Zasada działania i historia rozwoju mikroskopu optycznego
Mikroskop optyczny (w skrócie OM) to instrument optyczny, który wykorzystuje zasady optyczne do powiększania i obrazowania małych obiektów, których ludzkie oko nie jest w stanie rozdzielić, dzięki czemu ludzie mogą wydobywać informacje o mikrostrukturze.
Już w I wieku p.n.e. ludzie odkryli, że obserwując małe obiekty przez sferyczne, przezroczyste przedmioty, można je powiększyć do postaci obrazów. Później stopniowo zacząłem rozumieć prawo, zgodnie z którym sferyczna szklana powierzchnia może powiększać i obrazować przedmioty. W 1590 roku holenderscy i włoscy wytwórcy okularów stworzyli przyrządy powiększające podobne do mikroskopów. Około 1610 roku podczas badania teleskopów Galileo we Włoszech i Kepler w Niemczech zmienili odległość między soczewką obiektywu a okularem, aby uzyskać rozsądną strukturę ścieżki optycznej mikroskopu. Rzemieślnicy optycy w tym czasie zajmowali się produkcją, promocją i ulepszaniem mikroskopów.
W połowie XVII wieku Robert Hooke w Anglii i Leeuwenhoek w Holandii wnieśli wybitny wkład w rozwój mikroskopów. Około 1665 roku Hooke dodał mechanizmy zgrubnej i precyzyjnej regulacji ostrości, systemy oświetlenia oraz stół warsztatowy do przenoszenia próbek do mikroskopu. Komponenty te były stale udoskonalane i stały się podstawowymi budulcami nowoczesnych mikroskopów.
W latach 1673-1677 Levin Hooke wykonał mikroskopy dużej mocy typu jednoczęściowego szkła powiększającego, z których dziewięć zachowało się do dziś. Hooke i Levin Hooke dokonali wybitnych osiągnięć w badaniu mikroskopowej budowy zwierząt i roślin przy użyciu samodzielnie wykonanych mikroskopów. W XIX wieku pojawienie się wysokiej jakości achromatycznych immersyjnych soczewek obiektywowych znacznie poprawiło zdolność mikroskopów do obserwacji drobnych struktur. W 1827 roku Amici jako pierwszy zastosował obiektyw immersyjny w płynie. W latach siedemdziesiątych XIX wieku niemiecki ksiądz położył klasyczne podstawy teoretyczne obrazowania mikroskopowego. Przyczyniły się one do szybkiego rozwoju produkcji mikroskopów i technologii obserwacji mikroskopowych oraz zapewniły biologom i naukowcom medycznym, w tym Kocha i Pasteurowi, potężne narzędzia do odkrywania bakterii i mikroorganizmów w drugiej połowie XIX wieku.
Podczas gdy rozwija się sama struktura mikroskopu, technologia obserwacji mikroskopowej jest również stale unowocześniana: mikroskopia w świetle spolaryzowanym pojawiła się w 1850 roku; mikroskopia interferencyjna pojawiła się w 1893 roku; w 1935 roku holenderski fizyk Zernik stworzył mikroskopię z kontrastem fazowym. techniki, za którą w 1953 roku otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.
Klasyczny mikroskop optyczny jest po prostu połączeniem elementów optycznych i precyzyjnych elementów mechanicznych i wykorzystuje ludzkie oko jako odbiornik do obserwacji powiększonego obrazu. Później do mikroskopu dodano urządzenie fotograficzne, a jako odbiornik, który można było rejestrować i przechowywać, zastosowano kliszę światłoczułą. W dzisiejszych czasach elementy optoelektroniczne, tubusy kamer telewizyjnych i sprzęgacze ładunkowe są powszechnie stosowane jako odbiorniki mikroskopu, a po wyposażeniu w mikrokomputer powstaje kompletny system akwizycji i przetwarzania informacji obrazowych.
Soczewki optyczne wykonane z zakrzywionego szkła lub innych przezroczystych materiałów mogą powiększać obiekty w obrazy. Mikroskopy optyczne wykorzystują tę zasadę do powiększania małych obiektów do rozmiarów wystarczających do obserwacji przez ludzkie oko. Nowoczesne mikroskopy optyczne zwykle wykorzystują dwa stopnie powiększenia, które uzupełnia odpowiednio obiektyw i okular. Obserwowany obiekt znajduje się przed soczewką obiektywu. Jest on powiększany przez soczewkę obiektywu w pierwszym etapie i staje się odwróconym obrazem rzeczywistym. Następnie obraz rzeczywisty jest powiększany przez okular w drugim etapie, tworząc obraz wirtualny. To, co widzi ludzkie oko, to wirtualny obraz. Całkowite powiększenie mikroskopu jest iloczynem powiększenia obiektywu i powiększenia okularu. Powiększenie odnosi się do współczynnika powiększenia wymiarów liniowych, a nie do stosunku powierzchni.
