- บทความ | ดร.ศรัณย์ สัมฤทธิ์เดชขจร
- นักวิจัยอาวุโส ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค-สวทช.)
เป็นที่รู้กันว่ากล้องไมโครสโคปที่ใช้กันอยู่นั้นจะไม่สามารถใช้ตรวจสอบสิ่งโปร่งแสงและไม่มีสีอย่างเซลล์หรือสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กได้ดี และในช่วงที่ผ่านมาก็ได้มีความพยายามหาวิธีการต่างๆ มาประยุกต์ใช้อาทิ การปรับระบบแสงใหม่ การใช้เทคนิค Dark Field และ การใช้สีย้อม เข้ามาช่วย ซึ่งถึงแม้ว่าวิธีการ Dark Field จะช่วยให้สามารถเห็นวัตถุโปร่งแสงและไม่มีสีได้ชัดเจนขึ้นแต่ความบิดเบือนของภาพอาจทำให้การแปรผลผิดพลาดได้ ส่วนวิธีการย้อมสีเองจะไม่เหมาะกับสิ่งที่มีชีวิตมากนักและทำให้รายละเอียดที่มีสีคล้ายกับสีย้อมเองเห็นไม่ชัดเจน
ในช่วงปี ค.ศ. 1930 Frits Frederik Zernike เป็นบุคคลหนึ่งที่ให้ความสนใจกับปัญหานี้ และได้ตั้งต้นจากหลักคิดที่พิจารณาแสงเป็นคลื่นแทน ซึ่งพบว่าเมื่อแสงเคลื่อนที่ผ่านวัตถุที่มีเฟสต่างไปจากสภาพรอบข้างเป็น 25% ของความยาวคลื่น ซึ่งมองด้วยตาเปล่าผ่านกล้องไมโครสโคปไม่เห็นนั้น จะสามารถเห็นได้ชัดเจน
เมื่อนำแผ่นที่มีเฟสคงที่ที่จะทำให้แสงที่เคลื่อนที่ทะลุผ่านวัตถุ และที่เคลื่อนที่ทะลุผ่านสภาพรอบข้าง มีเฟสที่ต่างกันมากขึ้นไปถึง 50% ผลที่ได้คือแสงจากบริเวณทั้งสองจะเกิดการแทรกสอดกันแบบเสริมกันหรือหักล้างกันอย่างสมบูรณ์มากขึ้น ซึ่งจะทำให้เห็นวัตถุโปร่งแสงได้อย่างชัดเจน
หลังจากค้นพบหลักการดังกล่าว Zernike ได้นำเสนอต่อบริษัท Carl Zeiss ที่เมือง Jena ซึ่งมีชื่อเสียงด้านไมโครสโคป แต่ได้รับการปฏิเสธพร้อมกับได้รับการดูถูกที่ว่า ถ้าสิ่งที่ได้จากค้นพบดีจริง บริษัทอย่าง Carl Zeiss น่าจะคิดได้นานมาแล้ว อย่างไรก็ตามในช่วงสงครามที่เยอรมันได้เข้ายึดครองยุโรปนี่เองที่กล้องไมโครสโคปที่ใช้หลักการที่ Zernike ค้นพบ ได้ถูกสร้างขึ้น และภายหลังสงคราม หลายบริษัทก็มีผลิตภัณฑ์ดังกล่าวออกมาจำหน่าย
- ประวัติย่อ : Frits Frederik Zernike
Frits Frederik Zernike เกิดที่เมือง Amsterdam เมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม ค.ศ. 1888 และเป็นบุตรคนที่ 2 ของพี่น้องทั้งหมด 6 คน ความสนใจทางด้านวิทยาศาสตร์ก่อตัวขึ้นจากสภาพแวดล้อมในครอบครัวที่บิดาและมารดาเป็นครูสอนคณิตศาสตร์ ช่วงที่เป็นนักเรียนอยู่นั้นมีความสนใจในวิทยาศาสตร์มากถึงขั้นที่ทำให้ตัวเองไม่ใส่ใจกับวิชาอื่นอย่างประวัติศาสตร์และภาษา ทำให้ต้องเข้าสอบ State Metriculation Test เพื่อที่จะให้มีคุณสมบัติผ่านเข้าเรียนในระดับมหาวิทยาลัยต่อได้ นอกจากนี้ยังได้ใช้เวลาว่างทำการทดลองเรื่องสี การถ่ายภาพ กล้องถ่ายภาพ และ ดาราศาสตร์ ในปี ค.ศ. 1905 ได้เข้าศึกษาต่อที่ University of Amsterdam โดยเลือกเคมีเป็นวิชาเอก ส่วนฟิสิกส์และคณิตศาสตร์เป็นวิชารอง
ในปี ค.ศ. 1908 ได้ส่งเรียงความที่เกี่ยวกับความน่าจะเป็นเข้าประกวดที่ University of Groningen และได้รับรางวัลเหรียญทอง จากนั้นในอีกสามปีถัดมาก็ได้ส่งบทความเรียงเกี่ยวกับสีของโอปอลและได้รับรางวัลเหรียญทองจากสมาคมวิทยาศาสตร์ของเนเธอร์แลนด์ (อนึ่ง คณะกรรมการพิจารณาบทความมี Hendrik Lorentz และ Johannes van der Waals ร่วมอยู่ด้วย) ในปี ค.ศ. 1913 ศาสตราจารย์ Jacobus Kapteyn ได้เชิญให้ไปเป็นผู้ช่วย และปี ค.ศ. 1915 ก็เริ่มทำงานสอนคณิศาสตร์และฟิสิกส์ เขายังได้รับการแต่งตั้งให้เป็นศาสตราจารย์ในปี ค.ศ. 1915 ด้วย นอกเหนือจากความสนใจในเรื่องแสงแล้ว Frits Zernike ยังสนใจเรื่องการประยุกต์ใช้สถิติกับการคำนวณหาตำแหน่งของโมเลกุลในของเหลว และ การสร้างเครื่องมือวัดกระแสไฟฟ้าความไวสูง
แหล่งข้อมูล
- Nobel Lectures in Physics 1942-1962, World Scientific Publishing, November 1998.
- https://nobelprize.org , accessed Feb 2019.
- https://en.wikipedia.org , accessed Feb 2019.
- ศรัณย์ สัมฤทธิ์เดชขจร, โฟโทนิกส์ มหัศจรรย์แห่งแสง, นานมีบุ๊คพับลิเคชัน, กรุงเทพฯ, กุมภาพันธ์ 2549.
บทความที่เกี่ยวข้อง
- แสงกับรางวัลโนเบล ตอนที่ 12 | ค.ศ.1921 สำหรับงานศึกษาทางด้านฟิสิกส์ทฤษฎีโดยเฉพาะการค้นพบกฏที่ใช้อธิบายปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริค
- แสงกับรางวัลโนเบล ตอนที่ 13 | ค.ศ.1922 สำหรับการค้นพบโครงสร้างของอะตอมและการปลดปล่อยพลังงานจากอะตอม
- แสงกับรางวัลโนเบล ตอนที่ 14 | ค.ศ.1923 สำหรับการค้นพบประจุไฟฟ้าพื้นฐานและผลงานที่เกี่ยวกับปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริค
- แสงกับรางวัลโนเบล ตอนที่ 15 | ค.ศ.1924 สำหรับกระบวนการค้นคว้าและผลงานวิจัยทางด้าน X-Ray Spectroscopy
- แสงกับรางวัลโนเบล ตอนที่ 16 | ค.ศ.1927 สำหรับการค้นพบปรากฏการณ์ Compton
- แสงกับรางวัลโนเบล ตอนที่ 17 | ค.ศ.1930 สำหรับการศึกษาทางด้านการกระเจิงของแสงและปรากฏการณ์การกระเจิงของแสงแบบ Raman