Optinio mikroskopo veikimo principas ir raidos istorija
Optinis mikroskopas (sutrumpintai kaip OM) yra optinis instrumentas, kuris naudoja optinius principus, kad padidintų ir atvaizduotų mažyčius objektus, kurių žmogaus akis negali išspręsti, kad žmonės galėtų išgauti informaciją apie mikrostruktūrą.
Jau pirmame amžiuje prieš Kristų žmonės atrado, kad stebėdami mažyčius objektus per sferinius skaidrius objektus, jie gali juos padidinti į vaizdus. Vėliau pamažu supratau dėsnį, kad sferinis stiklo paviršius gali padidinti ir atvaizduoti objektus. 1590 m. olandų ir italų akinių gamintojai sukūrė didinamuosius instrumentus, panašius į mikroskopus. Apie 1610 m., studijuodami teleskopus, Galileo Italijoje ir Kepleris Vokietijoje pakeitė atstumą tarp objektyvo lęšio ir okuliaro, kad gautų pagrįstą mikroskopo optinio kelio struktūrą. Optikos meistrai tuo metu užsiėmė mikroskopų gamyba, reklama ir tobulinimu.
XVII amžiaus viduryje Robertas Hukas Anglijoje ir Leeuwenhoekas Nyderlanduose labai prisidėjo prie mikroskopų kūrimo. Apie 1665 m. Hooke pridėjo grubaus ir tikslaus fokusavimo reguliavimo mechanizmus, apšvietimo sistemas ir darbastalį, skirtą mėginiams nešti į mikroskopą. Šie komponentai buvo nuolat tobulinami ir tapo pagrindiniais šiuolaikinių mikroskopų elementais.
Laikotarpiu nuo 1673 iki 1677 metų Levinas Hukas pagamino didelės galios vienetinio didinamojo stiklo mikroskopus, iš kurių devyni buvo išsaugoti iki šių dienų. Hooke'as ir Levinas Hooke'ai padarė puikių laimėjimų tirdami gyvūnų ir augalų mikroskopinę struktūrą naudojant pačių pagamintus mikroskopus. XIX amžiuje pasirodžius aukštos kokybės achromatiniams panardinamųjų objektyvų lęšiams, labai pagerėjo mikroskopų gebėjimas stebėti smulkias struktūras. 1827 m. Amici pirmasis panaudojo panardinamąjį skystį objektyvą. 1870-aisiais vokiečių abatas padėjo klasikinius teorinius mikroskopinio vaizdavimo pagrindus. Tai paskatino 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.
Kol pačios mikroskopo struktūra vystosi, mikroskopinio stebėjimo technologija taip pat nuolat atnaujinama: poliarizuotos šviesos mikroskopija atsirado 1850 m.; interferencinė mikroskopija pasirodė 1893 m.; 1935 m. olandų fizikas Zernikas sukūrė fazinio kontrasto mikroskopiją. techniką, už kurią 1953 metais buvo apdovanotas Nobelio fizikos premija.
Klasikinis optinis mikroskopas yra tik optinių komponentų ir tiksliųjų mechaninių komponentų derinys, kuris naudoja žmogaus akis kaip imtuvą padidintam vaizdui stebėti. Vėliau prie mikroskopo buvo pridėtas fotografinis prietaisas, o šviesai jautri plėvelė buvo naudojama kaip imtuvas, kurį galima įrašyti ir saugoti. Šiais laikais optoelektroniniai komponentai, TV kamerų vamzdeliai ir įkrovimo jungtys dažniausiai naudojami kaip mikroskopo imtuvas, o visa vaizdo informacijos gavimo ir apdorojimo sistema suformuojama įdiegus mikrokompiuterį.
Iš lenkto stiklo ar kitų skaidrių medžiagų pagaminti optiniai lęšiai gali padidinti objektus į vaizdus. Optiniai mikroskopai naudoja šį principą, kad padidintų mažus objektus iki tokio dydžio, kad žmogaus akys galėtų juos stebėti. Šiuolaikiniai optiniai mikroskopai paprastai naudoja du didinimo etapus, kuriuos atitinkamai užbaigia objektyvas ir okuliaras. Objektas, kurį reikia stebėti, yra prieš objektyvo lęšį. Pirmajame etape jis padidinamas objektyvo ir tampa apverstu tikru vaizdu. Tada tikrasis vaizdas antrajame etape padidinamas okuliaru, kad susidarytų virtualus vaizdas. Tai, ką mato žmogaus akis, yra virtualus vaizdas. Bendras mikroskopo padidinimas yra objektyvo lęšio ir okuliaro padidinimo rezultatas. Didinimas reiškia linijinių matmenų padidinimo santykį, o ne ploto santykį.
