Cấu tạo kính hiển vi quang học, điện tử chi tiết

Đối với bạn bắt đầu làm quen và sử dụng kính hiển vi chắc chắn sẽ cần biết được cấu tạo để dùng đúng cách và hiệu quả. Vậy cấu tạo kính hiển vi như thế nào? Câu trả lời sẽ có ngay trong bài viết dưới đây.

Cấu tạo chung của kính hiển vi

Hiện nay, các loại kính hiển vi đa số đều có kiểu dáng tương đồng nhau với các bộ phận phổ biến. Do vậy, bạn cần tìm hiểu về cấu tạo kính hiển vi chung để hiểu biết cơ bản về dòng thiết bị quan sát này.

Vậy, kính hiển vi bao gồm những bộ phận nào? Dưới đây là cấu tạo của kính hiển vi cơ bản:

• Hệ thống giá đỡ: nhiệm vụ nâng đỡ, giữ kính được cố định với các bộ phận như bệ, thân kính, bàn để tiêu bản, kẹp tiêu bản…

• Hệ thống phóng đại: để quan sát mẫu vật với các bộ phận như thị kính, vật kính phóng đại tiêu bản, 

• Hệ thống chiếu sáng: chiếu sáng cho tiêu bản giúp quan sát rõ ràng như đèn, gương, tụ quang…

• Hệ thống điều chỉnh: được dùng để điều chỉnh độ phóng đại, độ sắc nét hay độ sáng hỗ trợ quan sát tiêu bản rõ nét.

Tiếp theo bạn có thể tìm hiểu chi tiết về cấu tạo kính hiển vi theo từng dòng. Trên thị trường hiện nay có hai loại chính là kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử. Mỗi loại sẽ có cấu tạo khác biệt phù hợp với từng công việc.

Xem thêm: Kính hiển vi là gì? Giá bao nhiêu? Các loại kính hiển vi phổ biến

Cấu tạo kính hiển vi quang học

Kính hiển vi quang học là dòng kính phổ biến được dùng nhiều trong các lĩnh vực sản xuất, khoa học, y học… Dòng kính này cũng có nhiều loại khác nhau như kính hiển vi soi nổi, phản pha, phân cực, soi ngược, huỳnh quang… Do vậy. cấu tạo kính hiển vi quang học cũng có sự khác biệt theo từng loại. Bạn có thể tham khảo cấu tạo chi tiết dưới dây.

Cấu tạo kính hiển vi soi nổi

Cấu tạo của kính hiển vi soi nổi sẽ bao gồm những bộ phận cơ bản sau:

• Bệ kính, giá đỡ: đảm bảo thăng bằng để đặt vật mẫu.
• Nguồn sáng: đèn led hoặc gương có khả năng phản xạ và truyền qua.
• Lăng kính: nơi ánh sáng đi qua để khi qua thị kính sẽ sáng hơn.
• Ống quan sát: được dùng để lắp thị kính.
• Thị kính: thường có từ 2 đến 3 thị kính được lắp trên kính hiển vi soi nổi, cũng có độ phóng đại từ 10X, 15X, 20X, 30X…
• Vật kính: trang bị độ phóng đại từ 1X, 1,5X, 2X để phóng to và thu nhỏ vật mẫu.
• Núm chỉnh độ phóng đại từ gần hoặc xa, to hoặc nhỏ.
• Nút chỉnh độ hội tụ: để nhìn vật mẫu rõ nét ở mọi góc độ và khoảng cách.
• Ống nối camera (nếu có): tích hợp với camera để kết nối trên màn hình rộng giúp nhiều người quan sát cùng lúc.

Nguyên lý hoạt động của kính hiển vi soi nổi

Khi ánh sáng chiếu lên bề mặt mẫu vật sẽ phản xạ lên lăng kính. Sau đó, ánh sáng sẽ đi qua một hoặc hai vật kính tùy theo hai trục quang học có cấu tạo song song. Khi đó, hình ảnh sẽ được tạo thành ba chiều để người dùng có thể quan sát thông qua thị kính. Ngoài ra, thị kính và vật kính đều có khả năng phóng đại hoặc thu nhỏ mẫu vật thông qua nguyên lý dùng kính viễn vọng của Galilê.

Các bộ phận của kính hiển vi phản pha

Kính hiển vi phản pha bao gồm các bộ phận:

• Vật kính: có khả năng tăng, giảm độ phóng đại 1X, 2X…
• Kính viễn vọng định tâm và một tụ quang Zernike.
• Núm điều chỉnh căn chỉnh vòng pha.
• Tụ quang nơi để ánh sáng phản xạ từ mẫu vật lên thị kính.
• Bánh xoay: giúp điều chỉnh được độ phóng đại trên vật kính.

Nguyên lý hoạt động của kính hiển vi tương phản pha

Kính sẽ tiến hành tách ánh sáng chiếu nền khỏi ánh sáng phân tán từ mẫu nên các chi tiết nền trước, điều khiển ánh sáng. Khi ánh sáng được chiếu qua một vật thể trong suốt sẽ tạo ra những độ lớn của chiết suất để tạo nên sự tương phản giữa ánh sáng và bóng tối. 

Trên kính hiển vi có màn chắn hình khuyên ở vị trí bình ngưng để đặt trên mặt phẳng tiêu cự phía sau thấu kính. Nhờ vậy, vật kính sẽ làm thay đổi biên độ và pha của ánh sáng để quan sát hình rõ nét.

Cấu tạo kính hiển vi nguồn sáng truyền qua

Cấu tạo của kính hiển vi nguồn sáng truyền qua gồm các bộ phận như sau:

• Nguồn sáng: bao gồm bóng đèn sợi đốt, halogen.
• Tụ quang: có chức năng hội tụ chùm sáng.
• Màn chắn sáng: có chức năng chắn sáng.
• Giá giữ kính: bàn và giá giữ các bộ phận.
• Bộ phận điều khiển giá đỡ: có thể điều chỉnh lên, xuống, sang phải, trái.
• Vật kính: có thể chuyển 360 góc độ, ống hình trụ từ 1 hoặc nhiều lớp để nguồn sáng đi qua, thu phóng vật mẫu 4x, 5x, 10x, 20x, 40x, 50x, 60x và 100x…
• Thị kính: ống trụ từ hai hoặc nhiều thấu kính để hội tụ ảnh của vật mẫu giúp quan sát rõ ràng.

Nguyên lý làm việc của kính hiển vi ánh sáng truyền qua

Khi nguồn sáng trắng chiếu trên mẫu vật sẽ phản xạ lại qua một lam kính và tương phản vào ống trụ và tụ quang đi đến vật kính. Sau đó, vật kính sẽ hội tụ hình ảnh hai chiều để truyền đến mắt người dùng.

Cấu tạo kính hiển vi phân cực

Tiếp theo, khi bạn tìm hiểu về cấu tạo của kính hiển vi cũng sẽ cần biết đến loại kính phân cực. Dưới đây là các bộ phận của kính hiển vi phân cực.

• Nguồn sáng: đèn led, gương

• Tụ quang: thiết bị hội tụ nguồn sáng.

• Bộ phân cực ánh sáng: được bố trí dưới tụ quang.

• Giá đỡ, bệ đỡ kính hiển vi.

• Mâm vật kính.

• Bộ phân tích.

• Vật kính: thiết kế ống hình trụ bao gồm một hoặc nhiều thấu kính với các mức độ phóng đại như  4x, 5x, 10x, 20x, 40x, 50x, 60x và 100x.

• Thị kính: dạng hình ống trụ được lắp từ 2 hoặc nhiều thị kính để quan sát mẫu vật với độ phóng đại từ 2x, 5x, 10x.

• Núm chỉnh độ nét, hội tụ: chức năng chỉnh thô, chỉnh tinh.

• Bệ đỡ kính

• Ống nối với camera (tùy chỉnh).

Nguyên lý hoạt động của kính hiển vi phân cực

Khi có ánh sáng chiếu vào bộ phân cực sẽ là ánh sáng phân cực thẳng thành hai con đường là tia thường và tia bất thường. Mỗi tia sáng đều chiếu trên mẫu vật và phản xạ lại qua vật kính đến ống thị kính. Tại thị kính, người dùng có thể quan sát hình ảnh tương phản rõ nét của vật mẫu.

Cấu tạo kính hiển vi soi ngược

Cấu tạo kính hiển vi soi ngược rất đơn giản với các bộ phận cơ bản như sau:

• Chân đế, phần khung giá đỡ.
• Bàn đặt vật mẫu.
• Vật kính: thiết bị có độ phóng đại lên tới 100X.
• Thị kính: được dùng để quan sát mẫu vật với độ phóng đại từ 1x, 2x, 5x…
• Tụ quang: bộ phận để ánh sáng đi qua.
• Nguồn sáng: cung cấp nguồn sáng như đèn.
• Hệ thống điều chỉnh: núm điều chỉnh thô, núm điều chỉnh tiêu cự…

Nguyên lý làm việc của kính chính là sự khúc xạ ánh sáng khi đi qua tụ quang và hội tụ vào mẫu vật. Tiếp đó, ánh sáng sẽ được phản xạ và đi qua vật kính, tụ quang đến thị kính.

Khi đó, hình ảnh của mẫu vật được chiếu sáng đến thị kính sẽ hiển thị rõ nét. Người dùng có thể quan sát được hình ảnh mẫu vật khi phóng to, thu nhỏ thông qua các núm điều chỉnh.

Cấu tạo kính hiển vi huỳnh quang

Các bộ phận trên kính hiển vi huỳnh quang chi tiết như sau:

• Nguồn sáng của đèn sợi đốt hoặc đèn halogen.

• Nguồn sáng từ đèn huỳnh quang.

• Tụ quang: chức năng hội tụ ánh sáng.

• Màn chắn sáng: có chức năng chắn sáng.

• Gương hoặc bộ phân chia tia lưỡng sắc.

• Giá đỡ, chân đế, bàn đựng mẫu vật.

• Bộ điều khiển: có thể di chuyển.

• Vật kính và mâm vật kính: có độ phóng đại được điều chỉnh từ 4X, 5X, 10X, 20X, 50X, 100X…

• Thị kính: Có độ phóng đại điển hình của thị kính là 2x, 5x, 10x

• Núm chỉnh độ hội tụ (chỉnh thô và chỉnh tinh)

• Ống nối với camera

Nguyên lý làm việc của kính hiển vi huỳnh quang

Kính sử dụng đèn xenon hoặc tủy ngân để tạo nên ánh sáng tia cực tím. Đây là loại ánh sáng có bước sóng ngắn và năng lượng cao chiếu qya gưỡng lưỡng hướng sắc lên mẫu vật sẽ kích thích các điện tử nội tại bên trong nhảy lên với quỹ đạo cao.

Sau đó, điện tử trở về quỹ đạo cũ sẽ phát ra loại ánh sáng có bước sóng dài nhưng năng lượng thấp và tạo thành hình ảnh huỳnh quang và được vật kính thu lại. Khi đó, từ thị kính bạn có thể quan sát được các ảnh huỳnh quang.

Xem thêm: Kính hiển vi quang học: Phân loại, giá thành và địa chỉ mua

Cấu tạo của kính hiển vi điện tử

Tiếp theo,trong các loại kính hiển vi thì dòng điện tử cũng đang được dùng phổ biến hiện nay bởi khả năng quan sát rất rõ, dễ sử dụng. Kính hiển vi điện tử cũng có hai dòng chính là kính hiển vi TEM và kính hiển vi SEM.

Cấu tạo kính hiển vi điện tử TEM chi tiết

• Nguồn điện tử cung cấp nguồn điện cho kính hoạt động.

• Súng điện tử: có chức năng tạo sóng điện tử. 

• Tụ kính: là bộ phận tập trng sóng điện tử.

• Vật kính: bộ phận tạo hình ảnh, có khả năng thu, phóng đại mẫu vật.

• Buồng mẫu: nơi đạt mẫu vật để quan sát, có khả năng cách điện.

• Thấu kính trung gian, thấu kính chiếu để quan sát và truyền mẫu vật lên màn hình.

• Màn huỳnh quang: để trình chiếu hình ảnh mẫu vật được soi.

• Giá đỡ, chân đế là bộ phận nâng đỡ các bộ phận khác như vật kính, thấu kính.

Cấu tạo kính hiển vi SEM:

Cấu tạo của kính hiển vi điện tử loại SEM cũng mang thiết kế tương tự TEM với các bộ phận chính như súng điện tử, tự kính, vật kính, thấu kính... Ngoài ra, kính hiển vi điện tử TEM cũng có những bộ phận khác như sau:

• Nguồn điện tử

• Súng điện tử

• Tụ kính

• Vật kính

• Cuộn quét, mạch quét: có chức năng quét hình ảnh mẫu vật.

• Mẫu

• Đầu dò: được dùng để quan sát, quét mẫu vật bằng sóng điện tử.

• Khuếch đại ảnh: thu phóng hình ảnh to, nhỏ để dễ dàng quan sát.

• Cuộn làm lệch

• CRT

Nguyên lý hoạt động của kính hiển vi điện tử

Khi kính cung cấp nguồn điện tử đến súng điện sẽ tạo từ trường chiếu trên bề mặt mẫu vật. Khi đó, các electron trên mẫu vật rất nhạy cảm với từ trường khiến chúng di chuyển nhanh tạo thành những bước sóng ngắn.

Kính hiển vi có thể phân giải các electron tạo thành hình ảnh. Hình ảnh này sẽ được thu lại nhờ tụ kính và chiếu đến vật kính. Khi đó, bạn có thể quan sát hình ảnh mẫu vật thông qua thị kính.

Tìm hiểu về cấu tạo kính hiển vi sẽ giúp bạn hiểu thêm về từng loại kính để có thể lắp đặt và sử dụng hiệu quả nhất. Chúc bạn thành công!