mikroskopy są używane w różnych formach od ponad 3000 lat. Pierwszymi mikroskopami były niezwykle proste lupy wykonane z kul wypełnionych wodą lub wiórów przezroczystego kryształu. Starożytni Rzymianie byli znani z używania stałych, przypominających koraliki szklanych lupy. Cesarz Neron (a.d. 37-68) często używał trochę ciętego szmaragdu, aby pomóc jego słabemu widzeniu.
pierwsze soczewki stosowane w prymitywnych okularach zostały wyprodukowane w Europie i Chinach pod koniec XIII wieku., W tym czasie lenscrafters zdali sobie sprawę, że większość przezroczystego szkła lub kryształu może być zmielona do pewnego kształtu (zazwyczaj z krawędziami cieńszymi niż środek), aby uzyskać efekt powiększenia. Wszystkie te jednoobiektywowe lupy nazywane są prostymi mikroskopami.
soczewki van Leeuwenhoeka
do przełomu XVII wieku większość prostych mikroskopów mogła zapewnić powiększenie o 10 mocy (powiększając próbkę do dziesięciokrotnej średnicy). Mniej więcej w tym czasie Holenderski draper i Optyk-amator Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723) zaczął konstruować własne soczewki powiększające., Mimo że Leeuwenhoek nadal opierał się na pojedynczych soczewkach, jego niezrównana umiejętność szlifowania stworzyła mikroskopy o bardzo dużej mocy, o powiększeniach sięgających 500 mocy.
aby osiągnąć takie rezultaty, Leeuwenhoek wyprodukował niezwykle małe soczewki, niektóre tak małe jak główka Szpilki. Ze względu na bardzo krótką ogniskową tych soczewek (ogniskowa to odległość ogniskowania od obiektu do obiektywu), mikroskop musiał być trzymany tylko ułamek cala od obserwowanej próbki i oka obserwatora., Leeuwenhoek po raz pierwszy zaobserwował małe „zwierzątka” (obecnie znane jako bakterie i pierwotniaki). Jego odkrycia przyniosły mu międzynarodowe uznanie, a proste mikroskopy, które zaprojektował, nadal należą do najlepiej wykonanych.
wiele soczewek poprawia powiększenie
Ograniczenia lupy jednoobiektywowej były widoczne dla naukowców. Pracowali nad opracowaniem praktycznego systemu zwiększającego powiększenie mikroskopu. Kolejnym przełomem w mikroskopii było wynalezienie mikroskopu złożonego., Podczas gdy pochodzenie tego urządzenia i tożsamość jego wynalazcy są przedmiotem pewnej debaty, uznanie za wynalazek mikroskopu złożonego zostało na ogół przyznane holenderskiemu optykowi Zachariasowi Janssenowi (1580-około 1638). Około 1590 roku Janssen wpadł na pomysł skonstruowania mikroskopu wielobiegunowego, który następnie skonstruował. Chociaż potwierdził jego zdolność, nie istnieje żaden zapis o Janssenie korzystającym z jego wynalazku. Obecnie uważa się, że syn Janssena sfabrykował tę historię.,
tymczasem Holenderski Naukowiec Cornelius Drebbel twierdził, że skonstruował pierwszy mikroskop złożony w 1619 roku. Astronom Galileusz (1564-1642) również opisał oko owada za pomocą mikroskopu dwuobiektywowego.
niezależnie od wynalazcy konstrukcja oryginalnego mikroskopu wieloskładnikowego jest bardzo podobna do stosowanej obecnie. Dwie lub więcej soczewek są umieszczone w długiej tubie. Indywidualnie żadna z soczewek nie jest szczególnie mocna., Obraz wytwarzany przez pierwszy obiektyw jest dodatkowo powiększany przez drugi (oraz trzeci i czwarty, w systemie wieloobiektywowym), co ostatecznie daje znacznie powiększony obraz. Ponadto wiele obiektywów pozwala na znacznie dłuższą ogniskową. Pozwala to na umieszczenie zarówno próbki, jak i oka obserwacyjnego w większej odległości od soczewek.
pierwszym naukowcem, który udoskonalił konstrukcję mieszanki, był Anglik Robert Hooke. Hooke był pierwszym badaczem, który użył mikroskopu do obserwacji struktury roślin., Odkrył, że składają się z maleńkich „komór”, które nazwał komórkami.
Zeiss i Abbe
Po Hooke ' u, mały postęp nastąpił w mikroskopii, aż do współpracy niemieckiego producenta Szkła Optycznego Carl Zeiss (1816-1888) i niemieckiego fizyka Ernsta Abbe (1840-1905) w połowie 1800 roku. Abbe, powszechnie uznawany za pierwszego inżyniera optycznego, przejął obowiązki projektowe w Zeiss Optical Works w 1876 roku. Instrumenty naukowe, które powstały w wyniku współpracy Zeissa i Abbe, wyznaczyły nowe standardy dla sprzętu optycznego., Wśród ich wynalazków były soczewki korygujące rozmycie i aberracje kolorów (wady lub niedoskonałości).
Mikroskop Elektronowy powiększa Atomy
w XX wieku podstawowa konstrukcja i kształt mikroskopu złożonego ewoluowały w tę samą formę, jaką znamy dzisiaj. Mikroskopy stosowane w szkołach i małych laboratoriach mogą osiągnąć powiększenie do 400 mocy. Bardziej zaawansowane mikroskopy stosowane w laboratoriach badawczych mogą powiększyć próbkę do prawie 1000 mocy., Te mikroskopy badawcze często mają okulary obuoczne, które opierają się na serii pryzmatów, aby podzielić obraz tak, że może być oglądany z obu oczu. Zaprojektowano nawet mikroskopy trójokularowe, które tworzą trzeci obraz do oglądania przez kamerę.
praktyczny limit dla każdego mikroskopu złożonego wynosi 2500 mocy. W XX wieku ta ograniczona zdolność powiększania sfrustrowała naukowców, którzy pragnęli patrzeć na świat na poziomie submikroskopowym i subatomowym., W 1931 roku niemiecki naukowiec Ernst Ruska (1906-1988) skonstruował mikroskop elektronowy, umożliwiając w ten sposób takie badania.
zaprojektowany podobnie jak mikroskop złożony, mikroskop elektronowy wykorzystuje wiązkę elektronów skupioną przez soczewki magnetyczne. Ponieważ elektrony mają znacznie mniejsze długości fal niż światło widzialne, mikroskop elektronowy może zapewnić znacznie większe powiększenie niż instrumenty oparte na świetle. Przez mikroskopy elektronowe naukowcy po raz pierwszy oglądali nici DNA., Od czasu wynalezienia Ruska opracowano takie instrumenty jak skaningowy mikroskop tunelowy i polowy mikroskop jonowy.Urządzenia te są w stanie obserwować działania i struktury poszczególnych atomów.