O princípio de funcionamento e a história do desenvolvimento dos microscópios ópticos
Microscópio óptico (abreviadamente OM) é um instrumento óptico que usa princípios ópticos para ampliar e criar imagens de pequenos objetos que não podem ser distinguidos pelos olhos humanos, para que as pessoas possam extrair as informações da microestrutura.
Já no século I aC, foi descoberto que, ao observar pequenos objetos através de objetos esféricos transparentes, eles podem ser ampliados e fotografados. Mais tarde, gradualmente adquiri uma compreensão da lei segundo a qual as superfícies esféricas de vidro podem ampliar e criar imagens de objetos. Em 1590, os fabricantes de óculos na Holanda e na Itália já haviam criado instrumentos de ampliação semelhantes aos microscópios. Por volta de 1610, Galileu da Itália e Kepler da Alemanha, enquanto estudavam telescópios, mudaram a distância entre a objetiva e a ocular para obter uma estrutura de caminho óptico razoável para microscópios. Naquela época, os artesãos ópticos estavam envolvidos na fabricação, promoção e melhoria de microscópios.
Em meados do século XVII, Robert Hooke, da Inglaterra, e Leeuwenhoek, da Holanda, fizeram contribuições notáveis para o desenvolvimento de microscópios. Por volta de 1665, Hooke adicionou mecanismos de foco grosso e micro, sistemas de iluminação e bancadas de trabalho para transportar lâminas de amostras ao microscópio. Esses componentes foram continuamente aprimorados e se tornaram os componentes básicos dos microscópios modernos.
Entre 1673 e 1677, Levin Hooke desenvolveu um microscópio de alta potência do tipo lupa de componente único, dos quais nove foram preservados até hoje. Hooke e Levin Hooke alcançaram conquistas notáveis no estudo da microestrutura de organismos animais e vegetais usando microscópios feitos por eles mesmos. No século 19, o surgimento de lentes de imersão acromáticas de alta qualidade melhorou muito a capacidade dos microscópios de observar estruturas finas. Em 1827, Archie foi o primeiro a usar lentes de imersão. Na década de 1870, German Abbe lançou as bases teóricas clássicas para imagens microscópicas. Tudo isso promoveu o rápido desenvolvimento da fabricação de microscópios e da tecnologia de observação microscópica, e forneceu ferramentas poderosas para biólogos e cientistas médicos, incluindo Koch e Pasteur, para descobrir bactérias e microorganismos na segunda metade do século XIX.
Junto com o desenvolvimento da estrutura do próprio microscópio, a tecnologia de observação microscópica também está em constante inovação: a microscopia polarizada surgiu em 1850; Em 1893 surgiu a microscopia de interferência; Em 1935, o físico holandês Zernike criou a microscopia de contraste de fase, pela qual ganhou o Prêmio Nobel de Física em Física em 1953.
O microscópio óptico clássico é simplesmente uma combinação de componentes ópticos e componentes mecânicos de precisão, usando o olho humano como receptor para observar a imagem ampliada. Posteriormente, um dispositivo fotográfico foi adicionado ao microscópio, utilizando filme fotossensível como receptor para registro e armazenamento. Nos tempos modernos, componentes fotoelétricos, câmeras de televisão e acopladores de carga são comumente usados como receptores para microscópios, que são combinados com microcomputadores para formar um sistema completo de aquisição e processamento de informações de imagem.
Lentes ópticas feitas de vidro ou outros materiais transparentes com superfícies curvas podem ampliar e criar imagens de objetos, e os microscópios ópticos usam esse princípio para ampliar pequenos objetos até um tamanho suficiente para ser observado pelo olho humano. Os microscópios ópticos modernos normalmente usam dois estágios de ampliação, cada um completado por uma lente objetiva e uma ocular. O objeto observado está localizado em frente à lente objetiva e, após ser primeiro ampliado pela lente objetiva, forma uma imagem real invertida. Em seguida, esta imagem real é ampliada pela lente objetiva no segundo estágio, formando uma imagem imaginária. O que o olho humano vê é a imagem imaginária. A ampliação total de um microscópio é o produto da ampliação da objetiva e da ampliação da ocular. A taxa de ampliação refere-se à taxa de ampliação das dimensões lineares, não à proporção da área.
