Princip delovanja in zgodovina razvoja optičnih mikroskopov
Optični mikroskop (OM) je optični instrument, ki uporablja optične principe za povečavo in slikanje majhnih predmetov, ki jih človeško oko ne more razločiti, z namenom pridobivanja mikrostrukturnih informacij.
Že v prvem stoletju pred našim štetjem so odkrili, da lahko opazovanje majhnih predmetov skozi sferične prozorne predmete poveča in slika. Kasneje sem postopoma spoznal zakonitost, da sferične steklene površine lahko povečajo in slikajo predmete. Leta 1590 so proizvajalci očal na Nizozemskem in v Italiji že ustvarili povečevalne instrumente, podobne mikroskopom. Okoli leta 1610 sta Galileo iz Italije in Kepler iz Nemčije med preučevanjem teleskopov spremenila razdaljo med objektivom in okularjem, da bi dobila razumno strukturo optične poti mikroskopa. Takrat so se optični obrtniki ukvarjali z izdelavo, promocijo in izboljšavo mikroskopov.
Sredi -17. stoletja sta Robert Hooke iz Anglije in Lewandowski iz Nizozemske izjemno prispevala k razvoju mikroskopov. Okrog leta 1665 je Hooke dodal mehanizme za grobo in mikro ostrenje, sisteme osvetlitve in delovne mize za prenašanje preparatov v mikroskop. Te komponente so se nenehno izboljševale in postale osnovne komponente sodobnih mikroskopov.
Med letoma 1673 in 1677 je Levin Hooke izdelal enokomponentni mikroskop visoke moči s povečevalnim steklom, od katerega se jih je do danes ohranilo devet. Hooke in Levin Hooke sta dosegla izjemne dosežke pri proučevanju mikrostrukture živalskih in rastlinskih organizmov s pomočjo lastno izdelanih mikroskopov. V 19. stoletju je pojav visokokakovostnih akromatskih imerzijskih leč močno izboljšal sposobnost mikroskopov za opazovanje finih struktur. Leta 1827 je Archie prvi uporabil potopne leče. V sedemdesetih letih 19. stoletja je Nemec Albert postavil klasične teoretične temelje za mikroskopsko slikanje. Vse to je spodbudilo hiter razvoj proizvodnje mikroskopov in tehnologije mikroskopskega opazovanja ter zagotovilo zmogljiva orodja za biologe in medicinske strokovnjake, vključno s Kochom in Pasteurjem, za odkrivanje bakterij in mikroorganizmov v drugi polovici 19. stoletja.
Vzporedno z razvojem same zgradbe mikroskopa se nenehno prenavlja tudi tehnologija mikroskopskega opazovanja: leta 1850 se je pojavila polarizirana mikroskopija; Leta 1893 se je pojavila interferenčna mikroskopija; Leta 1935 je nizozemski fizik Zelnik ustvaril fazno kontrastno mikroskopijo, za katero je leta 1953 prejel Nobelovo nagrado za fiziko.
Klasični optični mikroskopi so preprosto kombinacija optičnih in natančnih mehanskih komponent, ki uporabljajo človeško oko kot sprejemnik za opazovanje povečanih slik. Kasneje so mikroskopu dodali še fotografsko napravo, ki je kot sprejemnik za snemanje in shranjevanje uporabljala fotoobčutljiv film. V sodobnem času se fotoelektrične komponente, televizijske kamere in spojniki naboja običajno uporabljajo kot sprejemniki za mikroskope, v kombinaciji z mikroračunalniki pa tvorijo popoln sistem za zajemanje in obdelavo slikovnih informacij.
Optične leče iz stekla ali drugih prozornih materialov z ukrivljenimi površinami lahko povečajo in slikajo predmete, optični mikroskopi pa uporabljajo to načelo za povečanje majhnih predmetov do velikosti, ki jo lahko opazuje človeško oko. Sodobni optični mikroskopi običajno uporabljajo dve stopnji povečave, vsako dopolnjujeta leča objektiva in okular. Opazovani predmet se nahaja pred lečo objektiva in po povečavi z lečo objektiva v prvi fazi tvori obrnjeno realno sliko. Nato se ta realna slika poveča z okularjem v drugi fazi in tvori virtualno sliko. Kar človeško oko vidi, je virtualna slika. Celotna povečava mikroskopa je produkt povečave objektiva in povečave okularja. Razmerje povečave se nanaša na razmerje povečave linearnih dimenzij in ne na razmerje površin.
