Принцип работы и история развития оптического микроскопа
Оптический микроскоп (сокращенно ОМ) — это оптический прибор, использующий оптические принципы для увеличения и отображения крошечных объектов, которые не могут быть различимы человеческим глазом, чтобы люди могли извлекать информацию о микроструктуре.
Еще в первом веке до нашей эры люди обнаружили, что, наблюдая крошечные объекты через сферические прозрачные объекты, они могут увеличивать их в изображения. Позже я постепенно пришел к пониманию закона, согласно которому сферическая поверхность стекла может увеличивать и отображать предметы. В 1590 году голландские и итальянские производители очков создали увеличительные приборы, похожие на микроскопы. Около 1610 г., изучая телескопы, Галилей в Италии и Кеплер в Германии изменили расстояние между объективом и окуляром, чтобы получить приемлемую структуру оптического пути микроскопа. Мастера оптики в то время занимались изготовлением, продвижением и усовершенствованием микроскопов.
В середине 17 века Роберт Гук в Англии и Левенгук в Нидерландах внесли выдающийся вклад в развитие микроскопов. Примерно в 1665 году Гук добавил механизмы грубой и точной настройки фокуса, системы освещения и верстак для переноса образцов к микроскопу. Эти компоненты постоянно совершенствуются и становятся основными строительными блоками современных микроскопов.
В период с 1673 по 1677 год Левин Гук изготовил мощные микроскопы типа моноблочной лупы, девять из которых сохранились до наших дней. Гук и Левин Гук добились выдающихся успехов в изучении микроскопического строения животных и растений с помощью самодельных микроскопов. В 19 веке появление высококачественных ахроматических иммерсионных объективов значительно улучшило возможности микроскопов по наблюдению тонких структур. В 1827 году Амичи первым применил жидкостный иммерсионный объектив. В 1870-х годах немецкий аббат заложил классическую теоретическую основу микроскопической визуализации. Они способствовали быстрому развитию производства микроскопов и технологии микроскопических наблюдений и предоставили биологам и ученым-медикам, включая Коха и Пастера, мощные инструменты для обнаружения бактерий и микроорганизмов во второй половине XIX века.
В то время как структура самого микроскопа развивается, технология микроскопических наблюдений также постоянно обновляется: микроскопия в поляризованном свете появилась в 1850 году; интерференционная микроскопия появилась в 1893 г.; в 1935 году голландский физик Зерник создал фазово-контрастную микроскопию. метод, за который он был удостоен Нобелевской премии по физике в 1953 году.
Классический оптический микроскоп представляет собой просто комбинацию оптических компонентов и прецизионных механических компонентов, и он использует человеческий глаз в качестве приемника для наблюдения увеличенного изображения. Позже к микроскопу добавили фотографическое устройство, а фоточувствительную пленку использовали в качестве приемника, который можно было записывать и хранить. В настоящее время в качестве приемника микроскопа обычно используются оптоэлектронные компоненты, трубки телевизионных камер и ответвители заряда, а полная система сбора и обработки информации об изображении формируется после оснащения микрокомпьютером.
Оптические линзы из гнутого стекла или других прозрачных материалов могут увеличивать объекты в изображения. Оптические микроскопы используют этот принцип для увеличения крошечных объектов до размеров, достаточных для наблюдения человеческим глазом. Современные оптические микроскопы обычно используют две ступени увеличения, которые дополняются объективом и окуляром соответственно. Объект наблюдения находится перед объективом. На первом этапе он увеличивается объективом и становится перевернутым реальным изображением. Затем реальное изображение увеличивается окуляром на втором этапе для формирования мнимого изображения. То, что видит человеческий глаз, является виртуальным изображением. Общее увеличение микроскопа является произведением увеличения объектива и увеличения окуляра. Увеличение относится к коэффициенту увеличения линейных размеров, а не к коэффициенту площади.
