Принцип роботи та історія розвитку оптичних мікроскопів
Оптичний мікроскоп (скорочено ОМ) — це оптичний інструмент, який використовує оптичні принципи для збільшення та зображення невеликих об’єктів, які неможливо розрізнити людським оком, щоб люди могли отримати інформацію про мікроструктуру.
Ще в першому столітті до нашої ери було виявлено, що при спостереженні невеликих об’єктів через сферичні прозорі об’єкти їх можна збільшити та відобразити. 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. Приблизно в 1610 році Галілей з Італії та Кеплер з Німеччини під час вивчення телескопів змінили відстань між об’єктивом і окуляром, щоб отримати розумну структуру оптичного шляху для мікроскопів. У той час майстри-оптики займалися виготовленням, просуванням і вдосконаленням мікроскопів.
У середині XVII століття Роберт Гук з Англії та Левенгук з Нідерландів зробили видатний внесок у розвиток мікроскопів. Близько 1665 року Гук додав механізми грубого та мікрофокусування, системи освітлення та робочі столи для перенесення предметних стекол до мікроскопа. Ці компоненти постійно вдосконалювалися і стали основними компонентами сучасних мікроскопів.
Між 1673 і 1677 роками Левін Гук розробив однокомпонентний високопотужний мікроскоп зі збільшувальним склом, дев’ять з яких збереглися донині. Гук і Левін Гуки досягли видатних досягнень у вивченні мікроструктури тваринних і рослинних організмів за допомогою саморобних мікроскопів. 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 німецький Аббе заклав класичну теоретичну основу для мікроскопічних зображень. Усе це сприяло швидкому розвитку виробництва мікроскопів і мікроскопічних технологій спостережень, а також забезпечило потужні інструменти для біологів і вчених-медиків, у тому числі Коха і Пастера, для відкриття бактерій і мікроорганізмів у другій половині 19 століття.
Поряд із розвитком структури самого мікроскопа технологія мікроскопічного спостереження також постійно вдосконалюється: поляризована мікроскопія з’явилася в 1850 році; У 1893 р. виникла інтерференційна мікроскопія; У 1935 році голландський фізик Зерніке створив фазово-контрастну мікроскопію, за яку отримав Нобелівську премію з фізики в 1953 році.
Класичний оптичний мікроскоп — це просто поєднання оптичних компонентів і точних механічних компонентів, які використовують людське око як приймач для спостереження збільшеного зображення. Пізніше до мікроскопа додали пристрій для фотографування, в якому використовували фоточутливу плівку як приймач для запису та зберігання. У сучасний час фотоелектричні компоненти, телевізійні камери та роз’єми заряду зазвичай використовуються як приймачі для мікроскопів, які об’єднуються з мікрокомп’ютерами для створення 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, і оптичні мікроскопи використовують цей принцип для збільшення малих об’єктів до розміру, достатнього для спостереження людським оком. 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 першого збільшення лінзою об’єктива формує перевернуте реальне зображення. Потім це реальне зображення збільшується лінзою об’єктива на другому етапі, утворюючи уявне зображення. Те, що бачить людське око, є уявним образом. Загальне збільшення мікроскопа є добутком збільшення об’єктива та збільшення окуляра. Коефіцієнт збільшення стосується коефіцієнта збільшення лінійних розмірів, а не коефіцієнта площі.
