Raziskave in razvoj optične mikroskopije
Že v prvem stoletju pred našim štetjem so ljudje odkrili, da jih je mogoče pri opazovanju majhnih predmetov skozi sferične prozorne predmete povečati in prikazati. Kasneje smo postopoma spoznali zakonitost, da lahko površina sferičnega stekla poveča in upodablja predmete.
Do leta 1590 so nizozemski in italijanski izdelovalci očal izdelali povečevalne instrumente, podobne mikroskopom. Okoli leta 1610 sta Galileo iz Italije in Kepler iz Nemčije med preučevanjem teleskopov spremenila razdaljo med lečo objektiva in okularjem ter prišla do razumne strukture optične poti za mikroskop. Takratni optični obrtniki so se ukvarjali z izdelavo, promocijo in izboljšavo mikroskopov. .
Sredi-17. stoletja sta Britanec Robert Hooke in Nizozemec Leeuwen Hooke izjemno prispevala k razvoju mikroskopov. Okrog leta 1665 je Hooke dodal mehanizme za grobo in fino ostrenje, sistem osvetlitve in delovno mizo za prenašanje vzorcev v mikroskop. Te komponente so se nenehno izboljševale in postale osnovni gradniki sodobnih mikroskopov.
Med letoma 1673 in 1677 je Leeuwenhoek izdelal enokomponentne visokozmogljive mikroskope v obliki povečevalnega stekla, od katerih jih je devet preživelo do danes. Hooke in Leeuwenhoek sta uporabila domače mikroskope za izjemne dosežke pri preučevanju mikrostrukture živali in rastlin.
V 19. stoletju je pojav visokokakovostnih akromatskih potopnih objektivov močno izboljšal sposobnost mikroskopov za opazovanje finih struktur. Amici je bil prvi, ki je leta 1827 uporabil tekočinski imerzijski objektiv. V 1870-ih je nemški Abbe postavil klasične teoretične temelje za mikroskopsko slikanje. Ti so spodbujali hiter razvoj proizvodnje mikroskopov in tehnologije mikroskopskega opazovanja ter zagotovili zmogljiva orodja za biologe in medicinske znanstvenike, vključno s Kochom in Pasteurjem, za odkrivanje bakterij in mikroorganizmov v drugi polovici 19. stoletja.
Medtem ko se struktura samega mikroskopa razvija, se tudi tehnologija mikroskopskega opazovanja nenehno uveljavlja: mikroskopija s polarizirano svetlobo se je pojavila leta 1850; interferenčna mikroskopija se je pojavila leta 1893; in leta 1935 je nizozemski fizik Zernike ustvaril fazno kontrastno mikroskopijo. tehniko, za katero je leta 1953 prejel Nobelovo nagrado za fiziko.
Klasični optični mikroskop je le kombinacija optičnih komponent in natančnih mehanskih komponent. Za opazovanje povečane slike uporablja človeško oko kot sprejemnik. Kasneje so mikroskopu dodali fotografsko napravo, ki je kot sprejemnik uporabljala fotoobčutljiv film, ki ga je bilo mogoče snemati in shranjevati. V sodobnem času se optoelektronske komponente, cevi televizijskih kamer in spojniki naboja običajno uporabljajo kot sprejemniki mikroskopov in skupaj z mikroelektronskimi računalniki tvorijo popoln sistem zbiranja in obdelave slikovnih informacij.
Optične leče iz stekla ali drugih prozornih materialov z ukrivljenimi površinami lahko povečajo predmete v slike. Optični mikroskopi uporabljajo to načelo za povečanje drobnih predmetov na velikost, ki je dovolj velika, da jih lahko opazujejo človeške oči. Sodobni optični mikroskopi običajno uporabljajo dve stopnji povečave, ki ju dopolnjujeta leča objektiva in okular. Predmet, ki ga opazujemo, se nahaja pred lečo objektiva. Poveča ga leča objektiva na prvi stopnji in postane obrnjena prava slika. Nato se ta realna slika poveča z okularjem na drugi ravni in postane virtualna slika. Kar človeško oko vidi, je virtualna slika. Celotna povečava mikroskopa je produkt povečave objektiva in povečave okularja. Povečava se nanaša na razmerje povečave linearnih dimenzij in ne na razmerje površin.
