Le principe de fonctionnement et l'historique du développement des microscopes optiques
Le microscope optique (OM en abrégé) est un instrument optique qui utilise des principes optiques pour agrandir et imager de petits objets qui ne peuvent pas être distingués par l'œil humain, afin que les gens puissent extraire les informations de la microstructure.
Dès le premier siècle avant JC, on a découvert que lorsqu'on observait de petits objets à travers des objets sphériques transparents, ils pouvaient être agrandis et visualisés. Plus tard, j’ai progressivement acquis une compréhension de la loi selon laquelle les surfaces de verre sphériques peuvent agrandir et imager des objets. En 1590, les fabricants de lunettes aux Pays-Bas et en Italie avaient déjà créé des instruments grossissants semblables à des microscopes. Vers 1610, Galilée d'Italie et Kepler d'Allemagne, alors qu'ils étudiaient les télescopes, modifièrent la distance entre l'objectif et l'oculaire afin d'obtenir une structure de trajet optique raisonnable pour les microscopes. À cette époque, les artisans optiques s’occupaient de la fabrication, de la promotion et de l’amélioration des microscopes.
Au milieu du XVIIe siècle, l'Anglais Robert Hooke et le Néerlandais Leeuwenhoek ont apporté une contribution exceptionnelle au développement des microscopes. Vers 1665, Hooke ajouta des mécanismes de focalisation grossière et micro, des systèmes d'éclairage et des établis pour transporter les lames d'échantillons au microscope. Ces composants ont été continuellement améliorés et sont devenus les composants de base des microscopes modernes.
Entre 1673 et 1677, Levin Hooke a développé un microscope haute puissance de type loupe mono-composant, dont neuf ont été conservés à ce jour. Hooke et Levin Hooke ont réalisé des réalisations exceptionnelles dans l'étude de la microstructure des organismes animaux et végétaux à l'aide de microscopes fabriqués par eux-mêmes. Au XIXe siècle, l’émergence de lentilles achromatiques à immersion de haute qualité a considérablement amélioré la capacité des microscopes à observer des structures fines. En 1827, Archie fut le premier à utiliser des lentilles à immersion. Dans les années 1870, German Abbe a posé les bases théoriques classiques de l’imagerie microscopique. Tous ces éléments ont favorisé le développement rapide de la fabrication de microscopes et de la technologie d’observation microscopique, et ont fourni des outils puissants aux biologistes et aux scientifiques médicaux, dont Koch et Pasteur, pour découvrir des bactéries et des micro-organismes dans la seconde moitié du XIXe siècle.
Parallèlement au développement de la structure du microscope lui-même, la technologie d'observation microscopique innove également constamment : la microscopie polarisée est apparue en 1850 ; En 1893, la microscopie interférentielle fait son apparition ; En 1935, le physicien néerlandais Zernike a créé la microscopie à contraste de phase, pour laquelle il a remporté le prix Nobel de physique en 1953.
Le microscope optique classique est simplement une combinaison de composants optiques et de composants mécaniques de précision, utilisant l'œil humain comme récepteur pour observer l'image agrandie. Plus tard, un appareil photographique a été ajouté au microscope, utilisant un film photosensible comme récepteur pour l'enregistrement et le stockage. De nos jours, les composants photoélectriques, les caméras de télévision et les coupleurs de charge sont couramment utilisés comme récepteurs pour les microscopes, qui sont combinés avec des micro-ordinateurs pour former un système complet d'acquisition et de traitement d'informations d'image.
Les lentilles optiques en verre ou en d'autres matériaux transparents avec des surfaces incurvées peuvent agrandir et imager des objets, et les microscopes optiques utilisent ce principe pour agrandir de petits objets à une taille suffisante pour que l'œil humain puisse les observer. Les microscopes optiques modernes utilisent généralement deux niveaux de grossissement, chacun complété par un objectif et un oculaire. L'objet observé est situé devant l'objectif et après avoir été d'abord agrandi par l'objectif, il forme une image réelle inversée. Ensuite, cette image réelle est agrandie par l'objectif dans un deuxième temps, formant une image imaginaire. Ce que voit l’œil humain est une image imaginaire. Le grossissement total d'un microscope est le produit du grossissement de l'objectif et du grossissement de l'oculaire. Le rapport de grossissement fait référence au rapport de grossissement des dimensions linéaires, et non au rapport de surface.
