میکروسکوپ‌ها دستگاه‌هایی هستند که از طریق انتقال نور و یا الکترون‌ها به نمونه‌های کوچک، تصاویر بزرگنمایی شده از آنها را ارائه می‌دهند. این دستگاه‌ها جزء ابزارهای پایه در زمینه‌های مختلف علمی و صنعتی مانند بیولوژی، شیمی، فیزیک، مهندسی و... هستند.
میکروسکوپ‌ها به دو دسته تقسیم می‌شوند: میکروسکوپ‌های نوری (optical microscopes) و میکروسکوپ‌های الکترونی (electron microscopes).
میکروسکوپ‌های نوری شامل سه نوع میکروسکوپ ساختاری، فلورسانت و میکروسکوپ کاندیدا هستند. میکروسکوپ ساختاری برای مشاهده ساختار داخلی نمونه‌ها استفاده می‌شود، مانند مشاهده سلول‌ها و بافت‌های حیوانی و گیاهی. میکروسکوپ فلورسانسی برای مشاهده و بررسی نمونه‌هایی استفاده می‌شود که دارای ماده فلورسانت هستند، مانند سلول‌هایی که با رنگ‌های فلورسانت شده‌اند. میکروسکوپ کاندیدا برای بررسی نمونه‌هایی استفاده می‌شود که نیاز به بزرگنمایی بالا دارند، مانند باکتری‌ها و قارچ‌ها.
میکروسکوپ‌های الکترونی نیز به دو دسته تقسیم می‌شوند: میکروسکوپ‌های الکترونی تفریقی (SEM) و میکروسکوپ‌های الکترونی انتقالی (TEM). میکروسکوپ الکترونی تفریقی برای بررسی سطح نمونه‌ها استفاده می‌شود، مانند مشاهده ساختار سطحی بافت‌ها و مواد مختلف. میکروسکوپ الکترونی انتقالی برای مشاهده ساختار داخلی نمونه‌ها استفاده می‌شود، مانند بررسی ساختار داخلی سلول‌ها، بافت‌های حیوانی و گیاهی و مواد مختلف.
مزیت اصلی میکروسکوپ‌های الکترونی در مقایسه بزرگنمایی بالاتر و دقت بیشتر آنها نسبت به میکروسکوپ‌های نوری است. اما همچنین این دستگاه‌ها نیازمند شرایط خاصی مانند محیط خلاء و دمای پایین هستند و برای استفاده از آنها باید نمونه‌ها به صورت خاصی آماده شوند.
میکروسکوپ‌های نوری نیز از طریق تغییرات شدت نور و انتقال آن از طریق لنزهای مختلف، به تصویر نمونه‌های کوچک می‌پردازند. این دستگاه‌ها در مقایسه با میکروسکوپ‌های الکترونی قطر بزرگنمایی کمتری دارند ولی به دلیل از قابلیت استفاده آسانتر و هزینه کمتری برخوردارند.
همچنین، در میکروسکوپ‌های نوری، می‌توان از روش‌های رنگ‌آمیزی برای نمایش و بررسی نمونه‌هایی با ساختار داخلی پیچیده استفاده کرد. این روش‌ها برای تشخیص بیماری‌های خاص، بررسی ساختار سلول‌ها و بافت‌های حیوانی و گیاهی، و بررسی خواص مواد مختلف استفاده می‌شوند.
انواع میکروسکوپ:
میکروسکوپ نوری (Optical microscope):
این نوع میکروسکوپ از نور مرئی برای بزرگنمایی تصاویر استفاده می‌کند و شامل دو نوع ساده و ترکیبی است. میکروسکوپ نوری ساده یک لنز می‌باشد و برای مشاهده نمونه‌های شفاف و نازکی مانند سلول‌ها و بافت‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. میکروسکوپ نوری ترکیبی، دارای دو یا چند لنز است و برای مشاهده نمونه‌های بزرگتر و سخت‌تر مانند فلزات و سنگ‌ها استفاده می‌شود.
میکروسکوپ الکترونی (Electron microscope):
این نوع میکروسکوپ ازجریان الکترون برای بزرگنمایی تصاویر استفاده می‌کند و شامل دو نوع الکترونی تفریقی (SEM) و الکترونی انتقالی (TEM) است. میکروسکوپ الکترونی برای مشاهده سطح نمونه‌ها استفاده می‌شود و دارای رزولوشن بالاتری نسبت به میکروسکوپ نوری است. میکروسکوپ الکترونی انتقالی برای مشاهده ساختار داخلی نمونه‌ها استفاده می‌شود و امکان مشاهده ساختارهای با حجم کوچک و جزئیات دقیق را فراهم می‌کند.
میکروسکوپ میدان تاریک (Darkfield microscope):
این نوع میکروسکوپ از نور مرئی استفاده می‌کند و برای مشاهده نمونه‌های شفاف و انعکاسی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این نوع میکروسکوپ، نور با یک زاویه خاص وارد نمونه می‌شود و پس از انعکاس از نمونه، به دور از محور دید می‌گذرد و تصویر نمونه با استفاده از یک دیافراگم میدان تاریک به دست می‌آید.
میکروسکوپ فلورسانسی (Fluorescence microscope):
این نوع میکروسکوپ از نور مرئی و یا نور ماورای بنفش برای بزرگنمایی تصاویر استفاده می‌کند و برای مشاهده نمونه‌هایی که دارای ماده فلورسانت هستند مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این نوع میکروسکوپ، نور ماورای بنفش به نمونه تابیده می‌شود و پس از جذب توسط ماده فلورسانت در نمونه، نور مرئی با طول موج بلندتر تابیده و تصویر نمونه با استفاده از یک دیافراگم فلورسانس به دست می‌آید.
میکروسکوپ کانفوکال (Confocal microscope):
این نوع میکروسکوپ از نور لیزری منبع تابش استفاده می‌کند و برای مشاهده ساختار داخلی نمونه‌ها استفاده می‌شود. این نوع میکروسکوپ با استفاده از یک سیستم اپتیکی خاص، تصویر نمونه را به صورتری 3D با رزولوشن بالا و با عمق میدان کمتری نسبت به میکروسکوپ‌های نوری به دست می‌آورد. با استفاده از این نوع میکروسکوپ، می‌توان با بزرگنمایی بالا و دریافت تصاویر سه بعدی، بررسی دقیق‌تری از نمونه‌ها داشت.
میکروسکوپ تونلی (Scanning Tunneling Microscope):
این نوع میکروسکوپ از اصول مکانیک کوانتومی استفاده می‌کند و برای مشاهده سطح اتمی نمونه‌ها استفاده می‌شود. در این نوع میکروسکوپ، یک الکترود با نوکی بسیار حاد بر روی نمونه قرار می‌گیرد و به وسیلهتابش الکترون، الکترون‌هایی از نوک الکترود به نمونه انتقال می‌یابند. با اندازه‌گیری جریان الکترون‌هایی که از نمونه عبور می‌کنند، تصویر سطح اتمی نمونه به دست می‌آید. این نوع میکروسکوپ برای مطالعه ساختار اتمی سطح‌های فلزی و نیمه‌رساناها استفاده می‌شود.
در کل، میکروسکوپ‌ها به عنوان یکی از ابزارهای اساسی و پایه در زمینه‌های مختلف علمی و صنعتی، از اهمیت بالایی برخوردارند و برای بررسی و تحلیل ساختار و خواص نمونه‌های کوچک بسیار کاربردی هستند. با توسعه فناوری‌های مختلف، میکروسکوپ‌ها نیز بهبود یافته و امکانات جدیدی مانند میکروسکوپ‌های الکترونی با رزولوشن بسیار بالا و تصاویر سه بعدی را فراهم کرده‌اند. همچنین، استفاده از میکروسکوپ‌ها در برنامه‌های آموزشی نیز بسیار مفید است و به دانش‌آموزان کمک می‌کند تا ساختار و خواص مختلف نمونه‌های طبیعی و مصنوعی را بهتر بفهمند.