Les Microscopes sont utilisés sous diverses formes depuis plus de 3 000 ans. Les premiers microscopes étaient des loupes extrêmement simples Faites de globes de verre rempli d’eau ou de copeaux de cristal transparent. Les anciens Romains étaient connus pour utiliser des loupes en verre solides et semblables à des perles. L’empereur Néron (A. D. 37-68) a souvent utilisé un peu d’émeraude coupée pour aider sa mauvaise vision.
Les premières lentilles utilisées dans les lunettes primitives ont été fabriquées en Europe et en Chine à la fin du XIIIe siècle., À ce moment-là, les lenscrafters ont réalisé que la plupart des verres ou cristaux clairs pouvaient être broyés dans une certaine forme (généralement avec les bords plus minces que le centre) pour produire un effet grossissant. Toutes ces loupes à lentille unique sont appelées microscopes simples.
les lentilles de van Leeuwenhoek
Jusqu’au tournant du XVIIe siècle, la plupart des microscopes simples pouvaient fournir un grossissement de 10 puissance (grossissant un spécimen à dix fois son diamètre). C’est à cette époque que le drapier et Opticien amateur Néerlandais Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723) commença à construire lui-même des loupes., Bien que reposant toujours sur des lentilles simples, l’habileté de meulage inégalée de Leeuwenhoek a produit des microscopes de très haute puissance, avec des grossissements allant jusqu’à 500.
afin d’obtenir de tels résultats, Leeuwenhoek a fabriqué des lentilles extrêmement petites, certaines aussi minuscules que la tête d’une épingle. En raison de la distance focale très courte de ces lentilles (la distance focale est la distance de mise au point de l’objet à la lentille), le microscope devait être tenu à une fraction de pouce seulement de l’échantillon observé et de l’Œil de l’observateur., À travers ses minuscules lentilles, Leeuwenhoek a observé pour la première fois de minuscules « animalcules » (ce que nous connaissons maintenant sous le nom de bactéries et de protozoaires). Ses découvertes lui ont valu une renommée internationale, et les microscopes simples qu’il a conçus sont toujours parmi les mieux conçus.
les lentilles multiples améliorent le grossissement
les limites de la loupe à lentille unique étaient évidentes pour les scientifiques. Ils ont travaillé à développer un système pratique pour augmenter le grossissement du microscope. La prochaine percée en microscopie a été l’invention du microscope composé., Bien que l’origine de cet appareil et l’identité de son inventeur fassent l’objet de débats, le crédit pour l’invention du microscope composé a généralement été attribué à L’opticien Néerlandais Zacharias Janssen (1580-vers 1638). Vers 1590, Janssen aurait trébuché sur une idée pour un microscope à lentilles multiples, qu’il a ensuite construit. Bien qu’il ait affirmé sa capacité, aucune trace N’existe de Janssen utilisant réellement son invention. On croit maintenant que le fils de Janssen a fabriqué l’histoire.,
pendant ce temps, le scientifique Néerlandais Cornelius Drebbel a affirmé qu’il avait construit le premier microscope composé en 1619. L’astronome Galilée (1564-1642) a également rapporté utiliser un microscope à deux lentilles pour examiner et décrire l’œil d’un insecte.
indépendamment de son inventeur, la conception du microscope composé original est très similaire à ceux utilisés aujourd’hui. Deux lentilles ou plus sont logées dans un long tube. Individuellement, aucun des objectifs n’est particulièrement puissant., L’image produite par la première lentille est encore agrandie par la seconde (et la troisième et la quatrième, dans un système à lentilles multiples), produisant finalement une image considérablement agrandie. De plus, plusieurs objectifs permettent une distance focale beaucoup plus longue. Cela permet à la fois de placer l’échantillon et l’œil d’observation à une plus grande distance des lentilles.
le premier scientifique à améliorer encore la conception du composé était L’anglais Robert Hooke. Hooke a été le premier chercheur à utiliser un microscope pour observer la structure des plantes., Il les a trouvés constitués de minuscules « chambres » à parois qu’il a appelées cellules.
Zeiss et Abbe
Après Hooke, peu de progrès ont eu lieu en microscopie jusqu’au travail collaboratif du fabricant allemand de verre optique Carl Zeiss (1816-1888) et du physicien allemand Ernst Abbe (1840-1905) au milieu des années 1800. Abbe, généralement reconnu comme le premier ingénieur optique, a repris les fonctions de conception à la Zeiss Optical Works en 1876. Les instruments scientifiques issus de la collaboration de Zeiss et Abbe ont établi de nouvelles normes pour les équipements optiques., Parmi leurs inventions figuraient des lentilles qui corrigeaient le flou et les aberrations de couleur (défauts ou imperfections).
Le Microscope électronique magnifie les atomes
Au XXe siècle, la conception et la forme essentielles du microscope composé avaient évolué vers la même forme que celle que nous connaissons aujourd’hui. Les Microscopes utilisés dans les écoles et les petits laboratoires peuvent atteindre un grossissement allant jusqu’à 400. Des microscopes plus avancés utilisés dans les laboratoires de recherche peuvent agrandir un spécimen à presque 1000 Puissance., Ces microscopes de recherche ont souvent des oculaires binoculaires, qui reposent sur une série de prismes pour diviser l’image afin qu’elle puisse être vue avec les deux yeux. Même des microscopes trinoculaires ont été conçus, qui créent une troisième image pour une caméra à voir.
la limite pratique pour tout microscope composé est de 2 500 puissances. Au XXe siècle, cette capacité de grossissement limitée a frustré les scientifiques qui souhaitaient voir le monde à des niveaux submicroscopiques et subatomiques., En 1931, le scientifique allemand Ernst Ruska (1906-1988) a construit le microscope électronique, permettant ainsi de telles investigations.
conçu un peu comme un microscope composé, le microscope électronique utilise un faisceau d’électrons focalisés à travers des lentilles magnétiques. Puisque les électrons possèdent des longueurs d’onde beaucoup plus petites que la lumière visible, le microscope électronique peut fournir un grossissement beaucoup plus élevé que les instruments à base de lumière. Grâce à des microscopes électroniques, les scientifiques ont d’abord vu des brins d’ADN., Depuis L’invention de Ruska, des instruments tels que le microscope à effet tunnel et le microscope à ions de champ ont été développés.Ces dispositifs sont capables d’observer les activités et les structures des atomes individuels.