Принцип дії та історія розвитку оптичних мікроскопів
Оптичний мікроскоп (ОМ) — це оптичний прилад, який використовує оптичні принципи для збільшення та зображення невеликих об’єктів, які не можна розрізнити людським оком, з метою отримання мікроструктурної інформації.
Ще в першому столітті до нашої ери було виявлено, що спостерігаючи за невеликими об’єктами через сферичні прозорі об’єкти, можна збільшити та відобразити їх. Пізніше я поступово зрозумів закон, що сферичні скляні поверхні можуть збільшувати та відображати об’єкти. У 1590 році виробники окулярів у Нідерландах та Італії вже створили збільшувальні інструменти, схожі на мікроскопи. Близько 1610 року Галілей з Італії та Кеплер з Німеччини, вивчаючи телескопи, змінили відстань між об’єктивом і окуляром, щоб отримати розумну структуру оптичного шляху мікроскопа. У той час майстри-оптики займалися виготовленням, просуванням і вдосконаленням мікроскопів.
У середині-17 століття Роберт Гук з Англії та Левандовскі з Нідерландів зробили видатний внесок у розвиток мікроскопів. Приблизно в 1665 році Гук додав механізми грубого та мікрофокусування, системи освітлення та робочі столи для розміщення предметних стекол у мікроскопі. Ці компоненти постійно вдосконалювалися і стали основними компонентами сучасних мікроскопів.
Між 1673 і 1677 роками Левін Гук створив однокомпонентний високопотужний мікроскоп із збільшувальним склом, дев’ять з яких збереглися донині. Видатних успіхів у вивченні мікроструктури тваринних і рослинних організмів за допомогою саморобних мікроскопів досягли Гук і Левін Гуки. У 19 столітті поява високоякісних ахроматичних імерсійних лінз значно покращила здатність мікроскопів спостерігати тонкі структури. У 1827 році Арчі першим застосував імерсійні лінзи. У 1870-х роках німець Альберт заклав класичну теоретичну основу мікроскопічного зображення. Усе це сприяло швидкому розвитку виробництва мікроскопів і мікроскопічних спостережень, а також забезпечило біологам і медичним працівникам, зокрема Коху і Пастера, потужні інструменти для відкриття бактерій і мікроорганізмів у другій половині 19 століття.
Поряд із розвитком структури самого мікроскопа, технологія мікроскопічного спостереження також постійно вдосконалюється: поляризована мікроскопія виникла в 1850 році; У 1893 р. виникла інтерференційна мікроскопія; У 1935 році голландський фізик Зельник створив фазово-контрастну мікроскопію, за що був удостоєний Нобелівської премії з фізики в 1953 році.
Класичні оптичні мікроскопи — це просто поєднання оптичних і точних механічних компонентів, які використовують людське око як приймач для спостереження збільшених зображень. Пізніше до мікроскопа додали пристрій для фотографування, в якому використовували фоточутливу плівку як приймач для запису та зберігання. У наш час фотоелектричні компоненти, телевізійні камери та пристрої зв’язку заряду зазвичай використовуються як приймачі для мікроскопів у поєднанні з мікрокомп’ютерами для формування повної системи отримання та обробки інформації про зображення.
Оптичні лінзи зі скла або інших прозорих матеріалів із вигнутою поверхнею можуть збільшувати та відображати об’єкти, а оптичні мікроскопи використовують цей принцип для збільшення малих об’єктів до розміру, який може спостерігати людське око. Сучасні оптичні мікроскопи зазвичай використовують два ступені збільшення, кожен з яких завершується об’єктивом і окуляром. Спостережуваний об'єкт знаходиться перед лінзою об'єктива і після збільшення лінзою об'єктива на першому етапі утворює перевернуте реальне зображення. Потім це реальне зображення збільшується окуляром на другому етапі, утворюючи віртуальне зображення. Те, що бачить людське око, є віртуальним зображенням. Загальне збільшення мікроскопа є добутком збільшення об’єктива та збільшення окуляра. Коефіцієнт збільшення стосується коефіцієнта збільшення лінійних розмірів, а не коефіцієнта площі.
