Дослідження та розвиток оптичної мікроскопії
Ще в першому столітті до нашої ери люди виявили, що при спостереженні невеликих об’єктів через сферичні прозорі об’єкти їх можна збільшити та відобразити. Пізніше ми поступово прийшли до розуміння закону, що поверхня сферичного скла може збільшувати та відображати об’єкти.
До 1590 року голландські та італійські виробники окулярів створили збільшувальні інструменти, схожі на мікроскопи. Приблизно в 1610 році Галілей з Італії та Кеплер з Німеччини під час вивчення телескопів змінили відстань між лінзою об’єктива та окуляром і придумали розумну структуру оптичного шляху для мікроскопа. Майстри-оптики того часу займалися виготовленням, просуванням і вдосконаленням мікроскопів. .
У середині-17 століття британець Роберт Гук і голландець Левен Гук зробили видатний внесок у розвиток мікроскопів. Близько 1665 року Гук додав механізми грубого та тонкого фокусування, систему освітлення та робочий стіл для перенесення зразків до мікроскопа. Ці компоненти постійно вдосконалювалися і стали основними будівельними блоками сучасних мікроскопів.
Між 1673 і 1677 роками Левенгук побудував однокомпонентні потужні мікроскопи типу лупи, дев'ять з яких збереглися до наших днів. Гук і Левенгук використовували саморобні мікроскопи для досягнення видатних досягнень у вивченні мікроструктури тварин і рослин.
У 19 столітті поява високоякісних ахроматичних імерсійних об’єктивів значно покращила здатність мікроскопів спостерігати тонкі структури. Амічі першим використав рідинний імерсійний об’єктив у 1827 році. У 1870-х роках німецький аббат заклав класичну теоретичну основу для отримання зображень під мікроскопом. Це сприяло швидкому розвитку виробництва мікроскопів і мікроскопічних технологій спостережень, а також забезпечило потужні інструменти для біологів і вчених-медиків, включаючи Коха і Пастера, для відкриття бактерій і мікроорганізмів у другій половині 19 століття.
У той час як структура самого мікроскопа розвивається, технологія мікроскопічного спостереження також постійно вдосконалюється: мікроскопія з поляризованим світлом з’явилася в 1850 році; в 1893 з'явилася інтерференційна мікроскопія; а в 1935 році голландський фізик Зерніке створив фазово-контрастну мікроскопію. Техніка, за яку він отримав Нобелівську премію з фізики в 1953 році.
Класичний оптичний мікроскоп — це просто поєднання оптичних компонентів і точних механічних компонентів. Він використовує людське око як приймач для спостереження збільшеного зображення. Пізніше до мікроскопа було додано фотографічний пристрій, який використовував фоточутливу плівку як приймач, який можна було записувати та зберігати. У наш час оптоелектронні компоненти, трубки телевізійних камер і роз’єми заряду зазвичай використовуються як приймачі мікроскопів, і разом з мікроелектронними комп’ютерами вони утворюють повну систему збору та обробки інформації про зображення.
Оптичні лінзи зі скла або інших прозорих матеріалів із вигнутими поверхнями можуть збільшувати зображення об’єктів. Оптичні мікроскопи використовують цей принцип для збільшення крихітних об’єктів до розміру, достатнього для спостереження людським оком. Сучасні оптичні мікроскопи зазвичай використовують два рівні збільшення, які завершуються відповідно лінзою об’єктива та окуляром. Об'єкт спостереження знаходиться перед лінзою об'єктива. Воно збільшується лінзою об'єктива на першому рівні і стає перевернутим реальним зображенням. Потім це реальне зображення збільшується окуляром на другому рівні і стає віртуальним зображенням. Те, що бачить людське око, є віртуальним зображенням. Загальне збільшення мікроскопа є добутком збільшення об’єктива та збільшення окуляра. Збільшення означає коефіцієнт збільшення лінійних розмірів, а не коефіцієнт площі.
