Optinių mikroskopų veikimo principas ir raidos istorija
Optinis mikroskopas (OM) yra optinis instrumentas, kuris naudoja optinius principus, kad padidintų ir atvaizduotų mažus objektus, kurių žmogaus akis negali atskirti, siekiant išgauti mikrostruktūrinę informaciją.
Jau pirmame amžiuje prieš Kristų buvo atrasta, kad stebint mažus objektus per sferinius skaidrius objektus galima juos padidinti ir atvaizduoti. Vėliau pamažu supratau dėsnį, kad sferiniai stiklo paviršiai gali padidinti ir atvaizduoti objektus. 1590 metais Nyderlandų ir Italijos akinių gamintojai jau buvo sukūrę didinamuosius prietaisus, panašius į mikroskopus. Apie 1610 m. Italijos Galileo ir Vokietijos Kepleris, tyrinėdami teleskopus, pakeitė atstumą tarp objektyvo ir okuliaro, kad gautų pagrįstą mikroskopo optinio kelio struktūrą. Tuo metu optikos meistrai užsiėmė mikroskopų gamyba, reklama ir tobulinimu.
-17amžiaus viduryje Robertas Hukas iš Anglijos ir Lewandowskis iš Nyderlandų puikiai prisidėjo kuriant mikroskopus. Maždaug 1665 m. Hukas pridėjo šiurkščiavilnių ir mikro fokusavimo mechanizmus, apšvietimo sistemas ir darbastalius, kad mikroskopu būtų galima nešti mėginius. Šie komponentai buvo nuolat tobulinami ir tapo pagrindiniais šiuolaikinių mikroskopų komponentais.
1673–1677 m. Levinas Hukas sukūrė vieno komponento didinamojo stiklo tipo didelės galios mikroskopą, iš kurių devyni yra išsaugoti iki šių dienų. Hooke'as ir Levinas Hooke'as pasiekė puikių laimėjimų tirdami gyvūnų ir augalų organizmų mikrostruktūrą, naudodami savo pačių pagamintus mikroskopus. XIX amžiuje atsiradę aukštos kokybės achromatiniai imersiniai lęšiai labai pagerino mikroskopų galimybę stebėti smulkias struktūras. 1827 m. Archie pirmasis panaudojo panardinamuosius lęšius. 1870-aisiais Germanas Albertas padėjo klasikinius teorinius mikroskopinio vaizdo pagrindus. Visa tai skatino sparčią mikroskopų gamybos ir mikroskopinio stebėjimo technologijų plėtrą ir suteikė galingų įrankių biologams ir medicinos specialistams, įskaitant Kochą ir Pasteurą, atradusiems bakterijas ir mikroorganizmus XIX amžiaus antroje pusėje.
Kartu su paties mikroskopo sandaros raida, mikroskopinio stebėjimo technologija taip pat nuolat atnaujinama: poliarizuota mikroskopija atsirado 1850 m.; 1893 metais atsirado interferencinė mikroskopija; 1935 metais olandų fizikas Zelnikas sukūrė fazinio kontrasto mikroskopiją, už kurią 1953 metais buvo apdovanotas Nobelio fizikos premija.
Klasikiniai optiniai mikroskopai yra tiesiog optinių ir tiksliųjų mechaninių komponentų derinys, naudojant žmogaus akis kaip imtuvą, kad būtų galima stebėti padidintus vaizdus. Vėliau prie mikroskopo buvo pridėtas fotografavimo įrenginys, kuris kaip imtuvą įrašymui ir saugojimui naudojo šviesai jautrią plėvelę. Šiais laikais fotoelektriniai komponentai, televizijos kameros ir įkrovimo jungtys dažniausiai naudojami kaip mikroskopų imtuvai, kartu su mikrokompiuteriais sudaroma visa vaizdo informacijos gavimo ir apdorojimo sistema.
Optiniai lęšiai, pagaminti iš stiklo ar kitų skaidrių medžiagų lenktais paviršiais, gali padidinti ir vaizduoti objektus, o optiniai mikroskopai šiuo principu padidina mažus objektus iki tokio dydžio, kurį galėtų stebėti žmogaus akis. Šiuolaikiniai optiniai mikroskopai paprastai naudoja du didinimo etapus, kurių kiekvieną užbaigia objektyvas ir okuliaras. Stebimas objektas yra prieš objektyvo lęšį ir pirmajame etape padidintas objektyvo lęšiu sudaro apverstą realų vaizdą. Tada šis tikras vaizdas padidinamas okuliaru antrajame etape, suformuojant virtualų vaizdą. Tai, ką mato žmogaus akis, yra virtualus vaizdas. Bendras mikroskopo padidinimas yra objektyvo ir okuliaro padidinimo rezultatas. Didinimo koeficientas reiškia tiesinių matmenų padidinimo koeficientą, o ne ploto santykį.
