Optisen mikroskopian tutkimus ja kehittäminen
Jo ensimmäisellä vuosisadalla eKr. ihmiset olivat havainneet, että kun pieniä esineitä tarkkailtiin pallomaisten läpinäkyvien esineiden läpi, niitä voitiin suurentaa ja kuvata. Myöhemmin opimme vähitellen ymmärtämään lain, jonka mukaan pallomaisen lasin pinta voi suurentaa ja kuvata esineitä.
Vuoteen 1590 mennessä hollantilaiset ja italialaiset silmälasien valmistajat olivat luoneet mikroskooppien kaltaisia suurennuslaitteita. Vuoden 1610 tienoilla italialainen Galileo ja saksalainen Kepler muuttivat objektiivin ja okulaarin välistä etäisyyttä tutkiessaan kaukoputkia ja keksivät mikroskoopille järkevän optisen polun rakenteen. Optiset käsityöläiset harjoittivat tuolloin mikroskooppien valmistusta, edistämistä ja parantamista. .
Vuosisadan puolivälissä brittiläinen Robert Hooke ja hollantilainen Leeuwen Hooke osallistuivat molemmat erinomaisesti mikroskooppien kehittämiseen. Noin 1665 Hooke lisäsi karkeat ja hienot tarkennusmekanismit, valaistusjärjestelmän ja työpöydän näytteiden kuljettamiseksi mikroskoopille. Näitä komponentteja on parannettu jatkuvasti ja niistä on tullut nykyaikaisten mikroskooppien perusrakennuspalikoita.
Vuosina 1673–1677 Leeuwenhoek rakensi yksikomponenttisia suurennuslasityyppisiä suuritehoisia mikroskooppeja, joista yhdeksän on säilynyt tähän päivään asti. Hooke ja Leeuwenhoek käyttivät kotitekoisia mikroskooppeja saavuttaakseen erinomaisia saavutuksia eläinten ja kasvien mikrorakenteen tutkimuksessa.
1800-luvulla korkealaatuisten akromaattisten immersioobjektiivien ilmaantuminen paransi huomattavasti mikroskooppien kykyä tarkkailla hienoja rakenteita. Amici käytti nesteupotusobjektiivia ensimmäisenä vuonna 1827. 1870-luvulla saksalainen Abbe loi klassisen teoreettisen perustan mikroskooppikuvannolle. Nämä edistivät mikroskooppien valmistuksen ja mikroskooppisen havaintotekniikan nopeaa kehitystä ja tarjosivat tehokkaita työkaluja biologeille ja lääketieteen tutkijoille, mukaan lukien Koch ja Pasteur, bakteerien ja mikro-organismien löytämiseen 1800-luvun jälkipuoliskolla.
Samalla kun itse mikroskoopin rakenne kehittyy, myös mikroskooppinen havaintotekniikka uudistuu jatkuvasti: polarisoitu valomikroskopia ilmestyi vuonna 1850; häiriömikroskopia ilmestyi vuonna 1893; ja vuonna 1935 hollantilainen fyysikko Zernike loi vaihekontrastimikroskopian. tekniikkaa, josta hän voitti Nobelin fysiikan palkinnon vuonna 1953.
Klassinen optinen mikroskooppi on vain yhdistelmä optisia komponentteja ja tarkkuusmekaanisia komponentteja. Se käyttää ihmissilmää vastaanottimena suurennetun kuvan tarkkailemiseen. Myöhemmin mikroskooppiin lisättiin valokuvauslaite, joka käytti valoherkkää filmiä vastaanottimena, joka voidaan tallentaa ja tallentaa. Nykyaikana optoelektronisia komponentteja, televisiokameraputkia ja latausliittimiä käytetään yleisesti mikroskooppien vastaanottimina, ja yhdistettynä mikroelektronisiin tietokoneisiin ne muodostavat täydellisen kuvatietojen keräämis- ja käsittelyjärjestelmän.
Lasista tai muista läpinäkyvistä materiaaleista valmistetut optiset linssit, joissa on kaarevat pinnat, voivat suurentaa esineitä kuviksi. Optiset mikroskoopit käyttävät tätä periaatetta suurentaakseen pieniä esineitä kokoon, joka on riittävän suuri ihmissilmälle. Nykyaikaiset optiset mikroskoopit käyttävät yleensä kahta suurennustasoa, jotka täydentävät objektiivilinssi ja okulaari. Tarkasteltava kohde sijaitsee objektiivin edessä. Objektiivin linssi suurentaa sen ensimmäisellä tasolla ja siitä tulee käänteinen todellinen kuva. Sitten tämä todellinen kuva suurennetaan okulaarilla toisella tasolla ja siitä tulee virtuaalinen kuva. Se, mitä ihmissilmä näkee, on virtuaalinen kuva. Mikroskoopin kokonaissuurennus on objektiivin ja okulaarin suurennuksen tulos. Suurennus tarkoittaa lineaaristen mittojen suurennussuhdetta, ei pinta-alasuhdetta.
