Funktionsprincip og udviklingshistorie af optiske mikroskoper
Optisk mikroskop (OM) er et optisk instrument, der bruger optiske principper til at forstørre og afbilde små objekter, der ikke kan skelnes af det menneskelige øje, for at udtrække mikrostrukturel information.
Allerede i det første århundrede f.Kr. blev det opdaget, at observation af små genstande gennem sfæriske gennemsigtige genstande kan forstørre og afbilde dem. 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 mikroskopoptisk vejstruktur. På det tidspunkt var optiske håndværkere engageret i fremstilling, promovering og forbedring af mikroskoper.
I midten af-17th århundrede ydede Robert Hooke fra England og Lewandowski fra Holland enestående bidrag til udviklingen af mikroskoper. Omkring 1665 tilføjede Hooke grov- og mikrofokuseringsmekanismer, belysningssystemer og arbejdsborde til at bære objektglas i mikroskopet. Disse komponenter er løbende blevet forbedret og bliver de grundlæggende komponenter i moderne mikroskoper.
Mellem 1673 og 1677 skabte 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 deres 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 til at bruge immersionslinser. I 1870'erne lagde tyske Albert det klassiske teoretiske grundlag for mikroskopisk billeddannelse. Alle disse fremmede den hurtige udvikling af mikroskopfremstilling og mikroskopisk observationsteknologi og gav kraftfulde værktøjer til biologer og medicinske fagfolk, herunder Koch og Pasteur, til at opdage bakterier og mikroorganismer i anden 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 Zelnik fasekontrastmikroskopi, som han blev tildelt Nobelprisen i fysik for i 1953.
Klassiske optiske mikroskoper er simpelthen en kombination af optiske og præcisionsmekaniske komponenter, der bruger det menneskelige øje som modtager til at observere forstørrede billeder. 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, kombineret 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 kan observeres af det menneskelige øje. 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 at være blevet forstørret af objektivlinsen i første trin, danner det et omvendt virkeligt billede. Derefter forstørres dette rigtige billede af okularet i anden fase og danner et virtuelt billede. Det, det menneskelige øje ser, er det virtuelle billede. Den samlede forstørrelse af et mikroskop er produktet af objektivforstørrelsen og okularforstørrelsen. Forstørrelsesforhold refererer til forstørrelsesforholdet af lineære dimensioner, ikke arealforholdet.
