Optiske mikroskopers arbejdsprincip og udviklingshistorie
Optisk mikroskop (OM for kort) er et optisk instrument, der bruger optiske principper til at forstørre og afbilde små objekter, der ikke kan skelnes af menneskelige øjne, så folk kan udtrække informationen om mikrostruktur.
Allerede i det første århundrede f.Kr. opdagede man, at når man observerer små genstande gennem sfæriske gennemsigtige genstande, kan de forstørres og afbildes. Senere fik jeg gradvist en forståelse af loven om, at kugleformede glasflader kan forstørre og afbilde objekter. I 1590 havde brilleproducenter i Holland og Italien allerede skabt forstørrelsesinstrumenter, der ligner mikroskoper. Omkring 1610 ændrede Galileo fra Italien og Kepler fra Tyskland, mens de studerede teleskoper, afstanden mellem objektivet og okularet for at opnå en rimelig optisk vejstruktur for mikroskoper. På det tidspunkt var optiske håndværkere engageret i fremstilling, promovering og forbedring af mikroskoper.
I midten af det 17. århundrede ydede Robert Hooke fra England og Leeuwenhoek fra Holland enestående bidrag til udviklingen af mikroskoper. Omkring 1665 tilføjede Hooke grov- og mikrofokuseringsmekanismer, belysningssystemer og arbejdsborde til at bære objektglas til mikroskopet. Disse komponenter er løbende blevet forbedret og bliver de grundlæggende komponenter i moderne mikroskoper.
Mellem 1673 og 1677 udviklede Levin Hooke et enkelt komponent forstørrelsesglas-type højeffektmikroskop, hvoraf ni er blevet bevaret til i dag. Hooke og Levin Hooke opnåede fremragende resultater i studiet af mikrostrukturen af dyre- og planteorganismer ved hjælp af selvfremstillede mikroskoper. I det 19. århundrede forbedrede fremkomsten af højkvalitets akromatiske immersionslinser i høj grad mikroskopers evne til at observere fine strukturer. I 1827 var Archie den første, der brugte immersionslinser. I 1870'erne lagde tyske Abbe det klassiske teoretiske grundlag for mikroskopisk billeddannelse. Disse fremmede alle den hurtige udvikling af mikroskopfremstilling og mikroskopisk observationsteknologi og gav kraftfulde værktøjer til biologer og medicinske videnskabsmænd, herunder Koch og Pasteur, til at opdage bakterier og mikroorganismer i sidste halvdel af det 19. århundrede.
Sammen med udviklingen af selve mikroskopets struktur er mikroskopisk observationsteknologi også konstant fornyet: polariseret mikroskopi opstod i 1850; I 1893 opstod interferensmikroskopi; I 1935 skabte den hollandske fysiker Zernike fasekontrastmikroskopi, som han vandt Nobelprisen i fysik i fysik for i 1953.
Det klassiske optiske mikroskop er simpelthen en kombination af optiske komponenter og præcisionsmekaniske komponenter, der bruger det menneskelige øje som modtager til at observere det forstørrede billede. Senere blev der tilføjet en fotograferingsenhed til mikroskopet, der brugte lysfølsom film som modtager til optagelse og opbevaring. I moderne tid er fotoelektriske komponenter, fjernsynskameraer og ladningskoblere almindeligvis brugt som modtagere til mikroskoper, som kombineres med mikrocomputere for at danne et komplet billedinformationsopsamlings- og behandlingssystem.
Optiske linser lavet af glas eller andre gennemsigtige materialer med buede overflader kan forstørre og afbilde objekter, og optiske mikroskoper bruger dette princip til at forstørre små objekter til en størrelse, der er tilstrækkelig til, at det menneskelige øje kan observere. Moderne optiske mikroskoper bruger typisk to stadier af forstørrelse, hver afsluttet af en objektivlinse og et okular. Det observerede objekt er placeret foran objektivlinsen, og efter først at være blevet forstørret af objektivlinsen, danner det et omvendt virkeligt billede. Derefter forstørres dette virkelige billede af objektivlinsen i anden fase og danner et imaginært billede. Det, det menneskelige øje ser, er det imaginære billede. Den samlede forstørrelse af et mikroskop er produktet af objektivforstørrelsen og okularforstørrelsen. Forstørrelsesforhold refererer til forstørrelsesforholdet af lineære dimensioner, ikke arealforholdet.
