Nguyên lý làm việc và lịch sử phát triển của kính hiển vi quang học
Kính hiển vi quang học (viết tắt là OM) là một dụng cụ quang học sử dụng các nguyên lý quang học để phóng đại và chụp ảnh các vật thể nhỏ mà mắt người không thể phân giải được, để con người có thể trích xuất thông tin cấu trúc vi mô.
Ngay từ thế kỷ thứ nhất trước Công nguyên, con người đã phát hiện ra rằng khi quan sát các vật thể cực nhỏ thông qua các vật thể trong suốt hình cầu, họ có thể phóng đại chúng thành hình ảnh. Sau đó, tôi dần hiểu ra quy luật rằng mặt kính hình cầu có thể làm cho các vật thể được phóng to và chụp ảnh. Năm 1590, các nhà sản xuất kính mắt Hà Lan và Ý đã tạo ra các dụng cụ phóng đại tương tự như kính hiển vi. Khoảng năm 1610, trong khi nghiên cứu kính thiên văn, Galileo ở Ý và Kepler ở Đức đã thay đổi khoảng cách giữa vật kính và thị kính để thu được cấu trúc đường quang hợp lý của kính hiển vi. Các thợ thủ công quang học vào thời điểm đó đã tham gia sản xuất, quảng cáo và cải tiến kính hiển vi.
Vào giữa thế kỷ 17, Robert Hooke ở Anh và Leeuwenhoek ở Hà Lan đều có những đóng góp xuất sắc cho sự phát triển của kính hiển vi. Khoảng năm 1665, Hooke đã bổ sung các cơ chế điều chỉnh tiêu điểm thô và tinh, hệ thống chiếu sáng và bàn làm việc để mang mẫu vật đến kính hiển vi. Những thành phần này đã được cải tiến liên tục và trở thành khối xây dựng cơ bản của kính hiển vi hiện đại.
Trong khoảng thời gian từ 1673 đến 1677, Levin Hooke đã chế tạo kính hiển vi công suất cao thuộc loại kính lúp đơn khối, chín trong số đó vẫn được bảo tồn cho đến ngày nay. Hooke và Levin Hooke đã có thành tích xuất sắc trong việc nghiên cứu cấu trúc hiển vi của động vật và thực vật bằng kính hiển vi tự tạo. Vào thế kỷ 19, sự xuất hiện của vật kính tiêu sắc sắc chất lượng cao đã cải thiện đáng kể khả năng quan sát các cấu trúc mịn của kính hiển vi. Năm 1827 Amici là người đầu tiên sử dụng vật kính nhúng trong chất lỏng. Vào những năm 1870, Abbe người Đức đã đặt nền tảng lý thuyết cổ điển về hình ảnh kính hiển vi. Những điều này đã thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của công nghệ sản xuất kính hiển vi và quan sát bằng kính hiển vi, đồng thời cung cấp các công cụ mạnh mẽ cho các nhà sinh vật học và nhà khoa học y tế, bao gồm cả Koch và Pasteur, để khám phá vi khuẩn và vi sinh vật trong nửa sau của thế kỷ 19.
Trong khi bản thân cấu trúc của kính hiển vi đang phát triển, công nghệ quan sát bằng kính hiển vi cũng không ngừng đổi mới: kính hiển vi ánh sáng phân cực xuất hiện vào năm 1850; kính hiển vi giao thoa xuất hiện năm 1893; năm 1935, nhà vật lý người Hà Lan Zernik đã tạo ra kính hiển vi tương phản pha. kỹ thuật mà nhờ đó ông đã được trao giải Nobel Vật lý năm 1953.
Kính hiển vi quang học cổ điển chỉ là sự kết hợp của các thành phần quang học và các thành phần cơ khí chính xác, và nó sử dụng mắt người làm máy thu để quan sát hình ảnh phóng đại. Sau đó, một thiết bị chụp ảnh đã được thêm vào kính hiển vi và phim cảm quang được sử dụng làm bộ thu có thể ghi lại và lưu trữ. Trong thời hiện đại, các thành phần quang điện tử, ống camera TV và bộ ghép điện thường được sử dụng làm bộ thu của kính hiển vi, và một hệ thống xử lý và thu thập thông tin hình ảnh hoàn chỉnh được hình thành sau khi được trang bị máy vi tính.
Thấu kính quang học làm bằng thủy tinh cong hoặc các vật liệu trong suốt khác có thể phóng đại vật thể thành hình ảnh. Kính hiển vi quang học sử dụng nguyên lý này để phóng đại các vật cực nhỏ lên một kích thước đủ để mắt người có thể quan sát được. Kính hiển vi quang học hiện đại thường sử dụng hai giai đoạn phóng đại, được hoàn thành bởi vật kính và thị kính tương ứng. Vật cần quan sát nằm trước vật kính. Nó được phóng đại bởi vật kính trong giai đoạn đầu tiên và trở thành ảnh thật ngược chiều. Sau đó, ảnh thật được thị kính phóng đại ở giai đoạn thứ hai để tạo thành ảnh ảo. Mắt người nhìn thấy ảnh ảo. Độ phóng đại tổng cộng của kính hiển vi là tích của độ phóng đại của vật kính và độ phóng đại của thị kính. Độ phóng đại đề cập đến tỷ lệ phóng đại của kích thước tuyến tính, không phải tỷ lệ diện tích.
