الیکٹران مائکروسکوپ کی ریزولوشن آپٹیکل مائکروسکوپ سے زیادہ کیوں ہے؟
آپٹیکل مائکروسکوپ کی میگنیفیکیشن الیکٹران مائکروسکوپ سے چھوٹی ہے۔ ایک نظری خوردبین صرف خوردبینی ساخت کا مشاہدہ کر سکتی ہے جیسے کہ خلیات اور کلوروپلاسٹ، جبکہ ایک الیکٹران خوردبین ذیلی مائکروسکوپک ڈھانچے کا مشاہدہ کر سکتی ہے، یعنی آرگنیلز، وائرس، بیکٹیریا وغیرہ کی ساخت۔
ایک الیکٹران خوردبین ایک تیز رفتار اور مجموعی الیکٹران بیم کو ایک بہت ہی پتلے نمونے پر پیش کرتا ہے، جہاں الیکٹران سمت کو تبدیل کرنے کے لیے نمونے میں موجود ایٹموں سے ٹکراتے ہیں، جس کے نتیجے میں تین جہتی کونیی بکھرتے ہیں۔ بکھرنے والے زاویہ کا سائز نمونے کی کثافت اور موٹائی سے متعلق ہے، لہذا یہ مختلف رنگوں کے ساتھ تصاویر بنا سکتا ہے۔ امیجز کو ایمپلیفیکیشن اور فوکس کرنے کے بعد امیجنگ ڈیوائسز (جیسے فلوروسینٹ اسکرینز، فلمیں اور فوٹو سینسیٹو کپلنگ اجزاء) پر دکھایا جائے گا۔
الیکٹران کی انتہائی مختصر ڈی بروگلی طول موج کی وجہ سے، ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپ کی ریزولیوشن آپٹیکل مائکروسکوپ سے بہت زیادہ ہوتی ہے، جو 0 تک پہنچتی ہے۔ اوقات کے لہذا، ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپی کا استعمال نمونوں کی باریک ساخت کا مشاہدہ کرنے کے لیے، اور یہاں تک کہ ایٹموں کی صرف ایک قطار کی ساخت کا مشاہدہ کرنے کے لیے بھی کیا جا سکتا ہے، جو آپٹیکل مائیکروسکوپی کے ذریعے مشاہدہ کی جانے والی سب سے چھوٹی ساخت سے دسیوں ہزار گنا چھوٹی ہے۔ TEM طبیعیات اور حیاتیات سے متعلق بہت سے سائنسی شعبوں میں ایک اہم تجزیاتی طریقہ ہے، جیسے کینسر کی تحقیق، وائرولوجی، میٹریل سائنس، نیز نینو ٹیکنالوجی، سیمی کنڈکٹر ریسرچ وغیرہ۔
آپٹیکل مائکروسکوپ کی اعلی ترین ریزولوشن
200 نینو میٹر۔ آپٹیکل مائکروسکوپ کی ریزولیوشن (770 سے 390 نینو میٹر تک نظر آنے والی روشنی کی طول موج کے ساتھ) روشن بیم کی فوکسنگ رینج سے قریبی تعلق رکھتی ہے۔ 1870 کی دہائی میں جرمن ماہر طبیعیات ارنسٹ ایبے نے دریافت کیا۔
مرئی روشنی، اپنی لہر کی خصوصیات کی وجہ سے، پھیلاؤ سے گزرتی ہے، جس سے شہتیر لامحدود توجہ مرکوز کرنے سے قاصر ہوتا ہے۔ ابے کے اس قانون کے مطابق، مرئی روشنی کو فوکس کرنے کے لیے کم از کم قطر روشنی کی لہر کی طول موج کا ایک تہائی ہے۔
یہ 200 نینو میٹر ہے۔ ایک صدی سے زیادہ عرصے سے، 200 نینو میٹر کی "Abbe حد" کو نظری خوردبین کی نظریاتی قرارداد کی حد تصور کیا جاتا رہا ہے، اور اس سائز سے چھوٹی اشیاء کو الیکٹران مائکروسکوپ یا ٹنل سکیننگ مائیکروسکوپ کا استعمال کرتے ہوئے دیکھا جانا چاہیے۔
عددی یپرچر، جسے یپرچر تناسب بھی کہا جاتا ہے، جسے مختصراً NA یا A کہا جاتا ہے، معروضی لینس اور کنڈینسر کا بنیادی پیرامیٹر ہے، اور یہ خوردبین کے ریزولوشن کے براہ راست متناسب ہے۔ خشک مقصد کا عددی یپرچر 0 ہے۔{1}}.95 ہے، اور تیل میں ڈوبے ہوئے مقصد (دیودار کے تیل) کا عددی یپرچر 1.25 ہے۔
کام کی دوری سے مراد معروضی لینس کے سامنے والے لینس سے نمونے کے کور گلاس تک کا فاصلہ ہے جب نمونہ دیکھا جا رہا ہے جو سب سے واضح ہے۔ معروضی لینس کا کام کا فاصلہ اس کی فوکل لینتھ سے متعلق ہے۔ معروضی لینس کی فوکل لینتھ جتنی لمبی ہوگی، میگنیفیکیشن اتنا ہی کم ہوگا، اور اس کا کام کرنے کا فاصلہ اتنا ہی لمبا ہوگا۔
معروضی لینس کا کام پہلی بار نمونے کو بڑھانا ہے، اور یہ سب سے اہم جز ہے جو خوردبین کی کارکردگی کا تعین کرتا ہے - ریزولوشن کی سطح۔ قرارداد کو قرارداد یا حل کرنے کی طاقت بھی کہا جاتا ہے۔ ریزولیوشن کی وسعت کا اظہار ریزولیوشن فاصلے کی عددی قدر سے کیا جاتا ہے (دو آبجیکٹ پوائنٹس کے درمیان کم از کم فاصلہ جس میں فرق کیا جا سکتا ہے)۔
25 سینٹی میٹر کے واضح فاصلے پر، دو اشیاء جن کا فاصلہ 0 ہے۔{3}}73 ملی میٹر عام انسانی آنکھ سے واضح طور پر دیکھا جا سکتا ہے۔ 0.073 ملی میٹر کی یہ قدر عام انسانی آنکھ کا ریزولوشن فاصلہ ہے۔ ایک خوردبین کا ریزولوشن کا فاصلہ جتنا کم ہوگا، اس کی ریزولوشن اتنی ہی زیادہ ہوگی اور اس کی کارکردگی بہتر ہوگی۔
آپٹیکل مائکروسکوپ کی میگنیفیکیشن الیکٹران مائکروسکوپ سے چھوٹی ہے۔ ایک نظری خوردبین صرف خوردبینی ساخت کا مشاہدہ کر سکتی ہے جیسے کہ خلیات اور کلوروپلاسٹ، جبکہ ایک الیکٹران خوردبین ذیلی مائکروسکوپک ڈھانچے کا مشاہدہ کر سکتی ہے، یعنی آرگنیلز، وائرس، بیکٹیریا وغیرہ کی ساخت۔
ایک الیکٹران خوردبین ایک تیز رفتار اور مجموعی الیکٹران بیم کو ایک بہت ہی پتلے نمونے پر پیش کرتا ہے، جہاں الیکٹران سمت کو تبدیل کرنے کے لیے نمونے میں موجود ایٹموں سے ٹکراتے ہیں، جس کے نتیجے میں تین جہتی کونیی بکھرتے ہیں۔ بکھرنے والے زاویہ کا سائز نمونے کی کثافت اور موٹائی سے متعلق ہے، لہذا یہ مختلف رنگوں کے ساتھ تصاویر بنا سکتا ہے۔ امیجز کو ایمپلیفیکیشن اور فوکس کرنے کے بعد امیجنگ ڈیوائسز (جیسے فلوروسینٹ اسکرینز، فلمیں اور فوٹو سینسیٹو کپلنگ اجزاء) پر دکھایا جائے گا۔
الیکٹران کی انتہائی مختصر ڈی بروگلی طول موج کی وجہ سے، ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپ کی ریزولیوشن آپٹیکل مائکروسکوپ سے بہت زیادہ ہوتی ہے، جو 0 تک پہنچتی ہے۔ اوقات کے لہذا، ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپی کا استعمال نمونوں کی باریک ساخت کا مشاہدہ کرنے کے لیے، اور یہاں تک کہ ایٹموں کی صرف ایک قطار کی ساخت کا مشاہدہ کرنے کے لیے بھی کیا جا سکتا ہے، جو آپٹیکل مائیکروسکوپی کے ذریعے مشاہدہ کی جانے والی سب سے چھوٹی ساخت سے دسیوں ہزار گنا چھوٹی ہے۔ TEM طبیعیات اور حیاتیات سے متعلق بہت سے سائنسی شعبوں میں ایک اہم تجزیاتی طریقہ ہے، جیسے کینسر کی تحقیق، وائرولوجی، میٹریل سائنس، نیز نینو ٹیکنالوجی، سیمی کنڈکٹر ریسرچ وغیرہ۔
آپٹیکل مائکروسکوپ کی اعلی ترین ریزولوشن
200 نینو میٹر۔ آپٹیکل مائکروسکوپ کی ریزولیوشن (770 سے 390 نینو میٹر تک نظر آنے والی روشنی کی طول موج کے ساتھ) روشن بیم کی فوکسنگ رینج سے قریبی تعلق رکھتی ہے۔ 1870 کی دہائی میں جرمن ماہر طبیعیات ارنسٹ ایبے نے دریافت کیا۔
مرئی روشنی، اپنی لہر کی خصوصیات کی وجہ سے، پھیلاؤ سے گزرتی ہے، جس سے شہتیر لامحدود توجہ مرکوز کرنے سے قاصر ہوتا ہے۔ ابے کے اس قانون کے مطابق، مرئی روشنی کو فوکس کرنے کے لیے کم از کم قطر روشنی کی لہر کی طول موج کا ایک تہائی ہے۔
یہ 200 نینو میٹر ہے۔ ایک صدی سے زیادہ عرصے سے، 200 نینو میٹر کی "Abbe حد" کو نظری خوردبین کی نظریاتی قرارداد کی حد تصور کیا جاتا رہا ہے، اور اس سائز سے چھوٹی اشیاء کو الیکٹران مائکروسکوپ یا ٹنل سکیننگ مائیکروسکوپ کا استعمال کرتے ہوئے دیکھا جانا چاہیے۔
عددی یپرچر، جسے یپرچر تناسب بھی کہا جاتا ہے، جسے مختصراً NA یا A کہا جاتا ہے، معروضی لینس اور کنڈینسر کا بنیادی پیرامیٹر ہے، اور یہ خوردبین کے ریزولوشن کے براہ راست متناسب ہے۔ خشک مقصد کا عددی یپرچر 0 ہے۔{1}}.95 ہے، اور تیل میں ڈوبے ہوئے مقصد (دیودار کے تیل) کا عددی یپرچر 1.25 ہے۔
کام کی دوری سے مراد معروضی لینس کے سامنے والے لینس سے نمونے کے کور گلاس تک کا فاصلہ ہے جب نمونہ دیکھا جا رہا ہے جو سب سے واضح ہے۔ معروضی لینس کا کام کا فاصلہ اس کی فوکل لینتھ سے متعلق ہے۔ معروضی لینس کی فوکل لینتھ جتنی لمبی ہوگی، میگنیفیکیشن اتنا ہی کم ہوگا، اور اس کا کام کرنے کا فاصلہ اتنا ہی لمبا ہوگا۔
معروضی لینس کا کام پہلی بار نمونے کو بڑھانا ہے، اور یہ سب سے اہم جز ہے جو خوردبین کی کارکردگی کا تعین کرتا ہے - ریزولوشن کی سطح۔ قرارداد کو قرارداد یا حل کرنے کی طاقت بھی کہا جاتا ہے۔ ریزولیوشن کی وسعت کا اظہار ریزولیوشن فاصلے کی عددی قدر سے کیا جاتا ہے (دو آبجیکٹ پوائنٹس کے درمیان کم از کم فاصلہ جس میں فرق کیا جا سکتا ہے)۔
25 سینٹی میٹر کے واضح فاصلے پر، دو اشیاء جن کا فاصلہ 0 ہے۔{3}}73 ملی میٹر عام انسانی آنکھ سے واضح طور پر دیکھا جا سکتا ہے۔ 0.073 ملی میٹر کی یہ قدر عام انسانی آنکھ کا ریزولوشن فاصلہ ہے۔ ایک خوردبین کا ریزولوشن کا فاصلہ جتنا کم ہوگا، اس کی ریزولوشن اتنی ہی زیادہ ہوگی اور اس کی کارکردگی بہتر ہوگی۔
