Princip činnosti a historie vývoje optických mikroskopů
Optický mikroskop (zkráceně OM) je optický přístroj, který využívá optické principy ke zvětšení a zobrazení malých objektů, které lidské oči nerozeznají, aby lidé mohli extrahovat informace o mikrostruktuře.
Již v prvním století před naším letopočtem bylo zjištěno, že při pozorování malých objektů prostřednictvím sférických průhledných objektů je lze zvětšit a zobrazit. Později jsem postupně pochopil zákon, že kulové skleněné plochy mohou zvětšovat a zobrazovat předměty. V roce 1590 již výrobci brýlí v Nizozemsku a Itálii vytvořili zvětšovací přístroje podobné mikroskopům. Kolem roku 1610 Galileo z Itálie a Kepler z Německa při studiu dalekohledů změnili vzdálenost mezi objektivem a okulárem, aby získali přiměřenou strukturu optické dráhy pro mikroskopy. V té době se optičtí řemeslníci zabývali výrobou, propagací a zdokonalováním mikroskopů.
V polovině 17. století Robert Hooke z Anglie a Leeuwenhoek z Nizozemska významně přispěli k vývoji mikroskopů. Kolem roku 1665 přidal Hooke hrubé a mikro zaostřovací mechanismy, osvětlovací systémy a pracovní stoly pro přenášení preparátů do mikroskopu. Tyto komponenty byly neustále zdokonalovány a staly se základními komponenty moderních mikroskopů.
V letech 1673 až 1677 vyvinul Levin Hooke jednosložkový vysokovýkonný mikroskop s lupou, kterých se dodnes zachovalo devět. Hooke a Levin Hooke dosáhli vynikajících úspěchů ve studiu mikrostruktury živočišných a rostlinných organismů pomocí vlastnoručně vyrobených mikroskopů. V 19. století vznik vysoce kvalitních achromatických imerzních čoček výrazně zlepšil schopnost mikroskopů pozorovat jemné struktury. V roce 1827 Archie jako první použil imerzní čočky. V 70. letech 19. století německý Abbe položil klasický teoretický základ pro mikroskopické zobrazování. To vše podpořilo rychlý rozvoj výroby mikroskopů a technologie mikroskopického pozorování a poskytlo biologům a lékařským vědcům, včetně Kocha a Pasteura, mocné nástroje k objevování bakterií a mikroorganismů ve druhé polovině 19. století.
Spolu s vývojem struktury samotného mikroskopu se neustále inovuje i technologie mikroskopického pozorování: polarizovaná mikroskopie se objevila v roce 1850; V roce 1893 se objevila interferenční mikroskopie; V roce 1935 holandský fyzik Zernike vytvořil mikroskopii s fázovým kontrastem, za kterou získal v roce 1953 Nobelovu cenu za fyziku.
Klasický optický mikroskop je jednoduše kombinací optických komponentů a přesných mechanických komponent, které využívají lidské oko jako přijímač k pozorování zvětšeného obrazu. Později bylo k mikroskopu přidáno fotografické zařízení využívající fotocitlivý film jako přijímač pro záznam a ukládání. V moderní době se jako přijímače pro mikroskopy běžně používají fotoelektrické komponenty, televizní kamery a nábojové spojky, které jsou kombinovány s mikropočítači a tvoří tak kompletní systém získávání a zpracování obrazových informací.
Optické čočky vyrobené ze skla nebo jiných průhledných materiálů se zakřiveným povrchem dokážou zvětšovat a zobrazovat předměty a optické mikroskopy využívají tohoto principu ke zvětšení malých předmětů na velikost dostatečnou pro pozorování lidským okem. Moderní optické mikroskopy obvykle používají dva stupně zvětšení, z nichž každý je doplněn čočkou objektivu a okulárem. Pozorovaný objekt se nachází před čočkou objektivu a po prvním zvětšení čočkou objektivu vytváří převrácený reálný obraz. Poté je tento reálný obraz zvětšen čočkou objektivu ve druhém stupni, čímž se vytvoří imaginární obraz. To, co lidské oko vidí, je imaginární obraz. Celkové zvětšení mikroskopu je součinem zvětšení objektivu a zvětšení okuláru. Poměr zvětšení se týká poměru zvětšení lineárních rozměrů, nikoli poměru plochy.
