Σύντομο ιστορικό ανάπτυξης μικροσκοπικών τεχνικών παρατήρησης

Εκτός από την εξέλιξη της δομής του ίδιου του μικροσκοπίου, οι μικροσκοπικές τεχνικές παρατήρησης συνεχώς καινοτομούν: η μικροσκοπία πολωμένου φωτός προέκυψε το 1850, μικροσκοπία παρεμβολής συνέβη το 1893. Ο ολλανδός φυσικός Zernike δημιούργησε τη μικροσκοπία αντίθεσης φάσης το 1935. Κέρδισε το βραβείο Νόμπελ στη φυσική για το σκοπό αυτό το 1953. Η κλασσική οπτική μικροσκόπηση είναι μόνο ένας συνδυασμός οπτικών εξαρτημάτων και μηχανικών εξαρτημάτων ακριβείας. Χρησιμοποιεί το ανθρώπινο μάτι ως δέκτη για να παρατηρήσει τη μεγέθυνση της εικόνας.

Ανάπτυξη ιστορίας

Ήδη από τον 1ο αιώνα π.Χ., οι άνθρωποι είχαν ανακαλύψει ότι όταν είδαν μικροσκοπικά αντικείμενα μέσα από σφαιρικά διαφανή αντικείμενα, θα μπορούσαν να διευρυνθούν και να απεικονιστούν. Αργότερα, μάθαμε σταδιακά για το νόμο της σφαιρικής επιφάνειας της γυάλινης επιφάνειας για να μεγεθύνουμε το αντικείμενο.

Το 1590, οι κατασκευαστές γυαλιών στην Ολλανδία και την Ιταλία δημιούργησαν όργανα ενίσχυσης παρόμοια με τα μικροσκόπια.

Περί το 1610, το Galileo της Ιταλίας και ο Kepler της Γερμανίας άλλαξαν την απόσταση μεταξύ του αντικειμενικού φακού και του προσοφθάλμιου φακού κατά τη διάρκεια της μελέτης των τηλεσκοπίων. Χρησιμοποιήθηκαν ηλεκτρονικές κλίμακες για να ληφθεί μια λογική δομή οπτικής διαδρομής του μικροσκοπίου. Οι οπτικοί τεχνίτες κατά το χρόνο που ασχολούνταν με την κατασκευή μικροσκοπίων. Προώθηση και βελτίωση.

Στα μέσα του 17ου αιώνα, ο Robert Hook του Ηνωμένου Βασιλείου και ο Leeuwen Hoek των Κάτω Χωρών συνέβαλαν σημαντικά στην ανάπτυξη του μικροσκοπίου.

Περίπου το 1665, ο Hook προσέθεσε μηχανισμούς εστίασης χοντρών και λεπτών κινήσεων, ένα σύστημα φωτισμού και ένα πάγκο εργασίας που έφερε δείγματα στο μικροσκόπιο. Αυτά τα μέρη έχουν βελτιωθεί συνεχώς για να αποτελέσουν βασικό μέρος των σύγχρονων μικροσκοπίων.

Μεταξύ του 1673 και του 1677, ο Leeuwe Hoek έκανε ένα μικροσκόπιο τύπου μεγεθυντικού φακού ενός μεγέθους με μεγάλη μεγέθυνση και οι κατασκευαστές κλίμακας, από τους οποίους οι εννέα διατηρήθηκαν μέχρι τώρα. Hooker και Leeuwenhoek έχουν επιτύχει εξαιρετικά επιτεύγματα στη μελέτη της μικροδομής των ζώων και των φυτών χρησιμοποιώντας τα οικιακά μικροσκόπια τους.

Τον 19ο αιώνα, η εμφάνιση υψηλής ποιότητας αντικειμενικών φακών αχρωματικής εμβάπτισης βελτίωσε σημαντικά την ικανότητα του μικροσκοπίου να παρατηρεί τις λεπτές δομές. Το 1827, ο Αμίχ χρησιμοποίησε για πρώτη φορά έναν στόχο εμβάπτισης.

Στη δεκαετία του '70, η γερμανική Abbe έβαλε την κλασική θεωρητική βάση για την απεικόνιση μικροσκοπίων. Όλα αυτά έχουν προωθήσει την ταχεία ανάπτυξη τεχνικών κατασκευής μικροσκοπίων και μικροσκοπικών παρατήρησης και παρείχαν ισχυρά εργαλεία για την ανακάλυψη βακτηρίων και μικροοργανισμών από βιολόγους και ιατρικούς επιστήμονες όπως οι Koch και Pasteur στο δεύτερο μισό του 19ου αιώνα.

Εκτός από την εξέλιξη της δομής του ίδιου του μικροσκοπίου, οι μικροσκοπικές τεχνικές παρατήρησης συνεχώς καινοτομούν: η μικροσκοπία πολωμένου φωτός προέκυψε το 1850, μικροσκοπία παρεμβολής συνέβη το 1893. Ο Ολλανδός φυσικός Zernike δημιούργησε τη μικροσκοπία αντίθεσης φάσης το 1935 Κέρδισε το βραβείο Νόμπελ στη φυσική για το σκοπό αυτό το 1953.

Η κλασική οπτική μικροσκόπηση είναι μόνο ένας συνδυασμός οπτικών εξαρτημάτων και μηχανικών εξαρτημάτων ακριβείας. Χρησιμοποιεί το ανθρώπινο μάτι ως δέκτη για να παρατηρήσει τη μεγέθυνση της εικόνας. Αργότερα, στο μικροσκόπιο προστέθηκε συσκευή φωτογράφησης και η φωτογραφική μεμβράνη χρησιμοποιήθηκε ως δέκτης που μπορεί να καταγραφεί και να αποθηκευτεί. Στη σύγχρονη εποχή, οι φωτοηλεκτρικές συσκευές, οι σωλήνες τηλεοπτικής κάμερας και οι συζεύκτες φορτίου χρησιμοποιούνται συνήθως ως δέκτες για μικροσκόπια. Μαζί με τους μικροϋπολογιστές, αποτελούν ένα ολοκληρωμένο σύστημα λήψης και επεξεργασίας πληροφοριών εικόνας.

Ένας οπτικός φακός από γυαλί ή άλλο διαφανές υλικό με καμπύλη επιφάνεια μπορεί να μεγεθύνει και να απεικονίσει το αντικείμενο. Οι ηλεκτρονικές κλίμακες της Σαγκάης και η οπτική μικροσκοπία χρησιμοποιούν αυτήν την αρχή για να μεγεθύνουν τα μικροσκοπικά αντικείμενα σε ένα μέγεθος κατάλληλο για τα ανθρώπινα μάτια.

Τα σύγχρονα οπτικά μικροσκόπια χρησιμοποιούν συνήθως μεγέθυνση δύο σταδίων, η οποία επιτυγχάνεται με αντικειμενικούς φακούς και προσοφθάλμιους φακούς αντίστοιχα. Το αντικείμενο που πρέπει να παρατηρηθεί βρίσκεται μπροστά από τον αντικειμενικό φακό και ο φακός του αντικειμενικού φακού μεγεθύνεται από το πρώτο επίπεδο και γίνεται μια ανεστραμμένη εικόνα πραγματικότητας. Η πραγματική εικόνα διευρύνεται περαιτέρω από το προσοφθάλμιο για να σχηματίσει μια εικονική εικόνα. Το ανθρώπινο μάτι βλέπει μια εικονική εικόνα. Η ολική μεγέθυνση του μικροσκοπίου είναι το προϊόν της μεγέθυνσης του αντικειμενικού φακού και της μεγέθυνσης του προσοφθάλμιου φακού. Η μεγέθυνση αναφέρεται στην αναλογία μεγέθυνσης του μεγέθους ευθείας γραμμής και όχι στην αναλογία περιοχής.

Το ιστορικό ανάπτυξης του μικροσκοπίου

Πριν από πολύ καιρό οι άνθρωποι γνώριζαν ότι ορισμένες οπτικές συσκευές θα μπορούσαν να "μεγεθύνουν" αντικείμενα. Για παράδειγμα, στο "Movie Scripture", καταγράφεται ένας κοίλος καθρέπτης που μπορεί να μεγεθύνει ένα αντικείμενο. Όσον αφορά τον εφευρέτη του κυρτού φακού, δεν μπορεί πλέον να είναι δυνατή η επαλήθευση. Κυρτοί φακοί - Μερικές φορές οι άνθρωποι το ονομάζουν "μεγεθυντικό φακό" - μπορεί να εστιάσει στον ήλιο, αλλά επίσης σας επιτρέπει να δείτε το μεγεθυσμένο αντικείμενο, αυτό συμβαίνει επειδή ο κυρτός φακός μπορεί να εκτρέψει το φως. Αυτό που βλέπετε μέσω ενός κυρτού φακού είναι στην πραγματικότητα μια ψευδαίσθηση. Αυστηρά μιλώντας, ονομάζεται εικονική εικόνα. Όταν το φως από το αντικείμενο περνά μέσα από τον κυρτό φακό, το φως θα εκτρέπεται με συγκεκριμένο τρόπο. Όταν βλέπουμε το φως, ή πιστεύουμε ασυνείδητα ότι εξακολουθούν να διαδίδονται κατά μήκος μιας ευθείας γραμμής. Ως αποτέλεσμα, το αντικείμενο θα φαίνεται μεγαλύτερο από αυτό που ήταν αρχικά.
Ένας απλός κυρτός φακός μπορεί να μεγεθύνει ένα αντικείμενο αρκετές δεκάδες φορές, κάτι που δεν είναι αρκετό για να δούμε τις λεπτομέρειες ορισμένων αντικειμένων. Τον 13ο αιώνα μ.Χ., εμφανίστηκαν γυαλιά για άτομα με φτωχή όραση - ένας φακός από γυαλί. Με την εξαφάνιση του σκοταδιού που περιβάλλει την Ευρώπη για χίλια χρόνια, εμφανίστηκαν διάφορες νέες εφευρέσεις. Το μικροσκόπιο είναι ένα από αυτά. Περί το τέλος του 16ου αιώνα, ο Ολλανδικός οπτικός Ζαχαρίας Janssen και ο γιος του έβαλαν μερικούς φακούς σε έναν κύλινδρο και ανακάλυψαν μέσω του κυλίνδρου ότι τα κοντινά αντικείμενα ήταν εκπληκτικά μεγάλα, που είναι το τρέχον μικροσκόπιο και Ο προκάτοχος του τηλεσκοπίου.
Ο Jensen έκανε το πρώτο σύνθετο μικροσκόπιο. Χρησιμοποιώντας δύο κυρτούς φακούς, ένας κυρτός φακός μεγεθύνει περαιτέρω την άλλη προκύπτουσα εικόνα. Αυτή είναι η βασική αρχή ενός σύνθετου μικροσκοπίου. Εάν ένας από τους δύο κυρτούς φακούς μπορεί να μεγεθυνθεί 10 φορές και ο άλλος μπορεί να μεγεθυνθεί 20 φορές, τότε η μεγέθυνση του συνόλου του φακού είναι 10 x 20 = 200 φορές.

Σύνθετο μικροσκόπιο
Το 1665, ο βρετανός επιστήμονας Robert Hooker (οι άνθρωποι μπορεί να είναι πιο εξοικειωμένοι με την άλλη ανακάλυψη του: νόμος του Hooke) παρατηρούσε τις φέτες φελλού με το μικροσκόπιο του, διαπιστώνοντας εκπληκτικά ότι υπάρχει μια δομή "μονάδας". Ο γάντζας τους αποκαλούσε "κύτταρα". Ωστόσο, το σύνθετο μικροσκόπιο της εποχής του Jensen δεν έδειξε πραγματικά τη δύναμή του και η μεγέθυνση του ήταν χαμηλή. Το μικροσκόπιο που έκανε ο Ολλανδός Anthony Von Leeuwenhoek (1632-1723) έκανε τους ανθρώπους να ανοίξουν τα μάτια. Ο Leeuwenhoek έμαθε την τεχνική της λείανσης γυαλιών από την παιδική ηλικία και ήταν πρόθυμος να κάνει μικροσκόπια. Το μικροσκόπιο που κάνει είναι στην πραγματικότητα ένας κυρτός φακός, όχι ένα σύνθετο μικροσκόπιο. Ωστόσο, λόγω της ικανότητας του, η μεγέθυνση του μικροσκοπίου ενός τεμαχίου ήταν σχεδόν 300 φορές υψηλότερη από οποιοδήποτε άλλο μικροσκόπιο.