Principio di funzionamento e storia dello sviluppo dei microscopi ottici
Il microscopio ottico (OM) è uno strumento ottico che utilizza principi ottici per ingrandire e visualizzare piccoli oggetti che non possono essere distinti dall'occhio umano, al fine di estrarre informazioni microstrutturali.
Già nel I secolo a.C. si scoprì che osservando piccoli oggetti attraverso oggetti sferici trasparenti è possibile ingrandirli e visualizzarli. Successivamente, ho gradualmente acquisito una comprensione della legge secondo cui le superfici di vetro sferiche possono ingrandire e rappresentare gli oggetti. Già nel 1590 i produttori di occhiali nei Paesi Bassi e in Italia avevano creato strumenti di ingrandimento simili ai microscopi. Intorno al 1610, Galileo d'Italia e Keplero di Germania, mentre studiavano i telescopi, cambiarono la distanza tra l'obiettivo e l'oculare per ottenere una struttura ragionevole del percorso ottico del microscopio. A quel tempo, gli artigiani ottici erano impegnati nella produzione, promozione e miglioramento dei microscopi.
A metà del-17secolo, l'inglese Robert Hooke e l'olandese Lewandowski diedero un contributo eccezionale allo sviluppo dei microscopi. Intorno al 1665, Hooke aggiunse meccanismi di messa a fuoco grossolana e micro, sistemi di illuminazione e banchi da lavoro per trasportare vetrini di campioni al microscopio. Questi componenti sono stati continuamente migliorati e diventano i componenti base dei moderni microscopi.
Tra il 1673 e il 1677, Levin Hooke creò un microscopio ad alta potenza del tipo a lente d'ingrandimento monocomponente, di cui nove sono stati conservati fino ad oggi. Hooke e Levin Hooke hanno ottenuto risultati eccezionali nello studio della microstruttura degli organismi animali e vegetali utilizzando i loro microscopi autocostruiti. Nel 19° secolo, l'emergere di lenti ad immersione acromatiche di alta qualità migliorò notevolmente la capacità dei microscopi di osservare strutture fini. Nel 1827 Archie fu il primo a utilizzare lenti ad immersione. Nel 1870, il tedesco Albert gettò le basi teoriche classiche per l'imaging microscopico. Tutti questi promossero il rapido sviluppo della produzione di microscopi e della tecnologia di osservazione microscopica e fornirono potenti strumenti a biologi e professionisti medici, tra cui Koch e Pasteur, per scoprire batteri e microrganismi nella seconda metà del XIX secolo.
Insieme allo sviluppo della struttura stessa del microscopio, anche la tecnologia dell'osservazione microscopica è in continua innovazione: la microscopia polarizzata è apparsa nel 1850; Nel 1893 emerse la microscopia ad interferenza; Nel 1935, il fisico olandese Zelnik creò la microscopia a contrasto di fase, per la quale gli venne assegnato il Premio Nobel per la fisica nel 1953.
I microscopi ottici classici sono semplicemente una combinazione di componenti ottici e meccanici di precisione, che utilizzano l'occhio umano come ricevitore per osservare immagini ingrandite. Successivamente, al microscopio fu aggiunto un dispositivo fotografico, che utilizzava una pellicola fotosensibile come ricevitore per la registrazione e l'archiviazione. Nei tempi moderni, componenti fotoelettrici, telecamere e accoppiatori di carica sono comunemente usati come ricevitori per microscopi, combinati con microcomputer per formare un sistema completo di acquisizione ed elaborazione delle informazioni sull'immagine.
Lenti ottiche in vetro o altri materiali trasparenti con superfici curve possono ingrandire e visualizzare oggetti, mentre i microscopi ottici utilizzano questo principio per ingrandire piccoli oggetti a una dimensione che può essere osservata dall'occhio umano. I moderni microscopi ottici utilizzano tipicamente due stadi di ingrandimento, ciascuno completato da una lente obiettivo e un oculare. L'oggetto osservato si trova davanti alla lente dell'obiettivo e, dopo essere stato ingrandito dalla lente dell'obiettivo nella prima fase, forma un'immagine reale invertita. Quindi, questa immagine reale viene ingrandita dall'oculare nella seconda fase, formando un'immagine virtuale. Ciò che vede l'occhio umano è l'immagine virtuale. L'ingrandimento totale di un microscopio è il prodotto dell'ingrandimento dell'obiettivo e dell'ingrandimento dell'oculare. Il rapporto di ingrandimento si riferisce al rapporto di ingrandimento delle dimensioni lineari, non al rapporto dell'area.
