Az optikai mikroszkópok működési elve és fejlődéstörténete
Az optikai mikroszkóp (röviden OM) egy optikai műszer, amely optikai elveket használ az emberi szem által nem megkülönböztethető kis objektumok nagyítására és leképezésére, hogy az emberek kinyerhessék a mikrostruktúrák információit.
Már az időszámításunk előtti első században felfedezték, hogy ha kis tárgyakat gömb alakú átlátszó tárgyakon keresztül figyelünk meg, azok felnagyíthatók és leképezhetők. Később fokozatosan megértettem azt a törvényt, hogy a gömb alakú üvegfelületek képesek nagyítani és leképezni a tárgyakat. 1590-ben a szemüveggyártók Hollandiában és Olaszországban már létrehoztak mikroszkópokhoz hasonló nagyító eszközöket. 1610 körül az olasz Galileo és a német Kepler a távcsövek tanulmányozása közben megváltoztatták az objektív és az okulár közötti távolságot, hogy ésszerű optikai útstruktúrát kapjanak a mikroszkópok számára. Abban az időben az optikai iparosok mikroszkópok gyártásával, promóciójával és fejlesztésével foglalkoztak.
A 17. század közepén az angol Robert Hooke és a holland Leeuwenhoek kiemelkedően hozzájárultak a mikroszkópok fejlesztéséhez. 1665 körül Hooke durva és mikro fókuszáló mechanizmusokat, világítási rendszereket és munkapadokat adott hozzá a tárgylemezek mikroszkóphoz való szállításához. Ezeket az alkatrészeket folyamatosan fejlesztették, és a modern mikroszkópok alapelemeivé váltak.
1673 és 1677 között Levin Hooke kifejlesztett egy egykomponensű nagyítóüveg típusú, nagy teljesítményű mikroszkópot, amelyből kilencet a mai napig megőriztek. Hooke és Levin Hooke kiemelkedő eredményeket ért el az állati és növényi szervezetek mikroszerkezetének saját készítésű mikroszkópokkal történő vizsgálatában. A 19. században a kiváló minőségű akromatikus immerziós lencsék megjelenése nagymértékben javította a mikroszkópok finom szerkezetek megfigyelési képességét. 1827-ben Archie volt az első, aki immerziós lencsét használt. Az 1870-es években a német abbé lefektette a mikroszkópos képalkotás klasszikus elméleti alapjait. Mindezek 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.
Magának a mikroszkóp szerkezetének fejlődésével párhuzamosan a mikroszkópos megfigyelési technológia is folyamatosan újul: 1850-ben jelent meg a polarizált mikroszkópia; 1893-ban megjelent az interferencia-mikroszkópia; 1935-ben Zernike holland fizikus megalkotta a fáziskontraszt mikroszkópot, amelyért 1953-ban elnyerte a fizikai fizikai Nobel-díjat.
A klasszikus optikai mikroszkóp egyszerűen optikai alkatrészek és precíziós mechanikai alkatrészek kombinációja, amely az emberi szemet használja vevőként a nagyított kép megfigyelésére. Később a mikroszkópot egy fényképező eszközzel egészítették ki, amely fényérzékeny filmet használt vevőként a rögzítéshez és tároláshoz. A modern időkben fotoelektromos alkatrészeket, televíziós kamerákat és töltéscsatolókat gyakran használnak mikroszkópok vevőegységeiként, amelyeket mikroszámítógépekkel kombinálva teljes képinformáció-gyűjtő és -feldolgozó rendszert alkotnak.
Az üvegből vagy más átlátszó anyagból készült, ívelt felületű optikai lencsék képesek nagyítani és leképezni a tárgyakat, az optikai mikroszkópok pedig ezt az elvet használják kis tárgyak nagyítására olyan méretűre, amely elegendő ahhoz, hogy az emberi szem megfigyelhesse. A modern optikai mikroszkópok jellemzően két nagyítási fokozatot használnak, mindegyiket objektívlencse és szemlencse egészíti ki. A megfigyelt tárgy az objektív előtt helyezkedik el, és miután az objektívvel először felnagyította, fordított valós képet alkot. Ezután ezt a valós képet az objektív a második szakaszban felnagyítja, és egy képzeletbeli képet alkot. Amit az emberi szem lát, az a képzeletbeli kép. A mikroszkóp teljes nagyítása az objektív nagyításának és a szemlencse nagyításának a szorzata. A nagyítási arány a lineáris méretek nagyítási arányára vonatkozik, nem a területarányra.
