Mikroskop optyczny: jak działa i jak się rozwinął
Mikroskop optyczny (mikroskop optyczny, w skrócie OM) wykorzystuje zasady optyczne, ludzkie oko nie jest w stanie rozróżnić małych obiektów w powiększeniu, aby ludzie mogli wyodrębnić mikrostrukturę informacji z instrumentów optycznych.
Już w I wieku p.n.e. ludzie odkryli, że dzięki kulistemu, przezroczystemu obiektowi obserwowanie małych obiektów można uzyskać w powiększeniu. Później, stopniowo na sferycznej powierzchni szkła, obiekt może uzyskać powiększony obraz prawa zrozumienia. 1590, holenderscy i włoscy producenci okularów zbudowali podobne mikroskopowe przyrządy powiększające. 1610, mniej więcej w czasach włoskiego Galileusza i niemieckiego Keplera, którzy jednocześnie badali teleskop, zmienili odległość między obiektywem a okularem, aby uzyskać rozsądną strukturę obwodu optycznego mikroskopu, rzemieślnicy optyczni zajmująca się produkcją, promocją i rozpowszechnianiem sprzętu optycznego i mikroskopu. W tym czasie rzemieślnicy optyczni zajmowali się produkcją, promocją i ulepszaniem mikroskopów.
W połowie XVII wieku Robert Hooke z Anglii i Levenhuk z Holandii wnieśli wybitny wkład w rozwój mikroskopu, a około 1665 roku Hooke dodał mechanizm ogniskowania zgrubnego i mikrodziałania, system oświetlenia i stół do przenoszenia wycinków preparatu do mikroskopu. Elementy te były stale udoskonalane i stały się podstawowymi elementami współczesnego mikroskopu.
W latach 1673-1677 Levin Hooke wykonał mikroskopy o dużym powiększeniu z jednoczęściowym szkłem powiększającym, z których dziewięć przetrwało do dnia dzisiejszego. Hooker i Levine-Hooker wykorzystali domowy mikroskop, w badaniach mikrostruktury organizmów zwierzęcych i roślinnych dokonali wybitnych osiągnięć. XIX w. pojawienie się wysokiej jakości achromatycznego obiektywu immersyjnego, dzięki któremu mikroskop do obserwacji zdolności mikrostruktur znacznie się poprawił. 1827 Amici jako pierwszy użył obiektywu immersyjnego. XIX wieku niemieckie opactwo stworzyło klasyczne podstawy teoretyczne obrazowania mikroskopu. Przyczyniły się one do szybkiego rozwoju technik produkcji mikroskopów i obserwacji mikroskopowych, a także zapewniły biologom i naukowcom medycznym, w tym Kochowi i Pasteurowi, potężne narzędzie do odkrywania bakterii i mikroorganizmów w drugiej połowie XIX wieku.
Wraz z rozwojem konstrukcji samego mikroskopu wprowadzano innowacje w technikach obserwacji mikroskopowych: mikroskopia w świetle spolaryzowanym pojawiła się w 1850 r.; mikroskopia interferometryczna pojawiła się w 1893 r.; aw 1935 r. holenderski fizyk Zelnick stworzył mikroskopię z kontrastem fazowym, za którą w 1953 r. otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.
Klasyczny mikroskop optyczny był po prostu połączeniem elementów optycznych i precyzyjnych elementów mechanicznych, które wykorzystywały ludzkie oko jako odbiornik do obserwacji powiększonego obrazu. Później do mikroskopu dodano urządzenie fotograficzne, a jako odbiornik zastosowano kliszę fotograficzną do rejestrowania i przechowywania obrazu. Nowoczesne i powszechnie stosowane elementy fotoelektryczne, lampy telewizyjne i sprzęgacze ładunków jako odbiornik mikroskopu wraz z mikrokomputerem stanowią kompletny system pozyskiwania i przetwarzania informacji obrazowej.
Powierzchnia zakrzywionej powierzchni szkła lub innych przezroczystych materiałów wykonanych z soczewek optycznych może sprawić, że obiekt będzie powiększony. Mikroskop optyczny wykorzystuje tę zasadę do powiększania małych obiektów dla ludzkiego oka na tyle, aby obserwować ich rozmiar. Nowoczesne mikroskopy optyczne wykorzystują zwykle dwa stopnie powiększenia, uzupełnione soczewką obiektywową i okularem. Obserwowany obiekt umieszcza się przed soczewką obiektywową, pierwszy stopień powiększenia przez obiektyw w odwrócony obraz stały, a następnie ten obraz stały przez okular w drugim etapie powiększenia w obraz urojony, ludzkie oko widzi obraz wyimaginowany. Całkowite powiększenie mikroskopu jest iloczynem powiększenia obiektywu i powiększenia okularu. Powiększenie to stosunek powiększenia wymiarów liniowych, a nie stosunek powierzchni.
