اصل عملکرد و تاریخچه توسعه میکروسکوپ های نوری
میکروسکوپ نوری (OM) یک ابزار نوری است که از اصول نوری برای بزرگنمایی و تصویربرداری از اجسام کوچکی که با چشم انسان قابل تشخیص نیستند استفاده می کند تا اطلاعات ریزساختاری استخراج کند.
در اوایل قرن اول قبل از میلاد، کشف شد که مشاهده اجسام کوچک از طریق اجسام شفاف کروی می تواند آنها را بزرگنمایی و تصویر کند. بعداً به تدریج درک درستی از قانون پیدا کردم که سطوح شیشه ای کروی می توانند اجسام را بزرگ کرده و تصویر کنند. در سال 1590، تولیدکنندگان عینک در هلند و ایتالیا ابزارهای بزرگنمایی مشابه میکروسکوپ را ساخته بودند. در حدود سال 1610، گالیله ایتالیایی و کپلر آلمانی، در حین مطالعه تلسکوپ ها، فاصله بین شی و چشمی را تغییر دادند تا ساختار مسیر نوری میکروسکوپی معقول به دست آورند. در آن زمان، صنعتگران نوری به ساخت، ترویج و بهبود میکروسکوپ مشغول بودند.
در اواسط قرن{0}ام، رابرت هوک از انگلستان و لواندوفسکی از هلند سهم برجسته ای در توسعه میکروسکوپ داشتند. در حدود سال 1665، هوک مکانیسمهای فوکوس درشت و میکرو، سیستمهای روشنایی و میز کار را برای حمل نمونههای اسلاید در میکروسکوپ اضافه کرد. این اجزا به طور مداوم بهبود یافته و به اجزای اصلی میکروسکوپ های مدرن تبدیل شده اند.
بین سالهای 1673 و 1677، لوین هوک یک میکروسکوپ ذرهبین تک جزئی با قدرت بالا ایجاد کرد که 9 مورد آن تا به امروز حفظ شده است. هوک و لوین هوک در مطالعه ریزساختار موجودات جانوری و گیاهی با استفاده از میکروسکوپ های خود ساخته خود به دستاوردهای برجسته ای دست یافتند. در قرن نوزدهم، ظهور لنزهای غوطهوری آکروماتیک با کیفیت بالا، توانایی میکروسکوپها را برای مشاهده ساختارهای ظریف بسیار بهبود بخشید. در سال 1827، آرچی اولین کسی بود که از لنزهای غوطه ور استفاده کرد. در دهه 1870، آلبرت آلمانی شالوده نظری کلاسیک را برای تصویربرداری میکروسکوپی گذاشت. همه اینها باعث پیشرفت سریع ساخت میکروسکوپ و فناوری مشاهده میکروسکوپی شد و ابزارهای قدرتمندی برای زیست شناسان و متخصصان پزشکی از جمله کوخ و پاستور برای کشف باکتری ها و میکروارگانیسم ها در نیمه دوم قرن نوزدهم فراهم کرد.
همراه با توسعه ساختار خود میکروسکوپ، فناوری مشاهده میکروسکوپی نیز دائما در حال نوآوری است: میکروسکوپ پلاریزه در سال 1850 ظهور کرد. در سال 1893، میکروسکوپ تداخلی ظهور کرد. در سال 1935، زلنیک فیزیکدان هلندی میکروسکوپ کنتراست فازی را ایجاد کرد که به خاطر آن در سال 1953 جایزه نوبل فیزیک را دریافت کرد.
میکروسکوپ های نوری کلاسیک به سادگی ترکیبی از اجزای مکانیکی نوری و دقیق هستند که از چشم انسان به عنوان گیرنده برای مشاهده تصاویر بزرگ شده استفاده می کنند. بعداً یک دستگاه عکاسی به میکروسکوپ اضافه شد که از فیلم حساس به نور به عنوان گیرنده برای ضبط و ذخیره سازی استفاده می کرد. در دوران مدرن، اجزای فوتوالکتریک، دوربینهای تلویزیونی و کوپلرهای شارژ معمولاً بهعنوان گیرندههای میکروسکوپ استفاده میشوند که با میکروکامپیوترها ترکیب میشوند تا یک سیستم کامل جمعآوری و پردازش اطلاعات تصویر را تشکیل دهند.
لنزهای نوری ساخته شده از شیشه یا سایر مواد شفاف با سطوح منحنی می توانند اجسام را بزرگ کرده و تصویربرداری کنند و میکروسکوپ های نوری از این اصل برای بزرگنمایی اجسام کوچک به اندازه ای استفاده می کنند که توسط چشم انسان قابل مشاهده باشد. میکروسکوپهای نوری مدرن معمولاً از دو مرحله بزرگنمایی استفاده میکنند که هر مرحله توسط یک عدسی شیئی و یک چشمی تکمیل میشود. جسم مشاهده شده در مقابل عدسی شیئی قرار دارد و پس از بزرگنمایی توسط عدسی شیئی در مرحله اول، تصویر واقعی وارونه را تشکیل می دهد. سپس این تصویر واقعی در مرحله دوم توسط چشمی بزرگ شده و یک تصویر مجازی تشکیل می دهد. آنچه چشم انسان می بیند تصویر مجازی است. بزرگنمایی کلی یک میکروسکوپ حاصل بزرگنمایی شیئی و بزرگنمایی چشمی است. نسبت بزرگنمایی به نسبت بزرگنمایی ابعاد خطی اشاره دارد، نه نسبت مساحت.
