Il principio di funzionamento e la storia dello sviluppo del microscopio ottico
Il microscopio ottico (abbreviato in OM) è uno strumento ottico che utilizza principi ottici per ingrandire e visualizzare minuscoli oggetti che non possono essere risolti dall'occhio umano, in modo che le persone possano estrarre informazioni sulla microstruttura.
Già nel I secolo aC, le persone hanno scoperto che osservando piccoli oggetti attraverso oggetti sferici trasparenti, possono ingrandirli in immagini. Successivamente, sono arrivato gradualmente a comprendere la legge secondo cui la superficie sferica del vetro può rendere gli oggetti ingranditi e visualizzati. Nel 1590, i produttori di occhiali olandesi e italiani avevano creato strumenti di ingrandimento simili ai microscopi. Intorno al 1610, durante lo studio dei telescopi, Galileo in Italia e Keplero in Germania modificarono la distanza tra la lente dell'obiettivo e l'oculare per ottenere una ragionevole struttura del percorso ottico del microscopio. Gli artigiani ottici a quel tempo erano impegnati nella produzione, promozione e miglioramento dei microscopi.
A metà del XVII secolo, Robert Hooke in Inghilterra e Leeuwenhoek nei Paesi Bassi diedero entrambi un contributo eccezionale allo sviluppo dei microscopi. Intorno al 1665, Hooke aggiunse meccanismi di regolazione della messa a fuoco grossolana e fine, sistemi di illuminazione e un banco da lavoro per trasportare i campioni al microscopio. Questi componenti sono stati continuamente migliorati e sono diventati gli elementi costitutivi di base dei moderni microscopi.
Durante il periodo dal 1673 al 1677, Levin Hooke realizzò microscopi ad alta potenza del tipo a lente d'ingrandimento a unità singola, nove dei quali sono stati conservati fino ad oggi. Hooke e Levin Hooke hanno ottenuto risultati eccezionali nello studio della struttura microscopica di animali e piante utilizzando microscopi fatti da sé. Nel 19° secolo, la comparsa di obiettivi acromatici ad immersione di alta qualità migliorò notevolmente la capacità dei microscopi di osservare strutture fini. Nel 1827 Amici fu il primo ad utilizzare un obiettivo ad immersione liquida. Negli anni '70 dell'Ottocento, l'abate tedesco pose le basi teoriche classiche dell'imaging al microscopio. Questi hanno promosso il rapido sviluppo della produzione di microscopi e della tecnologia di osservazione microscopica e hanno fornito potenti strumenti a biologi e scienziati medici, tra cui Koch e Pasteur, per scoprire batteri e microrganismi nella seconda metà del XIX secolo.
Mentre la struttura stessa del microscopio si sviluppa, anche la tecnologia di osservazione microscopica è in costante innovazione: la microscopia a luce polarizzata apparve nel 1850; la microscopia ad interferenza apparve nel 1893; nel 1935, il fisico olandese Zernik creò la microscopia a contrasto di fase. tecnica, per la quale è stato insignito del Premio Nobel per la Fisica nel 1953.
Il microscopio ottico classico è solo una combinazione di componenti ottici e componenti meccanici di precisione, e utilizza l'occhio umano come ricevitore per osservare un'immagine ingrandita. Successivamente, al microscopio è stato aggiunto un dispositivo fotografico e una pellicola fotosensibile è stata utilizzata come ricevitore che poteva essere registrato e memorizzato. Nei tempi moderni, i componenti optoelettronici, i tubi delle telecamere e gli accoppiatori di carica sono generalmente utilizzati come ricevitore del microscopio e un sistema completo di acquisizione ed elaborazione delle informazioni sull'immagine viene formato dopo essere stato dotato di un microcomputer.
Le lenti ottiche in vetro curvo o altri materiali trasparenti possono ingrandire gli oggetti in immagini. I microscopi ottici utilizzano questo principio per ingrandire piccoli oggetti a una dimensione sufficiente per essere osservati dagli occhi umani. I moderni microscopi ottici utilizzano solitamente due stadi di ingrandimento, che sono completati rispettivamente dalla lente dell'obiettivo e dall'oculare. L'oggetto da osservare si trova davanti alla lente dell'obiettivo. Viene ingrandito dalla lente dell'obiettivo nel primo stadio e diventa un'immagine reale invertita. Quindi l'immagine reale viene ingrandita dall'oculare nel secondo stadio per formare un'immagine virtuale. Ciò che l'occhio umano vede è un'immagine virtuale. L'ingrandimento totale del microscopio è il prodotto dell'ingrandimento della lente dell'obiettivo e dell'ingrandimento dell'oculare. L'ingrandimento si riferisce al rapporto di ingrandimento delle dimensioni lineari, non al rapporto di area.
