Zasada działania i historia rozwoju mikroskopów optycznych
Mikroskop optyczny (w skrócie OM) to instrument optyczny wykorzystujący zasady optyczne do powiększania i obrazowania małych obiektów, których ludzkie oko nie może rozróżnić, dzięki czemu ludzie mogą wyodrębnić informacje o mikrostrukturze.
Już w I wieku p.n.e. odkryto, że obserwując małe obiekty przez kuliste przezroczyste obiekty, można je powiększyć i zobrazować. Później stopniowo zyskiwałem wiedzę na temat prawa mówiącego, że sferyczne powierzchnie szklane mogą powiększać i wyświetlać obrazy obiektów. Już w 1590 roku producenci okularów w Holandii i Włoszech stworzyli przyrządy powiększające podobne do mikroskopów. Około 1610 roku Galileusz z Włoch i Kepler z Niemiec podczas badania teleskopów zmienili odległość między obiektywem a okularem, aby uzyskać rozsądną strukturę ścieżki optycznej dla mikroskopów. W tym czasie rzemieślnicy optyczni zajmowali się produkcją, promocją i ulepszaniem mikroskopów.
W połowie XVII wieku Robert Hooke z Anglii i Leeuwenhoek z Holandii wnieśli wybitny wkład w rozwój mikroskopów. Około 1665 roku Hooke dodał mechanizmy zgrubnego i mikroogniskowania, systemy oświetlenia i stoły warsztatowe do przenoszenia preparatów do mikroskopu. Elementy te były stale udoskonalane i stały się podstawowymi elementami współczesnych mikroskopów.
W latach 1673–1677 Levin Hooke opracował jednoelementowy mikroskop dużej mocy typu szkło powiększające, z którego dziewięć zachowało się do dziś. Hooke i Levin Hooke osiągnęli wybitne osiągnięcia w badaniu mikrostruktury organizmów zwierzęcych i roślinnych przy użyciu własnoręcznie wykonanych mikroskopów. W XIX wieku pojawienie się wysokiej jakości achromatycznych soczewek immersyjnych znacznie poprawiło zdolność mikroskopów do obserwacji drobnych struktur. W 1827 roku Archie jako pierwszy zastosował soczewki immersyjne. W latach siedemdziesiątych XIX wieku niemiecki Abbe położył klasyczne podstawy teoretyczne obrazowania mikroskopowego. Wszystkie one przyczyniły się do szybkiego rozwoju produkcji mikroskopów i technologii obserwacji mikroskopowych, a także zapewniły biologom i naukowcom medycznym, w tym Kochowi i Pasteurowi, potężne narzędzia do odkrywania bakterii i mikroorganizmów w drugiej połowie XIX wieku.
Wraz z rozwojem konstrukcji samego mikroskopu, nieustannie wprowadzane są innowacje w technologii obserwacji mikroskopowych: mikroskopia polaryzacyjna pojawiła się w 1850 roku; W 1893 roku pojawiła się mikroskopia interferencyjna; W 1935 roku holenderski fizyk Zernike stworzył mikroskopię z kontrastem fazowym, za którą w 1953 roku otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.
Klasyczny mikroskop optyczny to po prostu połączenie elementów optycznych i precyzyjnych elementów mechanicznych, wykorzystujące ludzkie oko jako odbiornik do obserwacji powiększonego obrazu. Później do mikroskopu dodano urządzenie fotograficzne, wykorzystujące błonę światłoczułą jako odbiornik do nagrywania i przechowywania. W dzisiejszych czasach elementy fotoelektryczne, kamery telewizyjne i sprzęgacze ładunków są powszechnie używane jako odbiorniki mikroskopów, które w połączeniu z mikrokomputerami tworzą kompletny system gromadzenia i przetwarzania informacji o obrazie.
Soczewki optyczne wykonane ze szkła lub innych przezroczystych materiałów o zakrzywionych powierzchniach mogą powiększać i obrazować obiekty, a mikroskopy optyczne wykorzystują tę zasadę do powiększania małych obiektów do rozmiaru wystarczającego do obserwacji przez ludzkie oko. Nowoczesne mikroskopy optyczne zazwyczaj wykorzystują dwa stopnie powiększenia, każdy uzupełniony soczewką obiektywową i okularem. Obserwowany obiekt znajduje się przed obiektywem i po pierwszym powiększeniu przez obiektyw tworzy odwrócony obraz rzeczywisty. Następnie ten rzeczywisty obraz jest w drugim etapie powiększany przez obiektyw, tworząc obraz urojony. To, co widzi ludzkie oko, to obraz wyimaginowany. Całkowite powiększenie mikroskopu jest iloczynem powiększenia obiektywu i powiększenia okularu. Współczynnik powiększenia odnosi się do współczynnika powiększenia wymiarów liniowych, a nie do stosunku powierzchni.
