آپٹیکل خوردبین کے اہم استعمال کیا ہیں؟
نظری خوردبین ایک قدیم اور نوجوان سائنسی آلہ ہے۔ اس کی پیدائش سے لے کر اب تک اس کی تین سو سال کی تاریخ ہے۔ آپٹیکل خوردبین وسیع پیمانے پر استعمال ہوتی ہیں، جیسے کہ حیاتیات، کیمسٹری، فزکس، فلکیات وغیرہ میں۔ کچھ سائنسی تحقیقی کاموں میں یہ سب خوردبین سے الگ نہیں ہیں۔
فی الحال، یہ تقریبا سائنس اور ٹیکنالوجی کی ایک تصویر کی توثیق بن گیا ہے. آپ کو صرف سائنس اور ٹیکنالوجی کے بارے میں میڈیا رپورٹس میں اس کی کثرت سے پیشی کو دیکھنے کی ضرورت ہے تاکہ یہ معلوم ہو سکے کہ یہ سچ ہے۔
حیاتیات میں، تجربہ گاہ اس تجرباتی آلے سے الگ نہیں ہے، جو سیکھنے والوں کو نامعلوم دنیا کا مطالعہ کرنے میں مدد دے سکتی ہے۔ دنیا کو سمجھنے کے لیے.
ہسپتال خوردبین کے لیے سب سے بڑی درخواست کی جگہیں ہیں۔ وہ بنیادی طور پر مریضوں کے جسمانی رطوبتوں میں ہونے والی تبدیلیوں، انسانی جسم پر حملہ کرنے والے بیکٹیریا، خلیوں کی ساخت میں تبدیلی وغیرہ کا جائزہ لینے اور علاج کے منصوبے بنانے کے لیے ڈاکٹروں کو حوالہ اور تصدیق کے طریقے فراہم کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ مائیکرو سرجری میں، خوردبین ڈاکٹر کا واحد آلہ ہے؛ زراعت میں افزائش نسل، کیڑوں پر قابو پانے اور دیگر کام خوردبین کی مدد کے بغیر نہیں ہو سکتے۔ صنعتی پیداوار میں، ٹھیک حصوں کی پروسیسنگ، معائنہ اور اسمبلی ایڈجسٹمنٹ، اور مادی خصوصیات کا مطالعہ ممکن ہے. اپنی صلاحیتوں کو دکھانے کے لیے ایک جگہ؛ مجرمانہ تفتیش کار اکثر مختلف خردبینی جرائم کا تجزیہ کرنے کے لیے خوردبین پر انحصار کرتے ہیں، اصلی مجرم کا تعین کرنے کے لیے ایک اہم ذریعہ کے طور پر؛ ماحولیاتی تحفظ کے محکمے مختلف ٹھوس آلودگیوں کا پتہ لگانے کے لیے خوردبین بھی استعمال کرتے ہیں۔ ارضیاتی اور کان کنی کے انجینئرز اور ثقافتی آثار اور ماہرین آثار قدیمہ خوردبین کی مدد سے استعمال کرتے ہیں۔ خوردبین کے ذریعہ پائے جانے والے سراغ کو زیر زمین گہری کانوں کا فیصلہ کرنے یا دھول بھری تاریخ کی حقیقی تصویر کا اندازہ لگانے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔ یہاں تک کہ لوگوں کی روزمرہ کی زندگی خوردبین سے الگ نہیں ہوسکتی ہے، جیسے خوبصورتی اور ہیئر ڈریسنگ انڈسٹری، جو جلد، بالوں وغیرہ کا پتہ لگانے کے لیے خوردبین کا استعمال کر سکتی ہے۔ بہترین نتائج حاصل کر سکتے ہیں۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ خوردبین لوگوں کی پیداوار اور زندگی کے ساتھ کتنی قریب سے مربوط ہے۔
مختلف استعمال کے مقاصد کے مطابق، خوردبینوں کو تقریباً درجہ بندی کیا جا سکتا ہے، اور چار عام زمرے ہیں: حیاتیاتی خوردبین، میٹالوگرافک خوردبین، سٹیریو مائیکروسکوپس، اور پولرائزنگ خوردبین۔ جیسا کہ نام سے ظاہر ہوتا ہے، حیاتیاتی خوردبین بنیادی طور پر بائیو میڈیسن میں استعمال ہوتی ہیں، اور مشاہداتی اشیاء زیادہ تر شفاف یا پارباسی خوردبین ہیں؛ میٹالوگرافک خوردبین بنیادی طور پر مبہم اشیاء کی سطح کا مشاہدہ کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہیں، جیسے میٹالوگرافک ڈھانچہ اور مواد کی سطح کے نقائص؛ جب شے کو بڑا کیا جاتا ہے اور تصویر بنائی جاتی ہے، تو یہ انسانی آنکھ کی نسبت آبجیکٹ اور تصویر کی واقفیت کو بھی مطابقت رکھتی ہے، اور اس میں گہرائی کا احساس ہوتا ہے، جو لوگوں کی روایتی بصری عادات کے مطابق ہوتا ہے۔ پولرائزڈ لائٹ مائکروسکوپ پولرائزڈ لائٹ کے لیے مختلف مادوں کی ٹرانسمیشن یا انعکاس کی خصوصیات کا استعمال کرتی ہے تاکہ مختلف مائیکرو اشیاء کے اجزاء میں فرق کیا جا سکے۔ اس کے علاوہ، کچھ خاص اقسام کو بھی ذیلی تقسیم کیا جا سکتا ہے، جیسے ایک الٹی حیاتیاتی خوردبین یا ثقافتی خوردبین، جو کہ ایک حیاتیاتی خوردبین ہے جو بنیادی طور پر ثقافتی برتن کے نیچے سے ثقافت کا مشاہدہ کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ فلوروسینس مائکروسکوپ مخصوص چھوٹی طول موج کی روشنی کو جذب کرنے کے لیے مخصوص مادوں کا استعمال کرتی ہے اور مخصوص لمبی طول موج کی روشنی کو خارج کرنے کی خصوصیات، ان مادوں کے وجود کا پتہ لگانے اور ان کے مواد کا تعین کرنے کے لیے؛ موازنہ خوردبینیں ایک ہی میدان میں دو اشیاء کی ایک دوسرے کے ساتھ ساتھ یا سپر امپوزڈ تصاویر بنا سکتی ہیں، تاکہ دونوں اشیاء کی مماثلت اور فرق کا موازنہ کیا جا سکے۔
روایتی نظری خوردبین بنیادی طور پر آپٹیکل سسٹمز اور میکانی ڈھانچے پر مشتمل ہوتی ہیں جو ان کی مدد کرتی ہیں۔ آپٹیکل سسٹمز میں معروضی لینس، آئی پیس اور کنڈینسر شامل ہیں، جو مختلف آپٹیکل شیشوں سے بنے پیچیدہ میگنفائنگ شیشے ہیں۔ آبجیکٹیو لینس نمونے کو بڑا کرتا ہے، اور اس کی میگنیفیکیشن M کا تعین درج ذیل فارمولے سے ہوتا ہے: M آبجیکٹ =Δ∕f'object، جہاں f'object مقصدی لینس کی فوکل لینتھ ہے، اور Δ کو سمجھا جا سکتا ہے۔ مقصدی لینس اور آئی پیس کے درمیان فاصلہ۔ آئی پیس معروضی لینس کے ذریعے بننے والی تصویر کو دوبارہ بڑا کرتا ہے، مشاہدے کے لیے لوگوں کی آنکھوں کے سامنے 250 ملی میٹر پر ایک ورچوئل امیج بناتا ہے۔ یہ زیادہ تر لوگوں کے لیے سب سے زیادہ آرام دہ مشاہدہ کی پوزیشن ہے۔ آئی پیس کی میگنیفیکیشن ایم آئی=250/f' آنکھ ہے، f' آنکھ آئی پیس کی فوکل لمبائی ہے۔ خوردبین کی کل میگنیفیکیشن آبجیکٹیو لینس اور آئی پیس کی پیداوار ہے، یعنی M=Mobject*Meye{{4}Δ*250∕f'eye*f;object۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ معروضی لینس اور آئی پیس کی فوکل لینتھ کو کم کرنے سے کل میگنیفیکیشن میں اضافہ ہو جائے گا، جو مائکروجنزم جیسے بیکٹیریا کو خوردبین سے دیکھنے کی کلید ہے، اور یہ اس کے اور عام میگنفائنگ گلاسز میں بھی فرق ہے۔
تو، کیا یہ قابل فہم ہے کہ f' آبجیکٹ f' میش کو لامحدود طور پر کم کیا جائے تاکہ میگنیفیکیشن کو بڑھایا جا سکے تاکہ ہم مزید لطیف اشیاء کو دیکھ سکیں؟ جواب ہے ناں! اس کی وجہ یہ ہے کہ امیجنگ کے لیے استعمال ہونے والی روشنی بنیادی طور پر ایک برقی مقناطیسی لہر ہے، اس لیے پھیلاؤ کے عمل کے دوران تفاوت اور مداخلت لامحالہ ہوتی ہے، بالکل اسی طرح جیسے پانی کی سطح پر لہریں جو ہم روزمرہ کی زندگی میں دیکھتے ہیں رکاوٹوں کا سامنا کرتے وقت چکر لگاتے ہیں، اور جب دو کالم ہوتے ہیں۔ پانی کی لہروں سے ملتے ہیں، وہ ایک دوسرے کو مضبوط کر سکتے ہیں. یا کمزور. جب روشنی کی لہر ایک نقطہ کی شکل والی روشنی خارج کرنے والے آبجیکٹ پوائنٹ سے خارج ہوتی ہے تو معروضی لینس میں داخل ہوتی ہے، معروضی لینس کا فریم روشنی کے پھیلاؤ میں رکاوٹ بنتا ہے، جس کے نتیجے میں تفاوت اور مداخلت ہوتی ہے۔ کمزور اور آہستہ آہستہ کمزور ہونے والی شدت کے ساتھ ہالوس کا ایک سلسلہ ہے۔ ہم مرکزی روشن جگہ کو ہوا دار ڈسک کہتے ہیں۔ جب دو روشنی خارج کرنے والے پوائنٹس ایک خاص فاصلے کے قریب ہوں گے، تو دو روشنی کے دھبے اس وقت تک اوورلیپ ہو جائیں گے جب تک کہ ان کی دو روشنی کے دھبوں کے طور پر تصدیق نہ ہو جائے۔ Rayleigh نے ایک معیار تجویز کیا، جو یہ ہے کہ جب دو روشنی کے دھبوں کے مراکز کے درمیان فاصلہ ایری ڈسک کے رداس کے برابر ہو، تو دو روشنی کے دھبوں میں فرق کیا جا سکتا ہے۔ حساب کے بعد، اس وقت دو روشنی خارج کرنے والے پوائنٹس کے درمیان فاصلہ ہے e=0.61 ∕n.sinA=0.61 میں ∕ NA، فارمولے میں، in روشنی کی طول موج ہے لہر، روشنی کی لہر کی طول موج جو انسانی آنکھ حاصل کر سکتی ہے تقریباً 0 ہے۔ ہوا، n≈1، پانی میں، n≈1.33، اور A آبجیکٹیو لینس کے فریم کی طرف برائٹ پوائنٹ کے افتتاحی زاویہ کا نصف ہے، اور NA کو معروضی لینس کا عددی یپرچر کہا جاتا ہے۔ مندرجہ بالا فارمولے سے یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ دو پوائنٹس کے درمیان فاصلہ جن کو معروضی لینس فرق کر سکتا ہے روشنی کی طول موج اور عددی یپرچر سے محدود ہے۔ چونکہ تیز ترین انسانی آنکھ کی طول موج تقریباً 0.5um ہے، زاویہ A 90 ڈگری سے زیادہ نہیں ہو سکتا، اور sinA ہمیشہ 1 سے کم ہوتا ہے۔ دستیاب روشنی کو منتقل کرنے والے میڈیم کے لیے زیادہ سے زیادہ ریفریکٹیو انڈیکس تقریباً 1.5 ہے، لہذا e کی قدر ہمیشہ 0.2um سے زیادہ ہوتی ہے، جو کہ سب سے چھوٹی حد فاصلہ ہے جسے آپٹیکل مائکروسکوپ حل کر سکتا ہے۔ مائیکروسکوپ میگنیفیکیشن کے ذریعے، اگر آپ آبجیکٹ پوائنٹ کے فاصلے کو بڑھانا چاہتے ہیں جسے ایک معروضی لینس کے ذریعے حل کیا جا سکتا ہے جس میں ایک خاص NA قدر ہے جو انسانی آنکھ کے ذریعے پہچاننے کے لیے کافی ہے، Me Greater than or equal to 0.15mm، جہاں {{30}}.15 ملی میٹر تجرباتی طور پر حاصل کی گئی انسانی آنکھ ہے آنکھوں کے سامنے دو مائیکرو آبجیکٹس کے درمیان کم از کم فاصلہ 250 ملی میٹر ہے جسے پہچانا جا سکتا ہے، لہذا M (0.15∕0.61) سے زیادہ یا اس کے برابر میں) NA≈500N.A، مشاہدے کو زیادہ محنتی نہ بنانے کے لیے، M کو دوگنا کرنا کافی ہے، یعنی 500N۔ A اس سے کم یا اس کے برابر M سے کم یا اس کے برابر 1000N.A خوردبین کی کل میگنیفیکیشن کے لیے ایک معقول سلیکشن رینج ہے۔ اس سے کوئی فرق نہیں پڑتا ہے کہ کل میگنیفیکیشن کتنی ہی بڑی کیوں نہ ہو، یہ بے معنی ہے، کیونکہ معروضی لینس کے عددی یپرچر نے کم از کم قابل حل فاصلہ محدود کر دیا ہے۔ چھوٹی اشیاء تفصیلی ہیں۔
آپٹیکل خوردبینوں میں امیجنگ کنٹراسٹ ایک اور اہم مسئلہ ہے۔ نام نہاد کنٹراسٹ بلیک اینڈ وائٹ کنٹراسٹ یا تصویر کی سطح پر ملحقہ حصوں کے درمیان رنگ کا فرق ہے۔ انسانی آنکھ کے لیے 0.02 سے نیچے چمک کے فرق کا اندازہ لگانا مشکل ہے۔ تھوڑا زیادہ حساس. کچھ خوردبین مشاہداتی اشیاء، جیسے حیاتیاتی نمونے، تفصیلات کے درمیان چمک میں بہت کم فرق رکھتے ہیں۔ اس کے علاوہ، مائیکروسکوپ آپٹیکل سسٹم کے ڈیزائن اور مینوفیکچرنگ کی غلطیاں امیجنگ کنٹراسٹ کو مزید کم کرتی ہیں اور اس میں فرق کرنا مشکل بنا دیتا ہے۔ اس وقت، آبجیکٹ کی تفصیلات واضح طور پر نہیں دیکھی جا سکتی ہیں، اس لیے نہیں کہ کل میگنیفیکیشن بہت کم ہے۔ یہ اس لیے نہیں ہے کہ مقصدی لینس کا عددی یپرچر بہت چھوٹا ہے، بلکہ اس لیے کہ تصویر کی سطح کا تضاد بہت کم ہے۔
سالوں کے دوران، لوگوں نے خوردبینوں کی حل کرنے کی طاقت اور امیجنگ کنٹراسٹ کو بہتر بنانے کے لیے سخت محنت کی ہے۔ کمپیوٹر ٹیکنالوجی اور آلات کی مسلسل ترقی کے ساتھ، نظری ڈیزائن کے نظریہ اور طریقوں میں بھی مسلسل بہتری آرہی ہے۔ پتہ لگانے کے طریقوں کی مسلسل بہتری اور مشاہدے کے طریقوں کی جدت نے آپٹیکل خوردبینوں کے امیجنگ کوالٹی کو تفاوت کی حد کے بالکل قریب کر دیا ہے۔ یہ ہر قسم کے نمونوں کی تحقیق کے مطابق ڈھال سکتا ہے۔ اگرچہ حالیہ برسوں میں میگنفائنگ اور امیجنگ آلات جیسے الیکٹران مائکروسکوپ اور الٹراسونک مائکروسکوپ یکے بعد دیگرے سامنے آئے ہیں، ان کی کچھ پہلوؤں میں فائدہ مند کارکردگی ہے، لیکن وہ اب بھی سستے، آسان اور بدیہی نہیں ہو سکتے، خاص طور پر جانداروں کی تحقیق کے لیے موزوں۔ حریف ہلکی خوردبینیں، جو اب بھی اپنی زمین کو مضبوطی سے تھامے ہوئے ہیں۔ دوسری طرف، لیزر، کمپیوٹر، نئی مادی ٹیکنالوجی اور انفارمیشن ٹیکنالوجی کے ساتھ مل کر، قدیم نظری خوردبین پھر سے جوان ہو رہی ہے اور مضبوط قوت کا مظاہرہ کر رہی ہے۔ ڈیجیٹل مائیکروسکوپ، لیزر کنفوکل اسکیننگ مائیکروسکوپ، نزدیکی فیلڈ اسکیننگ مائیکروسکوپ، دو فوٹوون مائکروسکوپ اور مختلف نئے فنکشنز کے ساتھ یا مختلف نئے ماحولیاتی حالات کے مطابق سازگار آلات ایک نہ ختم ہونے والے دھارے میں ابھرتے ہیں، مثال کے طور پر آپٹیکل مائیکروسکوپس کے اطلاق کے میدان کو مزید وسعت دیتے ہیں۔ مارس روور سے اپ لوڈ کی گئی چٹانوں کی شکلوں کی خوردبین تصویریں کتنی دلچسپ ہیں! ہم پوری طرح یقین کر سکتے ہیں کہ نظری خوردبین ایک نئے رویے کے ساتھ بنی نوع انسان کو فائدہ دے گی۔
