คู่มือเลือกซื้อกล้องจุลทรรศน์ : สำหรับห้องปฏิบัติการโรงเรียน

กล้องจุลทรรศน์ นับเป็นเครื่องมือที่สำคัญอย่างยิ่งในการเรียนรู้ทางวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะในระดับการศึกษาขั้นพื้นฐานต่างๆ ซึ่งการที่สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน (สพฐ.) ได้กำหนดมาตรฐานของคุณสมบัติกล้องจุลทรรศน์ไว้ ก็เพื่อให้มีความเหมาะสมและรองรับการใช้งานของนักเรียนจำนวนมาก มีความทนทานต่อการใช้งานในสภาพแวดล้อมการศึกษา และสามารถให้ผลลัพธ์ของคุณภาพการส่องที่มีดีเพียงพอสำหรับการเรียนรู้เบื้องต้น ดังนั้น การพิจารณาถึงความสะดวกสบายของผู้ใช้งาน และคำนึงถึงความคุ้มค่าในการลงทุนระยะยาว ก็นับเป็นปัจจัยสำคัญของการกำหนดมาตรฐานเหล่านี้ขึ้นมา

อย่างไรก็ตาม การทำความเข้าใจในรายละเอียดของข้อกำหนดแต่ละข้อ จะช่วยให้เราสามารถเลือกซื้อ หรือตัดสินใจได้อย่างชาญฉลาดมากยิ่งขึ้น

ในบทความนี้ เราจะมาเจาะลึกถึงคุณสมบัติสำคัญของกล้องจุลทรรศน์ชนิดกระบอกตาคู่ ตามมาตรฐาน สพฐ. พร้อมทั้งอธิบายถึงความสำคัญ ข้อดี-ข้อเสียของแต่ละข้อกำหนด โดยจะเน้นที่ฟังก์ชันการทำงานเป็นหลัก

• เอนได้ไม่น้อยกว่า 30 องศา หมุนได้ และมีปุ่มล็อกตรึงให้อยู่กับที่

นอกจากนี้ การที่หัวกล้องหมุนได้ 360 องศา ถือว่าสำคัญอย่างยิ่งในชั้นเรียนที่มีนักเรียนจำนวนมากในห้อง ช่วยให้แต่ละคนสามารถผลัดเปลี่ยนกันสังเกตการณ์ตัวอย่างเดียวกันได้โดยไม่ต้องเคลื่อนย้ายกล้องทั้งตัว และไม่ต้องแลกเปลี่ยนที่นั่งระหว่างกัน การออกแบบนี้สนับสนุนการเรียนการสอนแบบกลุ่มและการทำงานร่วมกัน ทำให้การแลกเปลี่ยนความรู้เป็นไปอย่างราบรื่นและมีประสิทธิภาพ

• ปรับระยะห่างระหว่างตา (Interpupillary Distance - IPD) ได้ที่ 48-70 มม. และหมุนปรับ Diopter ได้

• ทางเลือกอื่น : 
  • กล้องจุลทรรศน์กระบอกตาเดี่ยวจะมีราคาที่ถูกกว่า แต่ไม่เหมาะกับการใช้งานต่อเนื่องเป็นเวลานาน หากงบประมาณจำกัด และใช้งานเพียงสั้นๆ อาจพิจารณาเลือกได้ แต่สำหรับห้องเรียนที่ใช้งานบ่อยครั้ง กระบอกตาคู่จะให้ประสบการณ์ที่ดีกว่ามาก
  • หากหัวกล้องไม่สามารถหมุนได้ 360 องศา ไม่มีผลใดๆ กับคุณภาพของตัวกล้อง จะมีก็แต่ข้อจำกัดในเรื่องการหมุนเวียนผลัดเปลี่ยนกันใช้งานจำนวนมากเท่านั้น สามารถพิจารณาเลือกแบบไม่มีคุณสมบัตินี้ได้หากจำเป็น
  • การปรับระยะห่างระหว่างตา ไม่จำเป็นต้องเลือกระหว่าง 48 - 70 มม. เสมอไป อาจเลือกกล้องจุลฯตัวที่มีระยะการปรับ 55 - 75 มม. หรือนอกเหนือจากนี้ แต่ถ้าเป็นโรงเรียนที่ระดับการศึกษาต่ำกว่ามัธยมศึกษา ระยะห่างระหว่างตาอาจน้อยกว่า 55 มม. ได้ ดังนั้น อาจต้องเลือกให้เหมาะสมกับวัยเป็นหลัก

• เลนส์ชนิดเห็นภาพกว้าง หรือ Wide Field (WF) มีกำลังขยาย 10x และ 15x อย่างละ 1 คู่

ค่า "18mm" หรือ "20mm" คือ Field Number ที่บอกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของพื้นที่จริงที่เราสามารถมองเห็นได้ผ่านเลนส์ การมี Field of View ที่กว้างขึ้น จะทำให้ผู้ใช้งานสามารถมองเห็นพื้นที่ของตัวอย่างได้มากขึ้นและครอบคลุมที่สุด การสำรวจและการค้นหาจุดที่น่าสนใจจะทำได้ง่ายและรวดเร็วขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้กำลังขยายสูง การที่สามารถมองเห็นภาพกว้างๆ ได้ จะทำให้เราไม่ต้องเลื่อนสไลด์บ่อยๆ ขณะส่อง

และเมื่อเปรียบเทียบเลนส์ใกล้ตา 10x กับ 15x ถ้ายิ่งใช้ขนาดกำลังขยายที่สูงขึ้น จะทำให้ Field of View ลดลง ทำให้เห็นพื้นที่น้อยลง และอาจทำให้ภาพสั่นไหวได้ง่ายขึ้น สำหรับการใช้งานทั่วไปนั้น เลนส์ใกล้ตา 15x มักไม่เป็นที่นิยมเท่ากับ 10x เนื่องจากอาจเกิด "กำลังขยายเปล่า" (Empty Magnification) หากกำลังขยายรวมที่ได้ เกินกว่าความละเอียดสูงสุดที่เลนส์ใกล้วัตถุและระบบแสงสามารถทำได้ ทำให้ภาพเบลอหรือไม่คมชัดเท่าที่ควร

ในส่วนของเลนส์ใกล้ตาแบบ Standard Field หรือที่มี Field Number น้อยกว่า 18 mm จะทำให้เรามองเห็นพื้นที่ของตัวอย่างได้น้อยลง หรือก็คือได้มุมมองภาพแคบกว่าเดิม ซึ่งอาจทำให้การสำรวจตัวอย่างขนาดใหญ่หรือการหาจุดที่ต้องการนั้น ทำได้ยากและใช้เวลานานกว่าเดิม

• มี Pointer ในตัว

Pointer เป็นจุดหรือเส้น ที่ปรากฏอยู่ในภาพ ขณะที่เรามองเห็นผ่านเลนส์ใกล้ตา ช่วยให้ผู้สอนสามารถชี้ตำแหน่งหรือโครงสร้างที่ต้องการให้นักเรียนสังเกตเห็นได้อย่างแม่นยำ ทำให้การสื่อสารระหว่างผู้สอนและผู้เรียนมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น โดยเฉพาะการเรียนการสอนแบบกลุ่ม ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความสะดวกในการสังเกตการณ์และทำให้นักเรียนสามารถเรียนรู้ได้ไวยิ่งขึ้น

• ทางเลือกอื่น : 
  • เลนส์ใกล้ตาอาจเป็นกำลังขยายอื่นๆ ได้ เช่น 16x 25x แต่ไม่ควรขาดเลนส์ 10x ที่เป็นกำลังขยายที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานทั่วไป เนื่องจากจะให้ภาพที่คมชัดและสบายตาที่สุด และการใช้กำลังขยายที่สูงเกินไป อาจทำให้ภาพที่มองเห็นมืดลงและมีรายละเอียดที่ลดลงได้ง่าย (Empty Magnification)
  • หากไม่มี Pointer เป็นตัวช่วยชี้ข้างในเลนส์ใกล้ตา ไม่มีผลใดๆ กับคุณภาพของภาพหรือตัวกล้อง แต่อาจจะมีข้อจำกัดในเรื่องของการสื่อสารระหว่างคุณครูและนักเรียน ทำให้การอธิบายว่า "ตอนนี้ดูตรงนี้" หรือ "เห็นเซลล์นี้ไหม" ทำได้ยากขึ้น เพราะผู้ฟังจะต้องพยายามหามุมมองเดียวกันกับผู้พูด ซึ่งอาจจะกินเวลาและทำให้เกิดความสับสนได้

3. เลนส์ใกล้วัตถุ (Objective Lenses) : 

• เลนส์ที่ช่วยแก้ความคลาดรงค์ของแสงสี (aberration) ชนิด Plan Achromatic

• กำลังขยาย 4x, 10x, 40x, (spring) และ 100x (spring oil)

กำลังขยายดังกล่าว เป็นกำลังขยายมาตรฐานที่ใช้กันทั่วไปในกล้องจุลทรรศน์ใช้แสงแบบ Compound 
- เลนส์ 4x (กำลังต่ำ) สำหรับหาตัวอย่างและดูภาพรวม (Scanning)
- เลนส์ 10x (กำลังปานกลาง) ใช้สังเกตโครงสร้างขนาดใหญ่ขึ้น
- เลนส์ 40x (กำลังสูง) ใช้สังเกตรายละเอียดของเซลล์หรือเนื้อเยื่อ
- เลนส์ 100x (กำลังสูงมาก) ใช้สำหรับสังเกตโครงสร้างที่มีขนาดเล็กมาก เช่น แบคทีเรีย หรือรายละเอียดของออร์แกเนลล์ ซึ่งจำเป็นต้องใช้งานร่วมกับน้ำมัน (Oil Immersion)

เลนส์ 100x มักถูกออกแบบมาให้ใช้น้ำมันอิมเมอร์ชั่นระหว่างเลนส์ใกล้วัตถุ 100x กับสไลด์ตัวอย่าง ซึ่งจะช่วยเพิ่มค่า Numerical Aperture (NA) ของเลนส์ได้ ทำให้มีความสามารถในการรวบรวมแสงและความละเอียดของภาพได้ดีขึ้น เนื่องจากน้ำมันมีดัชนีหักเหใกล้เคียงกับกระจก (ประมาณ 1.51) ทำให้แสงที่ผ่านตัวอย่างไม่เกิดการหักเหออกจากเลนส์ใกล้วัตถุมากเกินไป ช่วยให้เลนส์สามารถเก็บแสงและเพิ่มความละเอียดของภาพได้มากขึ้น การเพิ่ม NA โดยใช้น้ำมันทำให้ได้ภาพที่สว่างขึ้น คมชัด และสามารถแยกแยะรายละเอียดที่เล็กมากๆ ได้ดีขึ้น

• ทางเลือกอื่น : 
  • อาจเลือกเลนส์ชนิด Achromatic แทนได้ ถึงแม้ผลลัพธ์จะด้อยกว่า Plan Achromatic ในเรื่องของความคมชัดที่ขอบของภาพ แต่ก็เพียงพอสำหรับการใช้งานทั่วไปในห้องปฏิบัติการ และการเรียนการสอนที่เน้นการสังเกตโครงสร้างพื้นฐาน

4. แท่นวางสไลด์ (Stage) : 

• มาพร้อมระบบปรับเลื่อนสไลด์ (Mechanical Stage)

• ทางเลือกอื่น : 
  • แท่นวางสไลด์แบบ Plain Stage บางรุ่น จะมีให้ติดตั้ง Mechanical Stage Attachment หรือ Microscope Vernier Caliper เพิ่มเติมได้ ซึ่งก็ให้คุณสมบัติที่ช่วยเลื่อนตำแหน่งแผ่นสไลด์ได้เหมือนกัน แต่อาจจะมีความมั่นคงและเลื่อนแผ่นสไลด์ได้ไม่ลื่นไหลเท่ากับ Mechanical Stage ที่มีกลไกปรับเลื่อนสไลด์ในตัว

5. ระบบโฟกัส (Focusing System) : 

• มีปุ่มปรับภาพหยาบและละเอียด ชนิดแกนร่วมกัน (Coaxial)

ระบบ Coaxial คือ มีปุ่มปรับภาพหยาบ (Coarse Adjustment) และปุ่มปรับภาพละเอียด (Fine Adjustment) ถูกจัดเรียงอยู่บนแกนเดียวกัน และการที่สองปุ่มอยู่บนแกนเดียวกัน ทำให้สามารถปรับภาพได้ง่ายและรวดเร็ว ไม่ต้องละสายตาออกจากกล้อง ขณะกำลังส่องตัวอย่าง
- ปุ่มปรับภาพหยาบ : ใช้สำหรับการปรับโฟกัสเบื้องต้นอย่างรวดเร็ว โดยการเคลื่อนที่แท่นวางสไลด์ขึ้นลงในระยะที่กว้าง เหมาะสำหรับการหาตัวอย่างและนำภาพเข้าสู่ระยะโฟกัสคร่าวๆ
- ปุ่มปรับภาพละเอียด : ใช้สำหรับการปรับโฟกัสภาพอย่างละเอียด เพื่อให้ได้ภาพที่คมชัดที่สุด และมองเห็นรายละเอียดเล็กๆ ได้อย่างชัดเจน โดยการเคลื่อนที่ของปุ่มนี้จะมีระยะที่สั้นๆ และให้ความแม่นยำสูง

6. เลนส์รวมแสง (Condenser) : 

• เลนส์ชนิด Abbe Condenser N.A. 1.25 ปรับเลื่อน ขึ้น-ลงได้

Condenser ทำหน้าที่รวบรวมแสงจากแหล่งกำเนิดแสงให้ลำแสงเป็นรูปกรวย (cone of light) และส่องผ่านตัวอย่างบนแผ่นสไลด์ได้อย่างเหมาะสมที่สุด ซึ่งลำแสงที่ส่งผ่าน Condenser จะมีความเข้มของแสงที่สม่ำเสมอ ไม่ฟุ้งกระจาย ทำให้ได้ภาพที่มีความสว่าง คอนทราสต์ และให้ความละเอียดสูงสุด นอกจากนี้การปรับเลื่อนขึ้น-ลง ยังช่วยให้สามารถปรับระดับความเข้มข้นของแสงที่ตกกระทบกับตัวอย่าง และช่วยปรับให้กรวยแสง เหมาะสมกับเลนส์ใกล้วัตถุที่มีกำลังขยายแตกต่างกันได้

- Abbe Condenser (คอนเดนเซอร์แบบ Abbe) : เป็นเลนส์ที่ค่อนข้างเรียบง่าย ประกอบด้วยชุดเลนส์ 2-3 ชิ้น สามารถให้แสงสว่างเพียงพอสำหรับการสังเกตการณ์ในโหมด Brightfield หรือในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงทั่วไป แต่มีข้อจำกัดคือ ไม่ได้ถูกออกแบบมาเพื่อแก้ไขความคลาดสี (Chromatic Aberration) และความคลาดทรงกลม (Spherical Aberration) ของแสงที่ส่องผ่านคอนเดนเซอร์ ซึ่งอาจทำให้เกิดขอบสีหรือความบิดเบี้ยวของแสงที่บริเวณขอบภาพเล็กน้อย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้กับเลนส์ใกล้วัตถุที่มีค่า Numerical Aperture สูง เช่น เลนส์ 100x

- ค่า N.A. 1.25 (Numerical Aperture 1.25) : บ่งบอกว่าสามารถรองรับเลนส์ใกล้วัตถุที่มี N.A. สูง เช่น เลนส์ 100x ได้ หรือก็คือสามารถให้แสงที่เพียงพอและเหมาะสมที่จะ "เติมเต็ม" รูรับแสงของเลนส์ใกล้วัตถุ 100x ได้เกือบเต็มที่ ทำให้เลนส์ใกล้วัตถุสามารถทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ และให้ความละเอียดสูงสุด ตามที่ได้ออกแบบมา

ดังนั้น ค่า N.A. ของเลนส์รวมแสง จึงไม่ควรต่ำกว่า 1.25 เนื่องจาก เพื่อให้ได้ภาพที่มีความละเอียดสูงสุด ค่า N.A. ของคอนเดนเซอร์ควรจะเท่ากับหรือมากกว่า N.A. ของเลนส์ใกล้วัตถุที่คุณกำลังใช้งานอยู่ (มาตรฐานเลนส์ 100x จะมีค่า N.A. 1.25) หากคอนเดนเซอร์มี N.A. ต่ำกว่าเลนส์ใกล้วัตถุ จะทำให้ไม่สามารถดึงความสามารถในการแยกรายละเอียดภาพของเลนส์ใกล้วัตถุออกมาได้อย่างเต็มที่

• มี Iris Diaphragm พร้อมแป้นใส่กระจกกรองแสง

• ทางเลือกอื่น : 
  • หากเลือกเป็น Abbe Condenser ที่มีค่า N.A. น้อยกว่า 1.25 อาจจะทำให้ไม่สามารถใช้งานเลนส์ใกล้วัตถุ 100x ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ เหมาะกับการใช้งานที่ไม่ต้องการกำลังขยายสูง

7. ระบบให้แสงสว่าง (Illumination System) : 

• หลอดไฟ LED หรือ หลอดไฟ Halogen 6 โวลท์ 20 วัตต์

• มีสวิทซ์เปิด-ปิด และระบบหรี่ไฟ (Dimmer) มีฟิวส์ป้องกันไฟฟ้า ลัดวงจร

การหรี่ความสว่างไฟ เป็นอีกตัวช่วยสำคัญที่ช่วยควบคุมแสงให้มีความสว่างที่เหมาะสม ก่อนที่จะส่องผ่านตัวอย่างแผ่นสไลด์ และโดยปกติแล้ว กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้ไฟฟ้าทุกตัว โดยเฉพาะรุ่นใหม่ๆ และที่ผลิตตามมาตรฐานสากล จะมีฟิวส์ป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรหรือกระแสเกินติดตั้งมาให้อยู่แล้ว เพื่อความปลอดภัยในการใช้งาน


การเลือกกล้องจุลทรรศน์ชนิดกระบอกตาคู่ตามมาตรฐาน สพฐ. เป็นการลงทุนที่สำคัญสำหรับสถานศึกษา เพื่อให้มั่นใจว่านักเรียนจะได้รับเครื่องมือที่มีคุณภาพและเหมาะสมกับการเรียนรู้ทางวิทยาศาสตร์ มาตรฐานเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาอย่างครอบคลุม โดยคำนึงถึงคุณสมบัติทางแสงที่ให้ภาพคมชัด คุณสมบัติทางกลไกที่ใช้งานง่ายและทนทาน รวมไปถึงระบบสนับสนุนและบริการหลังการขายที่ไม่ได้พูดถึงในบทความนี้ เนื่องจากจะไม่ได้มีผลโดยตรงกับคุณภาพการส่องและการใช้งานซึ่งเป็นคุณสมบัติที่ผู้ซื้อตัดสินใจได้เองตามความเหมาะสมและงบประมาณ

การทำความเข้าใจในรายละเอียดของแต่ละสเปค จะช่วยให้ผู้จัดซื้อสามารถตัดสินใจได้อย่างชาญฉลาด ไม่ว่าจะเป็นการเลือกซื้อกล้องที่ตรงตามมาตรฐานอย่างเคร่งครัด หรือการประเมินทางเลือกอื่นเมื่อมีข้อจำกัด โดยคำนึงถึงความคุ้มค่าสูงสุดในระยะยาว และประโยชน์สูงสุดต่อการจัดการเรียนการสอน

การลงทุนในกล้องจุลทรรศน์ที่มีคุณภาพตามมาตรฐาน สพฐ. จึงไม่ใช่แค่การจัดซื้ออุปกรณ์ แต่เป็นการลงทุนในอนาคตทางการศึกษาของชาติ เพื่อส่งเสริมการเรียนรู้และพัฒนาทักษะทางด้านวิทยาศาสตร์ให้กับเยาวชนอย่างยั่งยืน

หากสนใจกล้องจุลทรรศน์ สำหรับการเรียนการสอน ทางเรามีจำหน่าย กล้องจุลทรรศน์ Bright-field สเปคดี ราคาโดน
สามารถเลือกซื้อเลือกชม >> กล้องจุลทรรศน์ << ที่ตรงกับความต้องการของคุณ หรือติดต่อสอบถามมาได้ที่นี่ 👇