روایتی روشنی خوردبین کئی حصوں پر مشتمل ہوتی ہے۔
روایتی نظری خوردبین بنیادی طور پر آپٹیکل سسٹمز اور ان کے معاون مکینیکل ڈھانچے پر مشتمل ہوتی ہیں۔ آپٹیکل سسٹمز میں آبجیکٹیو لینز، آئی پیسز اور کنڈینسر لینز شامل ہیں، یہ سبھی مختلف آپٹیکل شیشوں سے بنے پیچیدہ میگنفائنگ شیشے ہیں۔ آبجیکٹیو لینس نمونے کی تصویر کو بڑا کرتا ہے، اور اس کی میگنیفیکیشن M آبجیکٹ کا تعین درج ذیل فارمولے سے ہوتا ہے: M آبجیکٹ=Δ∕f' آبجیکٹ، جہاں f' آبجیکٹ مقصدی لینس کی فوکل لینتھ ہے، اور Δ مقصدی لینس اور آئی پیس کے درمیان فاصلے کے طور پر سمجھا جا سکتا ہے۔ آئی پیس معروضی لینس کے ذریعے بننے والی تصویر کو دوبارہ بڑا کرتا ہے، اور مشاہدے کے لیے انسانی آنکھ کے سامنے 250 ملی میٹر پر ایک ورچوئل امیج بناتا ہے۔ یہ زیادہ تر لوگوں کے لیے سب سے زیادہ آرام دہ مشاہدے کی پوزیشن ہے۔ آئی پیس M آنکھ کی میگنیفیکیشن=250/f' آنکھ، f' آنکھ آئی پیس کی فوکل لمبائی ہے۔ خوردبین کی کل میگنیفیکیشن آبجیکٹیو لینس اور آئی پیس کی پیداوار ہے، یعنی M=M آبجیکٹ*M آنکھ{{4}Δ*250/f' آنکھ *f; چیز. 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 بیکٹیریا اور دیگر مائکروجنزموں کو خوردبین سے دیکھنے کی کلید ہے، اور یہ اس میں اور عام میگنفائنگ گلاسز میں بھی فرق ہے۔
تو، کیا یہ قابل فہم ہے کہ f' آبجیکٹ f' میش کو بغیر کسی حد کے 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 برقی مقناطیسی لہر کی ایک قسم ہے، اس لیے پھیلاؤ کے عمل کے دوران تفاوت اور مداخلت کے مظاہر لامحالہ رونما ہوں گے، بالکل اسی طرح جیسے پانی کی سطح پر لہریں جو روزمرہ کی زندگی میں دیکھی جا سکتی ہیں جب رکاوٹوں کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ ، اور پانی کی لہروں کے دو کالم ایک دوسرے کو مضبوط بنا سکتے ہیں جب وہ ایک دوسرے سے ملتے ہیں یا ایک جیسے کمزور ہوجاتے ہیں۔ جب کسی نقطہ نما برائٹ شے سے خارج ہونے والی روشنی کی لہر معروضی لینس میں داخل ہوتی ہے تو 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 روشنی کے حلقوں کا ایک سلسلہ ہے۔ ہم مرکزی روشن جگہ کو ایری 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 فیصلہ کرنے کا ایک معیار تجویز کیا، یہ سوچتے ہوئے کہ جب دو روشنی کے دھبوں کے مراکز کے درمیان فاصلہ ایری ڈسک کے رداس کے برابر ہو، تو دونوں 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 入/n.sinA=0.61 I/NA، جہاں I روشنی کی طول موج ہے، طول موج روشنی کا جو انسانی آنکھ کو حاصل ہو سکتا ہے تقریباً 0 ہے۔ ≈1، پانی میں، n≈1.33، اور A مقصدی لینس کے فریم کے لیے روشنی خارج کرنے والے نقطہ کے ابتدائی 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 جو معروضی لینس سے پہچانا جا سکتا ہے روشنی کی طول موج اور عددی یپرچر سے محدود ہے۔ چونکہ انسانی آنکھ کے سب سے زیادہ شدید وژن کی طول موج تقریباً 0.5um ہے، اور زاویہ A 90 ڈگری سے زیادہ نہیں ہو سکتا، sinA ہمیشہ 1 سے کم ہوتا ہے۔ دستیاب کا زیادہ سے زیادہ اضطراری اشاریہ روشنی کی ترسیل کرنے والا میڈیم تقریباً 1.5 ہے، اس لیے ای ویلیو ہمیشہ 0.2um سے زیادہ ہوتی ہے، جو کہ کم از کم حد فاصلہ ہے جسے آپٹیکل مائکروسکوپ فرق کر سکتا ہے۔ مائیکروسکوپ کے ذریعے تصویر کو بڑا کریں، اگر آپ آبجیکٹ پوائنٹ فاصلہ کو بڑھانا چاہتے ہیں جسے مقصدی لینس کے ذریعے حل کیا جا سکتا ہے ایک خاص این اے ویلیو کے ساتھ انسانی آنکھ سے حل کیا جا سکتا ہے، تو آپ کو می سے بڑا یا اس کے برابر کی ضرورت ہے {{26 }}.15 ملی میٹر، جہاں {{30}}.15 ملی میٹر انسانی آنکھ کی تجرباتی قدر ہے دو مائیکرو آبجیکٹ کے درمیان کم از کم فاصلہ جو آنکھوں کے سامنے 250 ملی میٹر پر پہچانا جا سکتا ہے، لہذا M سے زیادہ یا (0.15∕0.61 انچ) NA≈500N.A کے برابر، 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 کی ایک معقول سلیکشن رینج ہے۔ اس سے کوئی فرق نہیں پڑتا ہے کہ کل میگنیفیکیشن کتنی ہی بڑی ہو، یہ بے معنی ہے، کیونکہ معروضی لینس کے عددی یپرچر نے کم از کم قابل حل فاصلہ محدود کر دیا ہے، اور میگنیفیکیشن کو بڑھا کر مزید فرق کرنا ناممکن ہے۔ چھوٹی اشیاء تفصیلی ہیں۔
امیجنگ کنٹراسٹ آپٹیکل خوردبینوں کا ایک اور اہم مسئلہ ہے۔ نام نہاد کنٹراسٹ سے مراد تصویر کی سطح پر ملحقہ حصوں کے درمیان سیاہ اور سفید کنٹراسٹ یا رنگ کا فرق ہے۔ انسانی آنکھ کے لیے 0.02 کے نیچے چمک کے فرق کا اندازہ لگانا مشکل ہے۔ تھوڑا زیادہ حساس ہے. کچھ خوردبین مشاہداتی اشیاء، جیسے حیاتیاتی نمونوں کے لیے، تفصیلات کے درمیان چمک کا فرق بہت کم ہوتا ہے، اور مائکروسکوپ 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، اور نہ ہی آبجیکٹیو لینس کا عددی یپرچر بہت چھوٹا ہے، بلکہ اس لیے کہ تصویری جہاز کا کنٹراسٹ بہت کم ہے۔
سالوں کے دوران، لوگوں نے مائکروسکوپ کے ریزولوشن 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 آئی ہے۔ خام مال کی کارکردگی، عمل میں بہتری کے ساتھ مل کر پتہ لگانے کے طریقوں کی مسلسل بہتری اور مشاہدے کے طریقوں کی جدت نے آپٹیکل مائکروسکوپ کے امیجنگ کوالٹی کو پھیلاؤ کی حد کے کمال کے قریب کر دیا ہے۔ آپٹیکل مائکروسکوپ بنانے کے لیے لوگ نمونہ داغ، تاریک میدان، فیز کنٹراسٹ، فلوروسینس، مداخلت، پولرائزیشن اور دیگر مشاہداتی تکنیکوں کا استعمال کریں گے یہ ہر قسم کے نمونوں کی تحقیق کے مطابق ہو سکتا ہے۔ اگرچہ الیکٹران خوردبین، الٹراسونک مائیکروسکوپس اور دیگر میگنفائنگ امیجنگ آلات حالیہ برسوں میں یکے بعد دیگرے سامنے آئے ہیں، اور کچھ پہلوؤں میں ان کی کارکردگی اعلیٰ ہے، لیکن وہ اب بھی سستی، سہولت، بصیرت اور خاص طور پر جانداروں پر تحقیق کے لیے موزوں ہونے کے لحاظ سے دستیاب نہیں ہیں۔ ہلکی خوردبین کا حریف، جو اب بھی اپنی زمین کو مضبوطی سے تھامے ہوئے ہے۔ دوسری طرف، لیزر، کمپیوٹر، نئی مادی ٹیکنالوجی اور انفارمیشن ٹیکنالوجی کے ساتھ مل کر، قدیم نظری خوردبین پھر سے جوان ہو رہی ہے اور جوش و خروش دکھا رہی ہے۔ ڈیجیٹل مائیکروسکوپ، لیزر کنفوکل اسکیننگ مائیکروسکوپ، نزدیکی فیلڈ اسکیننگ مائیکروسکوپ، دو فوٹون مائیکروسکوپ اور مختلف نئے فنکشنز یا آلات ہیں جو مختلف نئے ماحولیاتی حالات کے مطابق ڈھال سکتے ہیں ایک نہ ختم ہونے والے دھارے میں ابھرتے ہیں، جو آپٹیکل مائیکروسکوپس کے اطلاق کے میدان کو مزید وسعت دیتے ہیں۔ مریخ کے روورز 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 تازہ ترین رویہ کے ساتھ بنی نوع انسان کو فائدہ دے گی۔
