microscopen worden al meer dan 3000 jaar in verschillende vormen gebruikt. De eerste microscopen waren uiterst eenvoudige vergrootglazen gemaakt van bollen met water gevuld glas of chips van transparant kristal. Oude Romeinen waren bekend om massieve, kraal-achtige glazen vergrootglazen te gebruiken. Keizer Nero (a. d.37-68) gebruikte vaak een beetje geslepen smaragd om zijn slechte zicht te helpen.de eerste lenzen die in primitieve brillen werden gebruikt, werden eind dertiende eeuw in Europa en China vervaardigd., Tegen die tijd besefte lenscrafters dat de meeste helder glas of kristal kon worden gemalen in een bepaalde vorm (over het algemeen met de randen dunner dan het centrum) om een vergrooteffect te produceren. Al deze vergrootglazen met één lens worden eenvoudige microscopen genoemd.
van Leeuwenhoeks lenzen
tot het begin van de zeventiende eeuw konden de meeste eenvoudige microscopen een vergroting van 10 vermogen leveren (vergroting van een monster tot tien keer zijn diameter). Rond deze tijd begon de Nederlandse draper en amateuropticus Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723) zelf vergrootglazen te maken., Hoewel ze nog steeds afhankelijk waren van enkele lenzen, produceerde Leeuwenhoek ‘ s ongeëvenaarde slijpvaardigheid microscopen met een zeer hoog vermogen, met vergrotingen tot 500 vermogen.
om dergelijke resultaten te bereiken, vervaardigde Leeuwenhoek uiterst kleine lenzen, sommige zo klein als de kop van een speld. Wegens de zeer korte brandpuntsafstand van deze lenzen (brandpuntsafstand is de afstand van de brandpuntsafstand van het object tot de lens), moest de microscoop slechts een fractie van een duim van zowel het waargenomen specimen als het oog van de waarnemer worden gehouden., Door zijn minutenlenzen observeerde Leeuwenhoek voor het eerst kleine “dierberekeningen” (wat we nu kennen als bacteriën en protozoa). Zijn bevindingen leverden hem internationale faam, en de eenvoudige microscopen die hij ontwierp behoren nog steeds tot de best vervaardigde.
meerdere lenzen verbeteren de vergroting
De beperkingen van het vergrootglas met één lens waren voor wetenschappers duidelijk. Ze werkten aan een praktisch systeem om microscoopvergroting te verhogen. De volgende doorbraak in de microscopie was de uitvinding van de samengestelde microscoop., Hoewel de oorsprong van dit apparaat en de identiteit van zijn uitvinder onderwerp van discussie zijn, wordt de uitvinding van de samengestelde microscoop in het algemeen toegeschreven aan de Nederlandse opticus Zacharias Janssen (1580-circa 1638). Rond 1590 stuitte Janssen naar verluidt op een idee voor een microscoop met meerdere lenzen, dat hij vervolgens bouwde. Hoewel hij het vermogen ervan bevestigde, bestaat er geen bewijs dat Janssen zijn uitvinding daadwerkelijk gebruikt. Nu wordt aangenomen dat Janssen ‘ s zoon het verhaal heeft verzonnen.,ondertussen beweerde de Nederlandse wetenschapper Cornelius Drebbel dat hij in 1619 de eerste samengestelde microscoop had gebouwd. De astronoom Galileo (1564-1642) rapporteerde ook met behulp van een tweelensmicroscoop om het oog van een insect te onderzoeken en te beschrijven.
ongeacht de uitvinder lijkt het ontwerp van de originele samengestelde microscoop sterk op dat van de huidige microscoop. Twee of meer lenzen zijn ondergebracht in een lange buis. Individueel is geen van de lenzen bijzonder krachtig., Het beeld dat door de eerste lens wordt geproduceerd wordt verder vergroot door de tweede (en de derde en vierde, in een meerlens systeem), waardoor uiteindelijk een sterk vergrote afbeelding wordt geproduceerd. Bovendien zorgen meerdere lenzen voor een veel langere brandpuntsafstand. Dit staat zowel het specimen als het het bekijken oog toe om op een grotere afstand van de lenzen te worden geplaatst.de eerste wetenschapper die het samengestelde ontwerp verder verbeterde was de Engelsman Robert Hooke. Hooke was de eerste onderzoeker die een microscoop gebruikte om de structuur van planten te observeren., Hij vond dat ze bestonden uit kleine ommuurde “kamers” die hij cellen noemde.na Hooke trad er weinig vooruitgang op in de microscopie tot het gezamenlijke werk van de Duitse fabrikant van optisch glas Carl Zeiss (1816-1888) en de Duitse natuurkundige Ernst Abbe (1840-1905) in het midden van de jaren 1800. Abbe, algemeen erkend als de eerste optische ingenieur, nam ontwerptaken over bij de Zeiss Optical Works in 1876. De wetenschappelijke instrumenten die het resultaat zijn van de samenwerking met Zeiss en Abbe zetten nieuwe standaarden voor optische apparatuur., Onder hun uitvindingen waren lenzen die vervaging en kleurafwijkingen (gebreken of onvolkomenheden) corrigeerden.
elektronenmicroscoop vergroot atomen
tegen de twintigste eeuw was het essentiële ontwerp en de vorm van de samengestelde microscoop geëvolueerd tot dezelfde vorm die we nu kennen. De microscopen die in scholen en kleine laboratoria worden gebruikt kunnen vergroting van tot 400 macht bereiken. De meer geavanceerde microscopen die in onderzoekslaboratoria worden gebruikt kunnen een specimen aan bijna 1000 macht vergroten., Deze onderzoeksmicroscopen hebben vaak binoculaire oculairs, die op een reeks prisma ‘ s vertrouwen om het beeld te splitsen zodat het met beide ogen kan worden bekeken. Zelfs trinoculaire microscopen zijn ontworpen, die een derde beeld creëren voor een camera om te bekijken.
de praktische limiet voor elke samengestelde microscoop is 2.500 vermogen. In de twintigste eeuw gefrustreerd deze beperkte vergroting vermogen wetenschappers die waren bezorgd om de wereld te bekijken op submicroscopische en subatomaire niveaus., In 1931 maakte de Duitse wetenschapper Ernst Ruska (1906-1988) de elektronenmicroscoop, waardoor dergelijke onderzoeken mogelijk werden.
de elektronenmicroscoop is ontworpen als een samengestelde microscoop en maakt gebruik van een bundel elektronen gefocust door magnetische lenzen. Aangezien elektronen veel kleinere golflengten bezitten dan zichtbaar licht, kan de elektronenmicroscoop veel hogere vergroting verstrekken dan op licht gebaseerde instrumenten. Door elektronenmicroscopen bekeken wetenschappers eerst bundels van DNA., Sinds de uitvinding van Ruska zijn instrumenten zoals de scanning tunneling microscoop en de veld ionenmicroscoop ontwikkeld.Deze apparaten zijn in staat om de activiteiten en structuren van individuele atomen te observeren.