(मायक्रोस्कोप). मानवी डोळ्याला १०० मायक्रॉनपेक्षा (१ मिमी.चा दहावा भाग) कमी आकारमानाची वस्तू दिसू शकत नाही. यापेक्षा लहान वस्तूंचे निरीक्षण करण्यासाठी भिंग किंवा सूक्ष्मदर्शी वापरावा लागतो. सूक्ष्मदर्शी या उपकरणात प्रकाश, ध्वनी किंवा इलेक्ट्रॉन शलाका यांच्या साहाय्याने सूक्ष्म वस्तूंची मोठी केलेली प्रतिमा मिळते. ही प्रतिमा मूळ वस्तूच्या मानाने किती पट मोठी आहे, हे सूक्ष्मदर्शीच्या वर्धनक्षमतेने (मॅग्निफाइंग पॉवर) दाखवले जाते. वर्धनक्षमता गुणाकाराच्या (X) चिन्हाने दाखवतात, जसे ५०X म्हणजे वर्धनक्षमता ५० असते. सूक्ष्मदर्शीतून पाहिले असता ज्या कमीत कमी अंतरावर दोन वस्तू असल्या तर त्या एकमेकांपासून वेगळ्या दिसतात, त्या अंतराला सूक्ष्मदर्शीची विभेदनक्षमता (रिझॉल्विंग पॉवर) म्हणतात. ती सामान्यपणे मिलिमीटरमध्ये (मिमी.) दर्शवतात. विभेदनक्षमता जेवढी जास्त तेवढे प्रतिमेचे तपशील अधिक स्पष्ट दिसतात. विभेदनक्षमता प्रकाशाच्या तरंगलांबीवर अवलंबून असते; कमी तरंगलांबीने प्रतिमा अधिक स्पष्ट मिळते. जीवविज्ञानाच्या अभ्यासात सूक्ष्मदर्शी हे एक उपयुक्त उपकरण आहे.
सूक्ष्मदर्शीचा इतिहास : किमान २००० वर्षांपूर्वी कोरीव काम करणाऱ्या कामगारांनी पाण्याने भरलेल्या काचेच्या गोलाकार वस्तूंचा वापर भिंग म्हणून केला असावा, असा उल्लेख आढळतो. त्यानंतर रोमन लोकांनी खडक-स्फटिकांपासून अधिक वर्धनक्षमतेचे भिंग तयार केले. आताचे वापरात असलेले काचेचे भिंग सु. १२०० च्या उत्तरार्धात तयार करण्यात आले. १५९० च्या सुमारास संयुक्त सूक्ष्मदर्शीचे तत्त्व शोधून काढण्याचे श्रेय हान्स यानसेन, त्यांचे पुत्र झाकारियस यानसेन व हान्स लिपेर्शे या चष्मे-निर्मात्यांना देण्यात येते. पुढे १६७० च्या दशकात आंतॉन व्हान लेव्हेनहूक यांनी २७०X वर्धनक्षमतेचा साधा सूक्ष्मदर्शक तयार केला. नंतरच्या काळात भिंगांमधील प्रतिमा सुधारण्याच्या उद्देशाने विविध काचनिर्मितीच्या पद्धतींचा विकास करण्यात आला. १९३१ साली जर्मन वैज्ञानिकांनी इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी विकसित केले. नंतर १९५१ मध्ये आयन-सूक्ष्मदर्शीचा शोध लागला आणि १९८१ मध्ये स्वीस व प. जर्मनीतील शास्त्रज्ञांनी पहिले क्रमवीक्षक सुरंगन सूक्ष्मदर्शी तयार केले.
प्रकाशीय सूक्ष्मदर्शी हे सर्वाधिक परिचित असून त्यात प्रतिमा निर्मितीसाठी भिंगे वापरतात. त्याचे साधा व संयुक्त असे दोन प्रकार असून हे शाळा-कॉलेजातील प्रयोगशाळांमध्ये वापरले जातात. साध्या सूक्ष्मदर्शीमध्ये एकच भिंग वापरतात, तर संयुक्त सूक्ष्मदर्शीमध्ये अनेक भिंगांचा वापर केलेला असतो. मात्र अधिक मोठ्या व गुंतागुंतीच्या संयुक्त सूक्ष्मदर्शीलाच सर्वसाधारणपणे सूक्ष्मदर्शी म्हटले जाते. साध्या सूक्ष्मदर्शीची वर्धनक्षमता १X ते १०X आणि विभेदनक्षमता १ मिमी.पर्यंत असू शकते. संयुक्त सूक्ष्मदर्शीची वर्धनक्षमता २.५X ते १०००X असून विभेदनक्षमता ०.०१ ते ०.०००२ मिमी. असते.
इतर सूक्ष्मदर्शींमध्ये विविध भौतिकीय परिणामांचे (आविष्कारांचे) तरंगरूप वापरतात. इलेक्ट्रॉन शलाका/झोत वापरून प्रतिमा निर्माण करणाऱ्या सर्वांत महत्त्वाच्या इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शीची वर्धनक्षमता १०००X ते १२,०००,०००X आणि विभेदनक्षमता ०.००१ ते ०.००००००१२ मिमी. असते. ध्वनिकीय (अकौस्टिक) किंवा क्रमवीक्षक सुरंगन (स्कॅनिंग टनेलिंग मायक्रोस्कोपी) अशा सूक्ष्मदर्शीमध्ये इतर भौतिकीय परिणाम वापरत असल्यामुळे वर्धनक्षमता वाढते व आणखी सूक्ष्मकण पाहता येतात. उदा., क्रमवीक्षक सुरंगन सूक्ष्मदर्शीखाली अणू, रेणू इत्यादी वेगवेगळे पाहता येतात. यांशिवाय त्रिमितिदर्शक, ध्रुवणकारी, परावर्तनी, विरोधी पार्श्वभूमी असलेला, धातू व मिश्रधातू यांच्या अभ्यासासाठी वापरण्यात येणारे इत्यादी सूक्ष्मदर्शीचे प्रकार विकसित केले गेले आहेत व वापरले जात आहेत.
संयुक्त सूक्ष्मदर्शीची कल्पना १५९० च्या सुमारास पुढे आली. या सूक्ष्मदर्शीमध्ये पाहायच्या वस्तूची मोठी प्रतिमा तयार करण्यासाठी एक भिंग असते आणि ही प्रतिमा दुसऱ्या भिंगातून पाहिली जाते. सूक्ष्मदर्शीच्या नळीत भिंगांचा एक गट असून त्याला वस्तुभिंग (बिंबिका) म्हणतात. वस्तूकडून येणारे प्रकाशकिरण वस्तुभिंगाने नळीच्या मध्यभागी एकत्र येतात आणि तेथे वस्तूची बरीच मोठी प्रतिमा तयार होते. नलिकेच्या मध्यापाशी नेत्रभिंग (नेत्रिका) हा भिंगांचा दुसरा गट असतो. नेत्रभिंगाद्वारे वस्तूची प्रतिमा आणखी मोठी केली जाते. वस्तुभिंगाच्या खालच्या बाजूला सूक्ष्मदर्शीचा मंच असून त्यावर जी वस्तू पाहायची आहे ती ठेवतात व क्लिपा लावून ती हलणार नाही याची काळजी घेतात. सर्वसाधारणपणे सूक्ष्मदर्शीमध्ये वस्तुभिंगांचे काढघाल करता येणारे अनेक संच असतात आणि हव्या असलेल्या वर्धनक्षमतेनुसार योग्य संच वापरता येतात. अशाच प्रकारे वेगवेगळी नेत्रभिंगे वापरता येतात.
वस्तू नेमकी केंद्रीभवनाच्या ठिकाणी आणण्यासाठी स्क्रूंच्या मदतीने नळी खाली-वर करता येते. ढोबळ व सूक्ष्म जुळवाजुळव करण्यासाठी दोन स्क्रू असतात. वस्तू सामान्यपणे काचपट्टीवर म्हणजे स्लाइडवर मांडतात व ही काचपट्टी सूक्ष्मदर्शीच्या मंचावर ठेवतात. प्राण्यांच्या किंवा वनस्पतींच्या भागांचे १-१० मायक्रॉन (मायक्रोमीटर; म्यूमी; १०-६ मी.) जाडीचे पातळ काप घेतात. आवश्यकतेनुसार पेशी ठळकपणे उठून दिसण्यासाठी काप अभिरंजित करतात. असा काप अगदी नितळ योग्य माध्यमात काचपट्टीवर ठेवतात आणि त्यावर काचेचे अगदी पातळ आवरण ठेवतात. अशी काचपट्टी सूक्ष्मदर्शीच्या मंचावर ठेवून खालून येणाऱ्या आणि तिच्यातून जाणाऱ्या प्रकाशात तिचे निरीक्षण करतात. हा प्रकाश मंचाखालील आरशाने परावर्तित केलेला असून संघनक नावाच्या भिंगांच्या गटाने तो केंद्रित होतो. त्यामुळे काचपट्टीवरील वस्तूवर प्रखर प्रकाश पडतो. मग वस्तुभिंगाने त्यांचे केंद्रीभवन होऊन वस्तूची खरी व उलटी प्रतिमा तयार होते. नंतर नेत्रभिंगाने प्रतिमा अधिक मोठी होते. ही प्रतिमा एक किंवा दोन्ही डोळ्यांनी पाहता येते.
साधारणपणे वर्धनक्षमता १००X असलेल्या सूक्ष्मदर्शीखाली १ मिमी. जाडीची टाचणी १०० पट जाड दिसते. ही वर्धनक्षमता वस्तुभिंग व नेत्रभिंग यांच्या वर्धनक्षमतांवर अवलंबून असते आणि या दोन्हींच्या गुणाकाराने सूक्ष्मदर्शीची वर्धनक्षमता मिळते. नेत्रभिंगांची वर्धनक्षमता सामान्यपणे ५X ते २०X असून वस्तुभिंगांची वर्धनक्षमता ६X ते ७०X असते. या भिंगांच्या मदतीने सूक्ष्मदर्शीची किमान वर्धनक्षमता ३०X (= ५ X ६) आणि कमाल वर्धनक्षमता १४००X (= २० X ७०) होते. १०००X या वर्धनक्षमतेला रक्तातील तांबड्या पेशी सु. ६ मिमी. रुंदीच्या दिसतात. अनेक जीवाणू हे दंड किंवा ठिपक्यांसारखे दिसतात. त्वचा, स्नायू, चेतापेशी व शरीराचे किंवा वनस्पतींचे इतर भाग स्पष्टपणे दिसतात. १५००X हून अधिक वर्धनक्षमतेचा प्रकाशीय सूक्ष्मदर्शी चांगला ठरत नाही. कारण प्रकाशाची तरंगलांबी मिलिमीटरच्या २००० पट इतकी कमी (सूक्ष्म) असते. यामुळे कोणतीही भिंगे वापरली, तरी प्रकाशीय सूक्ष्मदर्शीत यापेक्षा सूक्ष्म वस्तू स्पष्टपणे दिसत नाही.
या अडचणींवर इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शीद्वारे मात करता येते. यात प्रकाशाऐवजी इलेक्ट्रॉनची शलाका वापरतात (तारेमधील विद्युतप्रवाह म्हणजे इलेक्ट्रॉन या विद्युतभारित सूक्ष्मकणांची हालचाल असते). यात भिंगांऐवजी शक्तिशाली विद्युतचुंबक वापरून शलाकेचे केंद्रीभवन होते. इलेक्ट्रॉन शलाकेचे केंद्रीभवन विद्युतीय व चुंबकीय क्षेत्रांनी करता येते. प्रत्यक्ष इलेक्ट्रॉन शलाका दिसत नसली, तरी तिचा छायाचित्राच्या फिल्मवर किंवा अनुस्फुरक (स्वयंप्रकाशी) पडद्यावर परिणाम होतो. अशा रीतीने सूक्ष्म प्रतिमा निर्माण होऊ शकते. संयुक्त सूक्ष्मदर्शीखाली न दिसणारे विषाणू इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शीमुळे पाहता येतात.
इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शीने सरळ २००००X वर्धनक्षमता मिळू शकते. अशी फिल्मवरील चित्रे मोठी करून १०००००X वर्धनक्षमता मिळते. क्षेत्र उत्सर्जन या खास प्रकारच्या इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शीची वर्धनक्षमता यापेक्षा खूप मोठी असू शकते. त्यामुळे पदार्थांच्या कणांची मांडणी पाहता येते. निर्वातामधील टंगस्टन धातूच्या बारीक तारेच्या टोकाला उच्च विद्युतदाब लावून हे साध्य करता येते. यामुळे या टोकापासून निघणाऱ्या इलेक्ट्रॉनांच्या प्रवाहाने पडद्यावर पदार्थाची मोठी प्रतिमा तयार होते, तिचे छायाचित्र घेता येते व संगणकाच्या मदतीने हे कृष्णधवल चित्र रंगीत करता येते. प्रेषण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शीमध्ये नमुन्याचे २०–१०० नॅनोमीटर (१०-९ मी.; नॅमी.) एवढे तुकडे अभिरंजित करतात किंवा धातूने वेष्टित करतात. यामुळे त्यांच्यातील विरोधाभास व्यवस्थितपणे दिसतो. क्रमवीक्षक इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शीत वस्तूची त्रिमितीय प्रतिमा पाहता येते. क्रमवीक्षक प्रेषण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शीत वरील दोन्ही वैशिष्ट्ये एकवटलेली असतात. यात सूक्ष्म वस्तूची प्रतिमा नऊ कोटीपट मोठी दिसू शकते. त्याद्वारे अणू किंवा रेणू पाहता येतात.
३,००० मेगॅहर्ट्स कंप्रतेचे ध्वनितरंग वापरणाऱ्या ध्वनिकीय सूक्ष्मदर्शीची विभेदनक्षमता प्रकाशीय सूक्ष्मदर्शीएवढी असते. पेशींचा अभ्यास, भिन्न पदार्थांतील दोष ओळखणे, संमिश्र पदार्थांचे गुणधर्म तपासणे इ. विविध कामांसाठी भिन्न कंप्रता पल्ल्याचे ध्वनिकीय सूक्ष्मदर्शी वापरतात.
