Optinių mikroskopų veikimo principas ir raidos istorija
Optinis mikroskopas (trumpai – OM) yra optinis instrumentas, kuris naudoja optinius principus, kad padidintų ir atvaizduotų mažus objektus, kurių žmogaus akis negali atskirti, kad žmonės galėtų išgauti informaciją apie mikrostruktūrą.
Jau pirmame amžiuje prieš Kristų buvo atrasta, kad stebint mažus objektus per sferinius skaidrius objektus, juos galima 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 mikroskopų optinio kelio struktūrą. Tuo metu optikos meistrai užsiėmė mikroskopų gamyba, reklama ir tobulinimu.
XVII amžiaus viduryje Robertas Hukas iš Anglijos ir Leeuwenhoekas iš Nyderlandų labai prisidėjo prie mikroskopų kūrimo. Maždaug 1665 m. Hooke pridėjo šiurkščiavilnių ir mikro fokusavimo mechanizmus, apšvietimo sistemas ir darbastalius, skirtus objektiniams objektams nešti į mikroskopą. 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, naudojant 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 vokiečių abatė padėjo klasikinius teorinius mikroskopinio vaizdo pagrindus. Visa tai skatino sparčią mikroskopų gamybos ir mikroskopinio stebėjimo technologijų plėtrą ir suteikė galingų įrankių biologams ir medicinos mokslininkams, įskaitant Kochą ir Pasteurą, atradusiems bakterijas ir mikroorganizmus XIX amžiaus antroje pusėje.
Kartu su paties mikroskopo struktūros tobulėjimu, mikroskopinio stebėjimo technologija taip pat nuolat atnaujinama: poliarizuota mikroskopija atsirado 1850 m.; 1893 metais atsirado interferencinė mikroskopija; 1935 m. olandų fizikas Zernike sukūrė fazinio kontrasto mikroskopiją, už kurią 1953 m. laimėjo Nobelio fizikos premiją.
Klasikinis optinis mikroskopas yra tiesiog optinių komponentų ir tiksliųjų mechaninių komponentų derinys, naudojant žmogaus akis kaip imtuvą padidintam vaizdui stebėti. 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, kurie derinami su mikrokompiuteriais, kad būtų sukurta visa vaizdo informacijos gavimo ir apdorojimo sistema.
Optiniai lęšiai, pagaminti iš stiklo ar kitų skaidrių medžiagų išlenktais paviršiais, gali padidinti ir vaizduoti objektus, o optiniai mikroskopai naudoja šį principą, kad padidintų mažus objektus iki tokio dydžio, kad žmogaus akis galėtų juos stebėti. Šiuolaikiniai optiniai mikroskopai paprastai naudoja du didinimo etapus, kurių kiekvieną užbaigia objektyvas ir okuliaras. Stebimas objektas yra prieš objektyvo lęšį ir po to, kai jį pirmą kartą padidino objektyvo lęšis, susidaro apverstas realus vaizdas. Tada šis tikras vaizdas yra padidinamas objektyvo antroje pakopoje, sudarydamas įsivaizduojamą vaizdą. Tai, ką mato žmogaus akis, yra įsivaizduojamas vaizdas. Bendras mikroskopo padidinimas yra objektyvo ir okuliaro padidinimo rezultatas. Didinimo koeficientas reiškia tiesinių matmenų padidinimo koeficientą, o ne ploto santykį.
