กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ คือ วิธีการและขั้นตอนที่ใช้ดำเนินการค้นคว้าหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์
กระบวนการทางวิทยาศาสตร์แบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ
1) วิธีการทางวิทยาศาสตร์
2) ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์
3) จิตวิทยาศาสตร์
กระบวนการทางวิทยาศาสตร์แบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ
1) วิธีการทางวิทยาศาสตร์
2) ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์
3) จิตวิทยาศาสตร์
วิธีการทางวิทยาศาสตร์ (scientific method)
วิธีการทางวิทยาศาสตร์ เป็นขั้นตอนการทำงานอย่างเป็นระบบที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ในการแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ ประกอบด้วยขั้นตอนต่าง ๆ ดังนี้
1. ขั้นสังเกตเพื่อระบุปัญหา คือการระบุปัญหาหรือสิ่งที่ต้องการศึกษาและกำหนด ขอบเขตของปัญหา
2. ขั้นตั้งสมมติฐาน คือการคิดคำตอบที่คาดหวังว่าควรจะเป็น หรือการคาดเดาคำตอบ ที่จะได้รับ
3. ขั้นการรวบรวมข้อมูล คือการรวบรวมข้อมูล การวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อตรวจสอบ สมมติฐานที่ตั้งไว้ว่าถูกหรือผิด โดยมีหลักฐานยืนยัน อาจทำได้โดยการสังเกต หรือการทดลอง
4. ขั้นสรุปผล คือการสรุปว่าจะปฏิเสธ หรือยอมรับสมมติฐาน ตามหลักเหตุและผล เพื่อให้ได้คำตอบของปัญหา
วิธีการทางวิทยาศาสตร์ เป็นขั้นตอนการทำงานอย่างเป็นระบบที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ในการแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ ประกอบด้วยขั้นตอนต่าง ๆ ดังนี้
1. ขั้นสังเกตเพื่อระบุปัญหา คือการระบุปัญหาหรือสิ่งที่ต้องการศึกษาและกำหนด ขอบเขตของปัญหา
2. ขั้นตั้งสมมติฐาน คือการคิดคำตอบที่คาดหวังว่าควรจะเป็น หรือการคาดเดาคำตอบ ที่จะได้รับ
3. ขั้นการรวบรวมข้อมูล คือการรวบรวมข้อมูล การวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อตรวจสอบ สมมติฐานที่ตั้งไว้ว่าถูกหรือผิด โดยมีหลักฐานยืนยัน อาจทำได้โดยการสังเกต หรือการทดลอง
4. ขั้นสรุปผล คือการสรุปว่าจะปฏิเสธ หรือยอมรับสมมติฐาน ตามหลักเหตุและผล เพื่อให้ได้คำตอบของปัญหา
เครดิต : http://www.thaigoodview.com/node/98465
สิ่งมีชีวิต
สิ่งมีชีวิต จะมีคุณลักษณะ (properties) ที่ไม่พบในสิ่งไม่มีชีวิต อันได้แก่ความสามารถในการใช้สสารและพลังงานเป็นสำคัญ ซึ่งได้รับถ่ายทอดจากบรรพบุรุษของสิ่งมีชีวิตแรกเริ่ม อย่างไรก็ตามสิ่งมีชีวิตเริ่มแรกหรือบรรพบุรุษของสิ่งมีชีวิตซึ่งถือกำเนิดมาบนโลกกว่า 4 พันล้านปี เมื่อผ่านการวิวัฒนาการและการปรับตัวให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมในแต่ละช่วงเวลา ก่อให้เกิดความหลากหลายทางชีวภาพของสิ่งมีชีวิตเป็นจำนวนมากดังที่ปรากฏในปัจจุบัน
การลำเลียงสารผ่านเซลล์
เซลล์จะดำรงอยู่ได้จะต้องประกอบด้วยองค์ประกอบและออร์แกเนลล์ต่างๆ ที่ทำหน้าที่ แตกต่างกัน นอกจากนี้แล้วเซลล์จะดำรงชีวิตอยู่ได้ยังขึ้นอยู่กับสภาวะแวดล้อมของเซลล์ที่เหมาะสมอีกด้วย ถ้าสภาวะแวดล้อมภายนอกเปลี่ยนแปลงจะมีผลต่อเมแทบอลิซึมของเซลล์ สภาวะแวดล้อมภายนอกและสภาวะแวดล้อมภายในเซลล์ถูกแบ่งแยกจากกันโดยเยื่อหุ้มเซลล์ ตลอดเวลาที่เซลล์ยังมีชีวิตอยู่จะมีการลำเลียงสารเข้าออกจากเซลล์ตลอดเวลา แต่เนื่องจากเยื่อหุ้มเซลล์มีสมบัติในการเลือกที่จะให้สารบางชนิดเคลื่อนผ่าน สมบัติดังกล่าวทำให้เยื่อหุ้มเซลล์มีบทบาทสำคัญในการควบคุมองค์ประกอบทางเคมี หรือสภาวะแวดล้อมภายในเซลล์
การลำเลียงสารเข้าสู่เซลล์ มี 2 แบบ
1. การลำเลียงสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์
- การลำเลียงแบบไม่ใช้พลังงาน
- การลำเลียงแบบใช้พลังงาน
2. การลำเลียงสารโดยไม่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์
ขั้นตอนการเตรียมสไลด์
วิธีการเตรียมสไลด์สด
1. หยดน้ำ 1 -2 หยดด้วยหลอดหยดลงบนแผ่นสไลด์
2. เด็ดใบสาหร่ายหางกระรอกใบยอดสุดวางบนหยดน้ำบนสไลด์
3. ปิดด้วยกระจกปิดสไลด์ โดยวางทำมุม 45 องศากับแผ่นสไลด์แล้ววางลง ระวัง อย่าให้มีฟองอากาศ
4. นำไปตรวจใต้กล้องจุลทรรศน์ ด้วยกำลังขยาย 10 X 4
5. ถ่ายภาพเซลล์ที่พบเห็นภายใต้กล้องจุลทรรศน์
6. ลอกเยื่อหอมแดงโดยใช้เยื่อด้านในกลีบหอม วางบนหยดน้ำบนสไลด์ จากนั้น ทำตามข้อ 3 – 5
7. ลอกเยื่อจากใบว่านกาบหอยโดยเอาด้านท้องใบและทำเช่นเดียวกับข้อง 3 – 5
8. ให้น้ำจากแหล่งน้ำหยดลงบนสไลด์และปิดด้วยกระจกปิดสไลด์ โดยวางทำมุม 45 องศา กับแผ่นสไลด์ และทำตามข้อ 4 – 5
ลักษณะของภาพที่เกิดจาก MICROSCOPE
กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้แสง (LM) แบ่งออกเป็น 2 ชนิดด้วยกันคือ
1. กล้องจุลทรรศน์อย่างง่ายหรือแว่นขยาย (Compound Microscope or Magnifying glass)ซึ่งใช้เพียงเลนส์นูนเพียงอันเดียวเป็นตัวช่วยในการขยายวัตถุให้ดูใหญ่ขึ้น และภาพที่ได้จะเป็นภาพเสมือน


แว่นขยาย
2. กล้องจุลทรรศน์เชิงซ้อน (Compound Light Microscope)
เป็นกล้องจุลทรรศน์ที่มีระบบเลนส์ที่ทำหน้าที่ขยายภาพ 2 ชุดด้วยกัน คือ เลนส์ใกล้วัตถุ และเลนส์ใกล้ตา กล้องจุลทรรศน์เชิงซ้อนมีหลาย กล้องจุลทรรศน์ชนิดเลนส์เดี่ยวชนิด แต่ชนิดที่ใช้งานทั่วไปในห้องปฏิบัติการ
จะเป็นชนิด Light field Microscope หรือ Bright field Microscope หลักการทำงานของกล้องจุลทรรศน์ชนิดนี้คือ เมื่อแสงไฟจากหลอดไฟเป็นแหล่งกำเนิดแสงจะถูกรวบรวมแสงโดย condenser lens ไปตกที่วัตถุที่วางบนแท่นวางวัตถุ (Specimen stage) จากนั้นเลนส์ใกล้วัตถุ (objective lens) จะเป็นตัวขยายวัตถุให้ได้ภาพที่ใหญ่ขึ้น แล้วจะส่งต่อไปยัง เลนส์ใกล้ตา (ocular lens) เพื่อขยายภาพสุดท้าย
เป็นกล้องจุลทรรศน์ที่มีระบบเลนส์ที่ทำหน้าที่ขยายภาพ 2 ชุดด้วยกัน คือ เลนส์ใกล้วัตถุ และเลนส์ใกล้ตา กล้องจุลทรรศน์เชิงซ้อนมีหลาย กล้องจุลทรรศน์ชนิดเลนส์เดี่ยวชนิด แต่ชนิดที่ใช้งานทั่วไปในห้องปฏิบัติการ
จะเป็นชนิด Light field Microscope หรือ Bright field Microscope หลักการทำงานของกล้องจุลทรรศน์ชนิดนี้คือ เมื่อแสงไฟจากหลอดไฟเป็นแหล่งกำเนิดแสงจะถูกรวบรวมแสงโดย condenser lens ไปตกที่วัตถุที่วางบนแท่นวางวัตถุ (Specimen stage) จากนั้นเลนส์ใกล้วัตถุ (objective lens) จะเป็นตัวขยายวัตถุให้ได้ภาพที่ใหญ่ขึ้น แล้วจะส่งต่อไปยัง เลนส์ใกล้ตา (ocular lens) เพื่อขยายภาพสุดท้าย

กล้องจุลทรรศน์ขยายภาพได้อย่างไร
เลนส์ใกล้วัตถุ(Objective lens) เป็นเลนส์แรกที่ทำหน้าที่ขยายภาพให้ใหญ่ขึ้นและเป็นเลนส์ที่มีความยาวโฟกัสสั้นสั้น ดังนั้นวัตถุที่จะศึกษาจะต้องอยู่ห่างจากเลนส์วัตถุมากกว่าทางยาวโฟกัสเล็กน้อย เลนส์ใกล้วัตถุจะสร้างภาพแรกขึ้นมาเป็นภาพจริงหัวกลับขนาดขยาย โดยที่ตำแหน่งของภาพจะไปตกใกล้เลนส์ใกล้ตา (Ocular lens หรือ Eyepiece) ซึ่งใกล้เลนส์มากกว่าทางยาวโฟกัสของเลนส์ ทำให้เกิดภาพเสมือนหัวกลับขนาดขยาย ดังรูป
เลนส์ใกล้วัตถุ(Objective lens) เป็นเลนส์แรกที่ทำหน้าที่ขยายภาพให้ใหญ่ขึ้นและเป็นเลนส์ที่มีความยาวโฟกัสสั้นสั้น ดังนั้นวัตถุที่จะศึกษาจะต้องอยู่ห่างจากเลนส์วัตถุมากกว่าทางยาวโฟกัสเล็กน้อย เลนส์ใกล้วัตถุจะสร้างภาพแรกขึ้นมาเป็นภาพจริงหัวกลับขนาดขยาย โดยที่ตำแหน่งของภาพจะไปตกใกล้เลนส์ใกล้ตา (Ocular lens หรือ Eyepiece) ซึ่งใกล้เลนส์มากกว่าทางยาวโฟกัสของเลนส์ ทำให้เกิดภาพเสมือนหัวกลับขนาดขยาย ดังรูป

แสดงหลักการทำให้เห็นภาพของกล้องจุลทรรศน์
ตัวอย่างของสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่ศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์


ไฮดรา (Hydra) แบคทีเรีย Lactobacillus brevis


Vorticella Spirogyra
![]() ส่วนประกอบของกล้องจุลทรรศน์ชนิดLight field Microscope หรือ Bright field Microscope | ![]() กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้ในห้องปฏิบัติการทั่วไป Light field Microscope หรือ Bright field Microscope |
ส่วนประกอบต่างๆของกล้องจุลทรรศน์ชนิด Bright field Microscope
- ฐาน (Base) เป็นส่วนที่ใช้ในการตั้งกล้อง ทำหน้าที่รับน้ำหนักทั้งหมดของกล้องจุลทรรศน์
- ลำกล้อง (Body) เป็นส่วนที่เชื่อมอยู่ระหว่างเลนส์ใกล้ตากับเลนส์ใกล้วัตถุ ทำหน้าที่ป้องกันการรบกวนจากแสงภายนอก
- แขน (Arm) เป็นส่วนยึดลำกล้องและฐานไว้ด้วยกัน เป็นตำแหน่งที่ใช้จับเวลาเคลื่อนย้ายกล้องจุลทรรศน์
- แท่นวางวัตถุ (Specimen stage) เป็นแท่นสำหรับวางสไลด์ตัวอย่างที่ต้องการศึกษา มีลักษณะเป็นแท่นสี่เหลี่ยมตรงกลางมีรูให้ลำแสงจากหลอดไฟส่องผ่านไปยังวัตถุที่ต้องการศึกษา แท่นวางวัตถุนี้สามารถเลื่อนขึ้นเลื่อนลงได้
- ที่หนีบสไลด์ (Stage clip) อยู่บนแท่นวางวัตถุมี 1 คู่ ใช้สำหรับหนีบสไลด์ให้ติดกับแท่นวางวัตถุ
- ปุ่มปรับภาพหยาบ (Coarse adjustment) เป็นปุ่มขนาดใหญ่ ใช้ในการปรับหาระยะภาพ
- ปุ่มปรับภาพละเอียด (Fine adjustment) เป็นปุ่มขนาดเล็ก ทำหน้าที่ในการปรับภาพให้ชัดเจนมากขึ้น
- เลนส์ใกล้วัตถุ (Objective lens) เป็นเลนส์ขยายภาพที่อยู่ใกล้วัตถุ มีกำลังขยายต่างกัน กล้องแต่ละอันจะมี 3 เลนส์ คือ
- เลนส์ใกล้วัตถุกำลังขยายต่ำ (Lower power) กำลังขยาย 4X, 10X
- เลนส์ใกล้วัตถุกำลังขยายสูง (High power) 40X
- เลนส์ใกล้วัตถุแบบ Oil Immersion ขนาด 100X
ภาพที่เกิดจากเลนส์ใกล้วัตถุจะเป็นจริงหัวกลับ
- เลนส์ใกล้วัตถุกำลังขยายสูง (High power) 40X
- เลนส์ใกล้วัตถุแบบ Oil Immersion ขนาด 100X
ภาพที่เกิดจากเลนส์ใกล้วัตถุจะเป็นจริงหัวกลับ
- เลนส์ใกล้ตา (Ocular lens หรือ Eyepiece lens) ทำหน้าที่ขยายภาพที่ได้จากเลนส์ใกล้วัตถุให้มีขนาดใหญ่ขึ้น ภาพที่ได้จะเป็นภาพเสมือนหัวกลับ
- จานหมุน (Revolving nosepiece) ใช้หมุนเมื่อต้องการเปลี่ยนกำลังขยายของเลนส์ใกล้วัตถุ
- เลนส์รวมแสง (Condenser) จะอยู่ด้านใต้ของแท่นวางวัตถุ ทำหน้าที่รวมแสงให้เข้มขึ้นเพื่อส่งไปยังวัตถุที่ต้องการศึกษา
- กระจกเงา (Mirror) ทำหน้าที่สะท้อนแสงจากธรรมชาติหรือจากหลอดไฟภายในห้องให้ส่องผ่านวัตถุ
- ไอริส ไดอะแฟรม (Iris diaphragm) อยู่ใต้เลนส์รวมแสงทำหน้าที่ปรับปริมาณแสงให้เข้าสู่เลนส์ในปริมาณที่ต้องการ
การใช้กล้องจุลทรรศน์
- การจับกล้องและเคลื่อนย้ายกล้อง ต้องใช้มือหนึ่งจับที่แขนและอีกมือหนึ่งรองที่ฐานของกล้อง
- ตั้งลำกล้องให้ตรง
- เปิดไฟเพื่อให้แสงเข้าลำกล้องได้เต็มที่
- หมุนเลนส์ใกล้วัตถุ ให้เลนส์ที่มีกำลังขยายต่ำสุดอยู่ในตำแหน่งแนวของลำกล้อง
- นำสไลด์ที่จะศึกษามาวางบนแท่นวางวัตถุ โดยปรับให้อยู่กลางบริเวณที่แสงผ่าน
- ค่อยๆหมุนปุ่มปรับภาพหยาบให้กล้องเลื่อนขึ้นช้าๆเพื่อหาระยะภาพ แต่ต้องระวังไม่ให้เลนส์ใกล้วัตถุกระทบกับสไลด์ตัวอย่าง เพราะจะทำให้เลนส์แตกได้
- ปรับภาพให้ชัดเจนขึ้นด้วยปุ่มปรับภาพละเอียด ถ้าวัตถุที่ศึกษาไม่อยู่ตรงกลางให้เลื่อนสไลด์ให้มาอยู่ตรงกลาง
- ถ้าต้องการให้ภาพขยายใหญ่ขึ้นให้หมุนเลนส์ใกล้วัตถุที่มีกำลังขยายสูงกว่าเดิมมาอยู่ในตำแหน่งแนวของลำกล้อง จากนั้นปรับภาพให้ชัดเจนด้วยปุ่มปรับภาพละเอียดเท่านั้น ห้ามปรับภาพด้วยปุ่มปรับภาพหยาบเพราะจะทำให้ระยะของภาพ หรือจุดโฟกัสของภาพเปลี่ยนไป
- บันทึกกำลังขยายโดยหาได้จากผลคูณของกำลังขยายของเลนส์ใกล้วัตถุกับกำลังขยายของเลนส์ใกล้ตา
ข้อควรระวังในการใช้กล้องจุลทรรศน์
เนื่องจากกล้องจุลทรรศน์เป็นอุปกรณ์ที่มีราคาค่อนข้างสูงและมีส่วนประกอบที่อาจเสียหายง่ายโดยเฉพาะเลนส์ จึงต้องใช้และเก็บรักษาด้วยความระมัดระวังให้ถูกวิธี ซึ่งมีวิธีปฏิบัติดังนี้
- ในการยกกล้องและเคลื่อนย้ายกล้อง ต้องใช้มือหนึ่งจับที่แขนและอีกมือหนึ่งรองที่ฐานของ กล้อง
- สไลด์และกระจกปิดสไลด์ที่ใช้ต้องไม่เปียก เพราะอาจจะทำให้แท่นวางวัตถุเกิดสนิม และเลนส์ใกล้วัตถุอาจขึ้นราได้
- เมื่อต้องการหมุนปุ่มปรับภาพหยาบต้องมองด้านข้างตามแนวระดับแท่นวางวัตถุ เพื่อป้องกันการกระทบของเลนส์ใกล้วัตถุกับกระจกสไลด์ ซึ่งอาจทำให้เลนส์แตกได้
- การหาภาพต้องเริ่มด้วยเลนส์ใกล้วัตถุที่มีกำลังขยายต่ำสุดก่อนเสมอ
- เมื่อต้องการปรับภาพให้ชัดขึ้นให้หมุนเฉพาะปุ่มปรับภาพละเอียดเท่านั้น เพราะถ้าหมุนปุ่มปรับภาพหยาบจะทำให้ระยะภาพหรือจุดโฟกัสของภาพเปลี่ยนไปจากเดิม
- ห้ามใช้มือแตะเลนส์ ควรใช้กระดาษเช็ดเลนส์ในการทำความสะอาดเลนส์
- เมื่อใช้เสร็จแล้วต้องเอาวัตถุที่ศึกษาออก เช็ดแท่นวางวัตถุและเช็ดเลนส์ให้สะอาด หมุนเลนส์ใกล้วัตถุกำลังขยายต่ำสุดให้อยู่ตรงกลางลำกล้อง และเลื่อนลำกล้องลงต่ำสุด ปรับกระจกให้อยู่ในแนวตั้งฉากกับแท่นวางวัตถุเพื่อป้องกันไม่ให้ฝุ่นเกาะ แล้วเก็บใส่กล่องหรือตู้ให้เรียบร้อย

![]() Max Knoll | กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเป็นเครื่องมือที่พัฒนามาจากกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงธรรมดา เหตุผลที่ทำให้ประดิษฐ์เครื่องมือนี้ขึ้นมาก็ เนื่องจากว่า ประสิทธิภาพในการขยายภาพของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ธรรมดานั้นไม่สามารถศึกษารายละเอียดของโครงสร้างภายในของสิ่งมีชีวิตและสิ่งที่มีขนาดเล็กมากๆอย่างเช่น ดีเอ็นเอ(Deoxyribo nucleic acid : DNA) ก็ไม่สามารถมองเห็นได้ และเครื่องมีนี้ได้ประดิษฐ์ขึ้นครั้งแรกในประเทศเยอรมนี ในปีค.ศ.1932 โดยนักวิทยาศาสตร์ 2 ท่าน คือ แมกซ์ นอลล์ (Max Knoll) และ เอิร์นสต์ รุสกา (Ernst Ruska) ซึ่งแสงที่ใช้เป็นลำแสงอิเล็กตรอน ที่มีขนาดของความยาวคลื่นประมาณ 0.025 อังสตรอม (oA) มีกำลังขยายถึง 500,000 เท่า หรือมากกว่า แหล่งกำเนิดแสงอิเล็กตรอนได้จากปืนยิงอิเล็กตรอน (Electron gun) ซึ่งเป็นขดลวดทังสเตน มีลักษณะเป็นรูปตัววี เมื่อขดลวดทังสเตนรั้นขึ้นโดยการเพิ่มกระแสไฟฟ้าเข้าไปในขดลวด ทำให้อิเล็กตรอนถูกปลดปล่อยออกมาจากขดลวดทังสเตน เนื่องจากอิเล็กตรอนมีขนาดเล็กมาก และเพื่อเป็นการป้องกันการชนกันของมวลอากาศกับลำแสงอิเล็กตรอน ซึ่งจะทำให้เกิดการหักเหได้ จึงต้องมีการดูดอากาศจากตัวกล้องให้เป็นสุญญากาศ ระบบเลนส์ที่ใช้เป็นระบบเลนส์แม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic lens) แทนเลนส์แก้วในกล้องจุลทรรศน์ชนิดแสงธรรมดา เลนส์แม่เหล็กไฟฟ้าประกอบด้วยขดลวดพันรอบแท่งเหล็ก เมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านเข้าไปทำให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้น สนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะทำให้ลำแสงอิเล็กตรอนเข้มขึ้น เพื่อไปตกกระทบกับตัวอย่างวัตถุที่จะศึกษา เลนส์ของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนประกอบด้วยเลนส์รวมแสง (Objective lens) และ Projector Lens โดยที่ Projector lens ทำหน้าที่ฉายภาพจากวัตถุ ตัวอย่างที่จะศึกษาลงบนจอภาพคล้ายกับ Eyepiece ของกล้องจุลทรรศน์ชนิดแสงธรรมดา จอภาพฉาบด้วยสารเรืองแสงพวกฟอสฟอรัส เมื่อลำแสงอิเล็กตรอนตกลงบนจอ จะทำให้เกิดการเรืองแสงขึ้นซึ่งเป็นสารสีเขียวแกมเหลืองที่มองได้ด้วยตาเปล่า สามารถบันทึกภาพได้ดังรูป |
![]() Ernst Ruska | |
![]() Electron Microscope |
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
(Electron Microscope)
(Electron Microscope)

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนในปัจจุบันมี 2 ชนิดด้วยกัน
1. กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดส่องผ่าน (Transmission Electron Microscope: TEM) เอิร์นสต์ รุสกา สร้างสำเร็จเป็นคนแรก ในปี ค.ศ.1932 ใช้ในการศึกษาโครงสร้างภายในของเซลล์โดยลำแสงอิเล็กตรอนจะส่องผ่านเซลล์ หรือวัตถุตัวอย่างที่ศึกษา ซึ่งต้องมีลักษณะบางเป็นพิเศษ ขั้นตอนในการเตรียมตัวอย่างที่ศึกษายุ่งยาก
1. กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดส่องผ่าน (Transmission Electron Microscope: TEM) เอิร์นสต์ รุสกา สร้างสำเร็จเป็นคนแรก ในปี ค.ศ.1932 ใช้ในการศึกษาโครงสร้างภายในของเซลล์โดยลำแสงอิเล็กตรอนจะส่องผ่านเซลล์ หรือวัตถุตัวอย่างที่ศึกษา ซึ่งต้องมีลักษณะบางเป็นพิเศษ ขั้นตอนในการเตรียมตัวอย่างที่ศึกษายุ่งยาก
หลักการทำงานของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดส่องผ่าน
ลำแสงอิเล็กตรอนเกิดจากการผ่านกระแสไฟฟ้าแรงสูง เข้าไปในขดลวดทังสเตน (Tungsten filament) ทำให้มีอิเล็กตรอนวิ่งออกมาจากส่วนปลายของ filament จากนั้นจะวิ่งตรงไปยังวัตถุ ซึ่งลำแสงอิเล็กตรอนที่วิ่งผ่านวัตถุจะวิ่งไปยังเลนส์ใกล้วัตถุ (Objective lens) และจะถูกขยายสัญญาณให้ใหญ่ขึ้นโดย Objective lens สุดท้ายอิเล็กตรอนจะไปกระตุ้นโมเลกุลของซิงค์ซัลไฟด์ (Zinc sulfide) ที่ฉาบอยู่บนฉากรับภาพ (Fluorescence screen) ทำให้เกิดเป็นภาพ 2 มิติ โดยที่วัตถุที่มีค่าเลขอะตอม (Atomic number) มากนั้น ภาพที่ได้จะเห็นเป็นสีดำ ส่วนวัตถุที่มีค่าเลขอะตอมน้อย ภาพที่เห็นจะเป็นสีขาว
ลำแสงอิเล็กตรอนเกิดจากการผ่านกระแสไฟฟ้าแรงสูง เข้าไปในขดลวดทังสเตน (Tungsten filament) ทำให้มีอิเล็กตรอนวิ่งออกมาจากส่วนปลายของ filament จากนั้นจะวิ่งตรงไปยังวัตถุ ซึ่งลำแสงอิเล็กตรอนที่วิ่งผ่านวัตถุจะวิ่งไปยังเลนส์ใกล้วัตถุ (Objective lens) และจะถูกขยายสัญญาณให้ใหญ่ขึ้นโดย Objective lens สุดท้ายอิเล็กตรอนจะไปกระตุ้นโมเลกุลของซิงค์ซัลไฟด์ (Zinc sulfide) ที่ฉาบอยู่บนฉากรับภาพ (Fluorescence screen) ทำให้เกิดเป็นภาพ 2 มิติ โดยที่วัตถุที่มีค่าเลขอะตอม (Atomic number) มากนั้น ภาพที่ได้จะเห็นเป็นสีดำ ส่วนวัตถุที่มีค่าเลขอะตอมน้อย ภาพที่เห็นจะเป็นสีขาว
![]() | ![]() |
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดส่องผ่าน (Transmission Electron Microscope หรือ TEM) |
ตัวอย่างภาพที่ได้จากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดส่องผ่าน
(Transmission Electron Microscope)
(Transmission Electron Microscope)

2. กล้องจุลทรรศน์ชนิดส่องกราด (Scanning Electron Microscope: SEM)
เอ็ม วอน เอนเดนนี (M Von Andenne) สร้างเสร็จในปี ค.ศ. 1938 โดยใช้ศึกษาผิวของเซลล์หรือผิวของตัวอย่างวัตถุที่นำมาศึกษา โดยลำแสงอิเล็กตรอนจะส่องกราดไปบนผิวของวัตถุ ทำให้ได้ภาพซึ่งมีลักษณะเป็นภาพ 3 มิติ
หลักการทำงานของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดส่องกราด
เกิดจากการที่ Primary electron วิ่งไปกระทบพื้นผิวของวัตถุ ทำให้มีการสะท้อนกลับของพลังงานในรูปแบบต่างๆ เช่น back-scatter electron, รังสีเอ็กซ์ (X-ray) หรือ secondary electron เป็นต้น และในลำกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดส่องกราด จะมีตัวรับสัญญาณที่ทำหน้าที่รับและเปลี่ยน secondary electron ให้เป็นสัญญาณอิเล็กตรอน (electrical signal) แล้วส่งสัญญาณไปยังจอภาพ (Cathode ray tube) เพื่อทำให้เกิดภาพที่ตามองเห็นได้ โดยภาพที่ออกมานั้นจะมีลักษณะ 3 มิติ จากนั้นจะบันทึกภาพลง Photographic
เกิดจากการที่ Primary electron วิ่งไปกระทบพื้นผิวของวัตถุ ทำให้มีการสะท้อนกลับของพลังงานในรูปแบบต่างๆ เช่น back-scatter electron, รังสีเอ็กซ์ (X-ray) หรือ secondary electron เป็นต้น และในลำกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดส่องกราด จะมีตัวรับสัญญาณที่ทำหน้าที่รับและเปลี่ยน secondary electron ให้เป็นสัญญาณอิเล็กตรอน (electrical signal) แล้วส่งสัญญาณไปยังจอภาพ (Cathode ray tube) เพื่อทำให้เกิดภาพที่ตามองเห็นได้ โดยภาพที่ออกมานั้นจะมีลักษณะ 3 มิติ จากนั้นจะบันทึกภาพลง Photographic

ตัวอย่างภาพที่ได้จากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดส่องกราด (Scanning Electron Microscope)

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดส่องผ่าน
(Scanning Electron Microscope)

ตารางเปรียบเทียบกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงกับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
ลักษณะที่เปรียบเทียบ
|
กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง
|
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
|
1. แหล่งกำเนิดแสง | กระจกเงาหรือหลอดไฟ | ปืนยิงอิเล็กตรอน |
2. แสงที่ใช้ | แสงสว่างในช่วงที่ตามองเห็นได้ (ม่วง - แดง) ความยาวคลื่น 4,000 – 7,000 อังสตรอม | ลำแสงอิเล็กตรอนความยาวคลื่นประมาณ 0.05 อังสตรอม |
3. ชนิดของเลนส์ | เลนส์แก้ว | เลนส์แม่เหล็กไฟฟ้า |
4. กำลังขยาย | 1,000 – 1,500 เท่า | 200,000 - 500,000 เท่าหรือมากกว่า |
5. ขนาดของวัตถุที่เล็กที่สุดที่มองเห็น | 0.2 ไมโครเมตร | 0.0004 ไมโครเมตร |
6. อากาศในตัวกล้อง | มีอากาศ | สุญญากาศ |
7. ภาพที่ได้ | ภาพเสมือนหัวกลับดูได้จากเลนส์ใกล้ตา | ภาพปรากฏบนจอรับภาพเรืองแสง |
8. ระบบหล่อเย็น | ไม่มี | มี เนื่องจากเกิดความร้อนมาก |
9. วัตถุที่ส่องดู | มี หรือ ไม่มีชีวิต | ไม่มีชีวิตเท่านั้น |
อ้างอิง
http://www.se-ed.com/webboard/question.asp?gID=2390&brd=Allb&group=brdsciences
http://www.ucmp.berkeley.edu/history/leeuwenhoek.html
http://www.vcharkarn.com
http://personales.mundivia.es/mggalvez/ruska.htm
http://61.19.145.7/student/science401/bio/bio2-2/micro.htm
http://www.forensic.police.go.th/region6/sakonnakhon/camera.htm
http://biologyweb.esmartstudent.com/course.html
http://www.mut.ac.th/~vet/histo-html
http://www.se-ed.com/webboard/question.asp?gID=2390&brd=Allb&group=brdsciences
http://www.ucmp.berkeley.edu/history/leeuwenhoek.html
http://www.vcharkarn.com
http://personales.mundivia.es/mggalvez/ruska.htm
http://61.19.145.7/student/science401/bio/bio2-2/micro.htm
http://www.forensic.police.go.th/region6/sakonnakhon/camera.htm
http://biologyweb.esmartstudent.com/course.html
http://www.mut.ac.th/~vet/histo-html
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น