Princip delovanja in zgodovina razvoja optičnih mikroskopov
Optični mikroskop (kratko OM) je optični instrument, ki uporablja optične principe za povečavo in slikanje majhnih predmetov, ki jih človeško oko ne more razločiti, tako da lahko ljudje izvlečejo informacije o mikrostrukturi.
Že v prvem stoletju pred našim štetjem so odkrili, da se majhni predmeti pri opazovanju skozi sferične prozorne predmete lahko povečajo in slikajo. 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 pridobila razumno strukturo optične poti za mikroskope. Takrat so se optični obrtniki ukvarjali z izdelavo, promocijo in izboljšavo mikroskopov.
Sredi 17. stoletja sta k razvoju mikroskopov izjemno prispevala Robert Hooke iz Anglije in Leeuwenhoek iz Nizozemske. 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 razvil enokomponentni visokozmogljivi mikroskop tipa povečevalnega stekla, od katerega se je do danes ohranilo devet. Hooke in Levin Hooke sta dosegla izjemne dosežke pri proučevanju mikrostrukture živalskih in rastlinskih organizmov z uporabo mikroskopov lastne izdelave. 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 nemški Abbe 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 znanstvenike, 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 Zernike ustvaril fazno kontrastno mikroskopijo, za katero je leta 1953 prejel Nobelovo nagrado za fiziko v fiziki.
Klasični optični mikroskop je preprosto kombinacija optičnih komponent in natančnih mehanskih komponent, ki uporablja človeško oko kot sprejemnik za opazovanje povečane slike. 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, ki so združeni z mikroračunalniki, da 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 je zadostna za opazovanje s človeškim očesom. Sodobni optični mikroskopi običajno uporabljajo dve stopnji povečave, vsako dopolnjujeta leča objektiva in okular. Opazovani predmet se nahaja pred lečo objektiva in po prvi povečavi z lečo objektiva tvori obrnjeno realno sliko. Nato se ta realna slika poveča z lečo objektiva v drugi fazi in tvori namišljeno sliko. Kar človeško oko vidi, je namišljena podoba. Celotna povečava mikroskopa je produkt povečave objektiva in povečave okularja. Razmerje povečave se nanaša na razmerje povečave linearnih dimenzij in ne na razmerje površin.
