Az optikai mikroszkóp működési elve és fejlődéstörténete
Az Optical Microscope (rövidítve OM) egy optikai műszer, amely optikai elveket használ az emberi szem által nem felderíthető apró objektumok nagyítására és leképezésére, így az emberek mikroszerkezeti információkat nyerhetnek ki.
Az emberek már a Krisztus előtti első században felfedezték, hogy amikor apró tárgyakat gömb alakú átlátszó tárgyakon keresztül figyelnek meg, képpé tudják felnagyítani azokat. Később fokozatosan megértettem azt a törvényt, miszerint a gömb alakú üvegfelület képes nagyítani és leképezni a tárgyakat. 1590-ben a holland és olasz szemüveggyártók a mikroszkópokhoz hasonló nagyító eszközöket készítettek. 1610 körül a teleszkópok tanulmányozása közben az olaszországi Galileo és a németországi Kepler megváltoztatta az objektívlencse és a szemlencse közötti távolságot, hogy ésszerű mikroszkóp optikai útstruktúrát kapjon. Az optikai mesterek abban az időben mikroszkópok gyártásával, népszerűsítésével és fejlesztésével foglalkoztak.
A 17. század közepén az angliai Robert Hooke és a holland Leeuwenhoek egyaránt kiemelkedően hozzájárult a mikroszkópok fejlesztéséhez. 1665 körül Hooke durva és finom fókuszbeállító mechanizmusokat, megvilágító rendszereket és egy munkapadot adott hozzá a minták mikroszkóphoz történő szállításához. Ezeket az alkatrészeket folyamatosan fejlesztették, és a modern mikroszkópok alapvető építőköveivé váltak.
Az 1673 és 1677 közötti időszakban Levin Hooke nagy teljesítményű, egyegységes nagyítóüveg típusú mikroszkópokat készített, amelyek közül kilencet a mai napig megőriztek. Hooke és Levin Hooke kiemelkedő eredményeket ért el az állatok és növények mikroszkópos szerkezetének saját készítésű mikroszkópokkal történő vizsgálatában. A 19. században a kiváló minőségű akromatikus immerziós objektívlencsék megjelenése nagymértékben javította a mikroszkópok finom szerkezetek megfigyelési képességét. 1827-ben az Amici volt az első, aki folyadék merülő objektívet használt. Az 1870-es években a német apát lefektette a mikroszkópos képalkotás klasszikus elméleti alapjait. Ezek elősegítették a mikroszkópgyártás és a mikroszkópos megfigyelési technológia gyors fejlődését, és hatékony eszközöket biztosítottak biológusok és orvostudósok, köztük Koch és Pasteur számára a baktériumok és mikroorganizmusok felfedezéséhez a 19. század második felében.
Miközben maga a mikroszkóp szerkezete is fejlődik, a mikroszkópos megfigyelési technológia is folyamatosan újul: 1850-ben jelent meg a polarizált fénymikroszkópia; az interferencia-mikroszkópia 1893-ban jelent meg; 1935-ben Zernik holland fizikus megalkotta a fáziskontraszt mikroszkópiát. technikával, amiért 1953-ban fizikai Nobel-díjat kapott.
A klasszikus optikai mikroszkóp csak optikai és precíziós mechanikai alkatrészek kombinációja, és az emberi szemet használja vevőként a nagyított kép megfigyelésére. Később a mikroszkóphoz fényképészeti eszközt is csatoltak, vevőként pedig fényérzékeny filmet használtak, amely rögzíthető és tárolható. A modern időkben általában optoelektronikai alkatrészeket, TV kameracsöveket és töltéscsatolókat használnak a mikroszkóp vevőegységeként, és egy komplett képinformáció-gyűjtő és -feldolgozó rendszer jön létre a mikroszámítógéppel való felszerelés után.
Az ívelt üvegből vagy más átlátszó anyagból készült optikai lencsék képpé nagyíthatják a tárgyakat. Az optikai mikroszkópok ezt az elvet használják az apró tárgyak olyan méretűre nagyítására, amelyek elegendőek ahhoz, hogy az emberi szem megfigyelhesse. A modern optikai mikroszkópok általában két nagyítási fokozatot használnak, amelyeket az objektív és a szemlencse egészít ki. A megfigyelendő tárgy az objektívlencse előtt található. Az objektív az első szakaszban felnagyítja, és fordított valós képpé válik. Ezután az okulár a második szakaszban felnagyítja a valódi képet, hogy virtuális képet hozzon létre. Amit az emberi szem lát, az egy virtuális kép. A mikroszkóp teljes nagyítása az objektívlencse és a szemlencse nagyításának szorzata. A nagyítás a lineáris méretek nagyítási arányára vonatkozik, nem a területarányra.
