memperbesar ukurannya.
Komponen bagian optik meliputi yang berikut:
- Sumber Cahaya:
Mikroskop modern memiliki sumber cahaya listrik built-in di dasarnya. Sumber terhubung ke listrik melalui regulator, yang mengontrol kecerahan bidang. Namun pada model lama, cermin digunakan sebagai sumber cahaya. Itu dipasang ke alas dengan binnacle, yang melaluinya dapat diputar, untuk menyatukan cahaya pada objek. Cermin itu datar di satu sisi dan cekung di sisi lainnya.
Ini harus digunakan dengan cara berikut:
(sebuah) Kondensor Hadir:
Hanya sisi bidang cermin yang harus digunakan, karena kondensor menyatukan sinar cahaya.
(b) Tidak Ada Kondensor:
(i) Siang hari:
Bidang atau cekung (bidang lebih mudah)
(ii) Lampu buatan kecil:
Sasaran daya tinggi: Sisi pesawat
Sasaran berdaya rendah: Sisi cekung
- Diafragma:
Jika cahaya yang datang dari sumber cahaya cemerlang dan semua cahaya dibiarkan melewati objek melalui kondensor, objek tersebut mendapat penerangan yang cemerlang dan tidak dapat divisualisasikan dengan baik. Oleh karena itu, diafragma iris dipasang di bawah kondensor untuk mengontrol jumlah cahaya yang masuk ke kondensor.
- Kondensor:
Kondensor atau kondensor sub-tahap terletak di antara sumber cahaya dan panggung. Ia memiliki serangkaian lensa untuk menyatu pada objek, sinar cahaya datang dari sumber cahaya. Setelah melewati objek, sinar cahaya masuk ke tujuan.
Kapasitas ‘kondensasi cahaya’, ‘konvergensi cahaya’ atau ‘pengumpulan cahaya’ dari sebuah kondensor disebut ‘lubang numerik kondensor’. Demikian pula, kapasitas ‘pengumpulan cahaya’ dari suatu tujuan disebut ‘bukaan numerik dari tujuan’. Jika kondensor menyatukan cahaya dalam sudut lebar, apertur numeriknya lebih besar dan sebaliknya.
Jika kondensor memiliki bukaan numerik sedemikian rupa sehingga mengirimkan cahaya melalui objek dengan sudut yang cukup besar untuk mengisi bukaan lensa belakang lensa objektif, lensa objektif menunjukkan bukaan numerik tertingginya (Gambar 4.7). Kondensor yang paling umum memiliki bukaan numerik 1,25.
Jika apertur numerik kondensor lebih kecil dari lensa objektif, bagian periferal lensa belakang lensa objektif tidak menyala dan gambar memiliki visibilitas yang buruk. Di sisi lain, jika apertur numerik kondensor lebih besar dari lensa objektif, lensa belakang mungkin menerima terlalu banyak cahaya yang mengakibatkan penurunan kontras.
Ada tiga jenis kondensor sebagai berikut:
(a) Kondensor Abbe (Apertur numerik=1,25): Digunakan secara luas.
(b) Kondensor fokus variabel (Bukaan numerik =1,25)
(c) Kondensor akromatik (Apertur numerik =1,40): Telah dikoreksi untuk aberasi sferis dan kromatik dan digunakan dalam mikroskop penelitian dan fotomikrograf.
- Tujuan:
Ini adalah lensa yang paling penting dalam mikroskop. Biasanya tiga tujuan dengan kekuatan pembesar yang berbeda disekrup ke bagian hidung yang berputar.
Tujuannya adalah:
(a) Tujuan daya rendah (X 10):
Ini menghasilkan sepuluh kali perbesaran objek.
(b) Tujuan kering tinggi (X 40):
Ini memberikan perbesaran empat puluh kali.
(c) Sasaran perendaman minyak (X100):
Ini memberikan perbesaran ratusan kali, ketika minyak imersi mengisi ruang antara objek dan tujuan
Tujuan pemindaian (X4) adalah opsional. Pembesaran utama (X4, X10, X40 atau X100) yang diberikan oleh masing-masing tujuan terukir pada larasnya. Sasaran perendaman minyak memiliki cincin yang terukir di atasnya ke arah ujung laras.
Menyelesaikan Kekuatan Tujuan:
Ini adalah kemampuan objektif untuk memecahkan setiap titik pada objek kecil menjadi titik-titik yang berjarak jauh, sehingga titik-titik dalam gambar dapat terlihat berbeda dan terpisah satu sama lain, sehingga diperoleh gambar yang jelas dan tidak buram.
Tampaknya perbesaran yang sangat tinggi dapat diperoleh dengan menggunakan lebih banyak lensa berdaya tinggi. Meskipun mungkin, gambar yang sangat diperbesar yang diperoleh dengan cara ini adalah gambar yang buram. Itu berarti, setiap titik pada objek tidak dapat ditemukan sebagai titik yang berbeda dan terpisah pada gambar.
Hanya peningkatan ukuran (pembesaran lebih besar) tanpa kemampuan untuk membedakan detail struktural (resolusi lebih besar) adalah nilai yang kecil. Oleh karena itu, batasan dasar dalam mikroskop cahaya bukanlah perbesaran, tetapi daya pisah, kemampuan untuk membedakan dua titik yang berdekatan sebagai berbeda dan terpisah, yaitu untuk menguraikan komponen kecil pada objek menjadi detail gambar yang lebih halus.
Resolving power adalah fungsi dari dua faktor seperti yang diberikan di bawah ini:
(sebuah) Bukaan numerik (na)
(b) Panjang gelombang cahaya (λ)
(a) Bukaan numerik:
Bukaan numerik adalah nilai numerik yang berkaitan dengan diameter lensa objektif sehubungan dengan panjang fokusnya. Jadi, ini terkait dengan ukuran bukaan lensa objektif yang lebih rendah, tempat cahaya masuk ke dalamnya. Dalam mikroskop, cahaya difokuskan pada objek sebagai pensil cahaya yang sempit, dari mana cahaya masuk ke lensa objektif sebagai pensil yang menyimpang (Gambar 4.8).
Sudut 9 yang diwakili oleh sumbu optik (garis yang menghubungkan pusat semua lensa) dan sinar terluar yang masih ditutupi oleh lensa objektif adalah ukuran bukaan yang disebut ‘sudut bukaan setengah’.
Pensil lebar cahaya yang melewati objek ‘memecahkan’ titik-titik pada objek menjadi titik-titik dengan jarak yang lebar pada lensa, sehingga lensa dapat menghasilkan titik-titik ini sebagai berbeda dan terpisah pada bayangan. Di sini, lensa mengumpulkan lebih banyak cahaya.
Di sisi lain, pensil cahaya yang sempit tidak dapat ‘memecahkan’ titik-titik pada objek menjadi titik-titik dengan jarak yang lebar pada lensa, sehingga lensa menghasilkan bayangan yang buram. Di sini, lensa mengumpulkan lebih sedikit cahaya. Jadi, semakin besar lebar pensil cahaya yang masuk ke lensa objektif (29), semakin tinggi ‘resolving power’nya.
Bukaan numerik dari suatu objektif adalah kapasitas pengumpulan cahayanya, yang bergantung pada lokasi sudut 8 dan indeks bias media yang ada di antara objek dan objektif.
Bukaan numerik (na) = n sin θ
Di mana,
n = Indeks bias medium antara benda dan objektif dan
θ = Sudut bukaan setengah
Untuk udara, nilai ‘n’ adalah 1,00. Ketika ruang antara ujung bawah lensa objektif dan kaca objek yang membawa objek adalah udara, sinar yang muncul melalui kaca objek ke udara ini dibelokkan atau dibiaskan, sehingga sebagian darinya tidak masuk ke lensa objektif. Dengan demikian, hilangnya beberapa sinar cahaya mengurangi apertur numerik dan menurunkan daya pisah.
Namun, ketika ruang ini diisi dengan minyak imersi, yang memiliki indeks bias lebih besar (n=1,56) daripada udara (n=1,00), sinar cahaya dibiaskan atau dibelokkan lebih ke arah objektif. Dengan demikian, lebih banyak sinar cahaya masuk ke tujuan dan resolusi yang lebih besar diperoleh. Pada lensa objektif perendaman minyak, yang memberikan perbesaran tertinggi, ukuran apertur sangat kecil.
Oleh karena itu, diperlukan pembengkokan lebih banyak sinar ke dalam bukaan, sehingga objek dapat diselesaikan dengan jelas. Itu sebabnya, minyak imersi, seperti minyak kayu cedar dan parafin cair digunakan untuk mengisi celah antara benda dan lensa objektif, sementara menggunakan minyak imersi.
(b) Panjang gelombang cahaya (λ):
Semakin kecil panjang gelombang cahaya (λ), semakin besar kemampuannya untuk menyelesaikan titik-titik pada objek menjadi detail halus yang terlihat jelas pada gambar. Jadi, semakin kecil panjang gelombang cahaya, semakin besar daya resolusinya.
Batas resolusi tujuan (d):
Batas resolusi suatu objek (d) adalah jarak antara dua titik terdekat pada objek mikroskopis, yang dapat dipisahkan menjadi dua titik terpisah dan berbeda pada bayangan yang diperbesar.
Titik dengan jarak di antaranya kurang dari ‘d’ atau objek yang lebih kecil dari ‘d’ tidak dapat dipisahkan menjadi titik terpisah pada gambar. Jika resolving power tinggi, titik yang sangat dekat satu sama lain dapat terlihat jelas dan berbeda.
Dengan demikian, batas resolusi (jarak antara dua titik yang dapat diselesaikan) lebih kecil. Oleh karena itu, objek yang lebih kecil atau detail yang lebih halus dapat dilihat, jika lebih kecil. ‘D’ yang lebih kecil diperoleh dengan meningkatkan daya penyelesaian, yang pada gilirannya diperoleh dengan menggunakan panjang gelombang cahaya yang lebih pendek (λ) dan apertur numerik yang lebih besar.
Batas resolusi = d = λ/2 na
Di mana,
λ = Panjang gelombang cahaya dan
na = Bukaan numerik tujuan.
Jika λ hijau = 0,55 p dan na = 1,30, maka d = λ/2 na = 0,55/2 X 1,30 = 0,21 µ. Oleh karena itu, detail terkecil yang dapat dilihat oleh mikroskop cahaya tipikal adalah yang berukuran sekitar 0,2 µ. Objek yang lebih kecil atau detail yang lebih halus dari ini tidak dapat diselesaikan dalam mikroskop majemuk.
- Lensa mata:
Lensa mata adalah drum, yang dipasang dengan longgar ke dalam tabung gambar. Ini memperbesar bayangan nyata yang diperbesar yang dibentuk oleh lensa objektif menjadi bayangan maya yang masih sangat diperbesar untuk dilihat oleh mata (Gambar 4.9).
Biasanya, setiap mikroskop dilengkapi dengan dua jenis lensa mata dengan kekuatan pembesar yang berbeda (X10 dan X25). Tergantung pada perbesaran yang dibutuhkan, salah satu dari dua eyepieces dimasukkan ke dalam tabung gambar sebelum melihat. Tiga jenis eyepieces biasanya tersedia.
Mereka adalah Huygenian, bidang hiper dan kompensasi. Diantaranya, Huygenian sangat banyak digunakan dan efisien untuk perbesaran rendah. Pada lensa okuler ini, dipasang dua lensa Plano-cembung sederhana, satu di atas dan satu lagi di bawah bidang bayangan dari bayangan nyata yang dibentuk oleh lensa objektif.
Permukaan cembung kedua lensa menghadap ke bawah. Lensa ke arah tujuan disebut ‘lensa medan’ dan lensa ke arah mata, ‘lensa mata’. Sinar setelah melewati lensa mata keluar melalui daerah lingkaran kecil yang dikenal sebagai Rams-den disc atau titik mata, dimana bayangan dilihat oleh mata.
Pembesaran total:
Perbesaran total yang diperoleh dalam mikroskop majemuk adalah produk dari perbesaran objektif dan perbesaran okuler.
M t = M ob XM oc
Di mana,
M t = Perbesaran total,
M ob = Perbesaran objektif dan
M oc = Perbesaran okuler
Jika perbesaran lensa objektif (M ob ) adalah 100 dan perbesaran okuler (M oc ) adalah 10, maka perbesaran total (M t ) = M ob XM oc =100 X 10 =1000. Dengan demikian, objek lq akan muncul sebagai 1000 µ.
Pembesaran yang berguna:
Pembesaran itulah yang membuat partikel terkecil yang dapat dipecahkan terlihat. Perbesaran yang berguna dalam mikroskop cahaya adalah antara X1000 dan X2000. Setiap perbesaran melebihi X2000 membuat gambar kabur.
