Έρευνα και Ανάπτυξη Οπτικής Μικροσκοπίας
Ήδη από τον πρώτο αιώνα π.Χ., οι άνθρωποι είχαν ανακαλύψει ότι όταν παρατηρούσαν μικρά αντικείμενα μέσω σφαιρικών διαφανών αντικειμένων, μπορούσαν να μεγεθυνθούν και να απεικονιστούν. Αργότερα, σταδιακά καταλάβαμε τον νόμο ότι η επιφάνεια του σφαιρικού γυαλιού μπορεί να κάνει τα αντικείμενα να μεγεθύνονται και να απεικονίζονται.
Μέχρι το 1590, Ολλανδοί και Ιταλοί κατασκευαστές γυαλιών είχαν δημιουργήσει μεγεθυντικά όργανα παρόμοια με τα μικροσκόπια. Γύρω στο 1610, ο Γαλιλαίος της Ιταλίας και ο Κέπλερ της Γερμανίας άλλαξαν την απόσταση μεταξύ του αντικειμενικού φακού και του προσοφθάλμιου φακού ενώ μελετούσαν τηλεσκόπια και κατέληξαν σε μια λογική δομή οπτικής διαδρομής για το μικροσκόπιο. Οι οπτικοί τεχνίτες εκείνη την εποχή ασχολούνταν με την κατασκευή, την προώθηση και τη βελτίωση μικροσκοπίων. .
Στα μέσα-17ου αιώνα, ο Βρετανός Robert Hooke και ο Ολλανδός Leeuwen Hooke συνέβαλαν εξαιρετικές στην ανάπτυξη των μικροσκοπίων. Γύρω στο 1665, ο Χουκ πρόσθεσε μηχανισμούς χονδροειδούς και λεπτής εστίασης, ένα σύστημα φωτισμού και ένα τραπέζι εργασίας για τη μεταφορά δειγμάτων στο μικροσκόπιο. Αυτά τα εξαρτήματα βελτιώνονται συνεχώς και γίνονται τα βασικά δομικά στοιχεία των σύγχρονων μικροσκοπίων.
Μεταξύ 1673 και 1677, ο Leeuwenhoek κατασκεύασε μονοσυστατικά μικροσκόπια υψηλής ισχύος τύπου μεγεθυντικού φακού, εννέα από τα οποία έχουν επιβιώσει μέχρι σήμερα. Ο Hooke και ο Leeuwenhoek χρησιμοποίησαν σπιτικά μικροσκόπια για να κάνουν εξαιρετικά επιτεύγματα στη μελέτη της μικροδομής των ζώων και των φυτών.
Τον 19ο αιώνα, η εμφάνιση υψηλής ποιότητας αντικειμένων αχρωματικής βύθισης βελτίωσε σημαντικά την ικανότητα των μικροσκοπίων να παρατηρούν λεπτές δομές. Ο Amici ήταν ο πρώτος που χρησιμοποίησε έναν αντικειμενικό εμβάπτισης σε υγρό το 1827. Στη δεκαετία του 1870, ο Γερμανός Abbe έθεσε τα κλασικά θεωρητικά θεμέλια για την απεικόνιση μικροσκοπίου. Αυτά προώθησαν την ταχεία ανάπτυξη της τεχνολογίας κατασκευής μικροσκοπίων και μικροσκοπικής παρατήρησης και παρείχαν ισχυρά εργαλεία σε βιολόγους και ιατρικούς επιστήμονες, συμπεριλαμβανομένων των Κοχ και Παστέρ, για να ανακαλύψουν βακτήρια και μικροοργανισμούς στο δεύτερο μισό του 19ου αιώνα.
Ενώ η δομή του ίδιου του μικροσκοπίου αναπτύσσεται, η τεχνολογία μικροσκοπικής παρατήρησης επίσης καινοτομεί συνεχώς: το πολωμένο μικροσκόπιο φωτός εμφανίστηκε το 1850. Η μικροσκοπία παρεμβολής εμφανίστηκε το 1893. και το 1935, ο Ολλανδός φυσικός Zernike δημιούργησε το μικροσκόπιο αντίθεσης φάσης. τεχνική, για την οποία κέρδισε το Νόμπελ Φυσικής το 1953.
Το κλασικό οπτικό μικροσκόπιο είναι απλώς ένας συνδυασμός οπτικών εξαρτημάτων και μηχανικών εξαρτημάτων ακριβείας. Χρησιμοποιεί το ανθρώπινο μάτι ως δέκτη για να παρατηρήσει τη μεγεθυμένη εικόνα. Αργότερα, μια φωτογραφική συσκευή προστέθηκε στο μικροσκόπιο, χρησιμοποιώντας φωτοευαίσθητο φιλμ ως δέκτη που μπορούσε να καταγραφεί και να αποθηκευτεί. Στη σύγχρονη εποχή, τα οπτοηλεκτρονικά εξαρτήματα, οι σωλήνες τηλεοπτικής κάμερας και οι συζεύκτες φόρτισης χρησιμοποιούνται συνήθως ως δέκτες μικροσκοπίων και σε συνδυασμό με μικροηλεκτρονικούς υπολογιστές, σχηματίζουν ένα πλήρες σύστημα συλλογής και επεξεργασίας πληροφοριών εικόνας.
Οι οπτικοί φακοί από γυαλί ή άλλα διαφανή υλικά με καμπύλες επιφάνειες μπορούν να μεγεθύνουν αντικείμενα σε εικόνες. Τα οπτικά μικροσκόπια χρησιμοποιούν αυτή την αρχή για να μεγεθύνουν μικροσκοπικά αντικείμενα σε μέγεθος που είναι αρκετά μεγάλο για να το παρατηρήσουν τα ανθρώπινα μάτια. Τα σύγχρονα οπτικά μικροσκόπια χρησιμοποιούν συνήθως δύο επίπεδα μεγέθυνσης, τα οποία συμπληρώνονται από τον αντικειμενικό φακό και τον προσοφθάλμιο φακό αντίστοιχα. Το αντικείμενο που παρατηρείται βρίσκεται μπροστά από τον αντικειμενικό φακό. Μεγεθύνεται από τον αντικειμενικό φακό στο πρώτο επίπεδο και γίνεται ανεστραμμένη πραγματική εικόνα. Τότε αυτή η πραγματική εικόνα μεγεθύνεται από το προσοφθάλμιο στο δεύτερο επίπεδο και γίνεται εικονική εικόνα. Αυτό που βλέπει το ανθρώπινο μάτι είναι η εικονική εικόνα. Η συνολική μεγέθυνση ενός μικροσκοπίου είναι το γινόμενο της αντικειμενικής μεγέθυνσης και της μεγέθυνσης του προσοφθάλμιου φακού. Η μεγέθυνση αναφέρεται στον λόγο μεγέθυνσης των γραμμικών διαστάσεων, όχι στον λόγο της περιοχής.
