I microscopi sono stati in uso in varie forme per più di 3.000 anni. I primi microscopi erano lenti di ingrandimento estremamente semplici fatte di globi di vetro riempito d’acqua o chip di cristallo trasparente. Gli antichi romani erano noti per usare lenti di vetro solide e simili a perle. L’imperatore Nerone (37-68 d.c.) usava spesso un po ‘ di smeraldo tagliato per aiutare la sua scarsa visione.
Le prime lenti utilizzate negli occhiali primitivi furono prodotte in Europa e in Cina alla fine del XIII secolo., A questo punto lenscrafters si rese conto che la maggior parte del vetro trasparente o cristallo potrebbe essere macinato in una certa forma (generalmente con i bordi più sottili del centro) per produrre un effetto di ingrandimento. Tutti questi ingranditori a lente singola sono chiamati semplici micro-ambiti.
le lenti di van Leeuwenhoek
Fino alla fine del diciassettesimo secolo, la maggior parte dei microscopi semplici poteva fornire un ingrandimento di 10 potenza (ingrandendo un campione a dieci volte il suo diametro). Circa questo tempo olandese draper e dilettante ottico Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723) ha iniziato la costruzione di lenti di ingrandimento della propria., Anche se ancora basandosi su lenti singole, Leeuwenhoek impareggiabile rettifica abilità prodotto microscopi di altissima potenza, con ingrandimenti che vanno a 500 potenza.
Per ottenere tali risultati, Leeuwenhoek ha prodotto lenti estremamente piccole, alcune minuscole come la testa di uno spillo. A causa della lunghezza focale molto breve di queste lenti (la lunghezza focale è la distanza di messa a fuoco dall’oggetto alla lente), il microscopio doveva essere tenuto solo una frazione di un pollice di distanza sia dal campione osservato che dall’occhio dell’osservatore., Attraverso le sue lenti minute Leeuwenhoek osservò per la prima volta minuscoli “animalcules” (ciò che ora conosciamo come batteri e protozoi). Le sue scoperte gli sono valse il plauso internazionale e i semplici microscopi che ha progettato sono ancora tra i migliori.
Le lenti multiple migliorano l’ingrandimento
I limiti della lente di ingrandimento a lente singola erano evidenti agli scienziati. Hanno lavorato per sviluppare un sistema pratico per aumentare l’ingrandimento del microscopio. La prossima svolta nella microscopia fu l’invenzione del microscopio composto., Mentre l’origine di questo dispositivo e l’identità del suo inventore sono oggetto di qualche dibattito, il merito per l’invenzione del microscopio composto è stato generalmente dato all’ottico olandese Zacharias Janssen (1580-circa 1638). Intorno al 1590 Janssen si sarebbe imbattuto in un’idea per un progetto di microscopio a lenti multiple, che poi costruì. Anche se ha affermato la sua capacità, non esiste alcuna registrazione di Janssen in realtà utilizzando la sua invenzione. Ora si ritiene che il figlio di Janssen abbia inventato la storia.,
Nel frattempo, lo scienziato olandese Cornelius Drebbel affermò di aver costruito il primo microscopio composto nel 1619. Anche l’astronomo Galileo (1564-1642) riferì di aver usato un microscopio a due lenti per esaminare e descrivere l’occhio di un insetto.
Indipendentemente dal suo inventore, il design del microscopio composto originale è molto simile a quelli usati oggi. Due o più lenti sono alloggiati in un tubo lungo. Individualmente, nessuno degli obiettivi è particolarmente potente., L’immagine prodotta dalla prima lente viene ulteriormente ingrandita dalla seconda (e la terza e la quarta, in un sistema a lenti multiple), producendo infine un’immagine notevolmente ingrandita. Inoltre, più lenti consentono una lunghezza focale molto più lunga. Ciò consente sia il campione che l’occhio di osservazione di essere posizionati a una distanza maggiore dalle lenti.
Il primo scienziato a migliorare ulteriormente il design del composto fu l’inglese Robert Hooke. Hooke è stato il primo ricercatore ad utilizzare un microscopio per osservare la struttura delle piante., Li trovò costituiti da minuscole “camere” murate che chiamò cellule.
Zeiss e Abbe
Dopo Hooke, piccolo progresso si è verificato in microscopia fino a quando il lavoro in collaborazione con un costruttore tedesco di vetro ottico Carl Zeiss (1816-1888) e fisico tedesco Ernst Abbe (1840-1905) a metà del 1800. Abbe, generalmente riconosciuto come il primo ingegnere ottico, ha assunto design doveri presso l’Ottica Zeiss Opere nel 1876. Gli strumenti scientifici derivanti dalla collaborazione di Zeiss e Abbe stabiliscono nuovi standard per le apparecchiature ottiche., Tra le loro invenzioni c’erano lenti che correggevano la sfocatura e le aberrazioni di colore (difetti o imperfezioni).
Il microscopio elettronico ingrandisce gli atomi
Nel ventesimo secolo il design e la forma essenziali del microscopio composto si erano evoluti nella stessa forma che conosciamo oggi. Microscopi utilizzati nelle scuole e piccoli laboratori possono raggiungere ingrandimento fino a 400 potenza. Microscopi più avanzati utilizzati nei laboratori di ricerca possono ingrandire un campione a quasi 1000 potenza., Questi microscopi di ricerca hanno spesso oculari binoculari, che si basano su una serie di prismi per dividere l’immagine in modo che possa essere vista con entrambi gli occhi. Anche microscopi trinoculari sono stati progettati, che creano una terza immagine per una fotocamera per visualizzare.
Il limite pratico per qualsiasi microscopio composto è di 2.500 potenza. Nel ventesimo secolo questa limitata capacità di ingrandimento frustrò gli scienziati che erano ansiosi di vedere il mondo a livelli submicroscopici e subatomici., Nel 1931 lo scienziato tedesco Ernst Ruska (1906-1988) costruì il microscopio elettronico, permettendo così tali indagini.
Progettato proprio come un microscopio composto, il microscopio elettronico utilizza un fascio di elettroni focalizzati attraverso lenti magnetiche. Poiché gli elettroni possiedono lunghezze d’onda molto più piccole rispetto alla luce visibile, il microscopio elettronico può fornire un ingrandimento molto più elevato rispetto agli strumenti basati sulla luce. Attraverso i microscopi elettronici gli scienziati hanno visto per la prima volta filamenti di DNA., Dall’invenzione di Ruska, sono stati sviluppati strumenti come il microscopio a tunnel a scansione e il microscopio a ioni di campo.Questi dispositivi sono in grado di osservare le attività e le strutture dei singoli atomi.