Hanes byr o ddatblygiad technegau arsylwi microsgopig

Yn ychwanegol at ddatblygiad strwythur y microsgop ei hun, mae technegau arsylwi microsgopig hefyd yn arloesi yn gyson: daethpwyd o hyd i ficrosgopeg golau polarig yn 1850; digwyddodd microsgopeg ymyrraeth yn 1893; Fe wnaeth ffisegydd Iseldireg greu microsgopeg cyferbyniad cyfnod Zernike ym 1935 Enillodd Wobr Nobel mewn ffiseg at y diben hwn ym 1953. Dim ond cyfuniad o gydrannau optegol a chydrannau manwl mecanyddol yw microsgopeg optegol glasurol. Mae'n defnyddio'r llygad dynol fel derbynnydd i arsylwi ar y ddelwedd chwyddedig.

Datblygiad hanesyddol

Cyn gynted ag y ganrif gyntaf CC, roedd pobl wedi darganfod, pan oeddent yn edrych ar wrthrychau bach trwy wrthrychau tryloyw sfferig, y gellid eu hehangu a'u dychmygu. Yn ddiweddarach, fe wnaethom ddysgu'n raddol am gyfraith ynni wyneb gwydr sfferig i ehangu'r gwrthrych.

Yn 1590, mae gweithgynhyrchwyr sbectol yn yr Iseldiroedd a'r Eidal wedi creu offerynnau ehangu tebyg i ficrosgopau.

Tua 1610, newidiodd Galileo o'r Eidal a Kepler o'r Almaen y pellter rhwng y lens amcan a'r eyepiece wrth astudio telesgopau. Defnyddiwyd graddfeydd electronig i gael strwythur llwybr optegol rhesymol y microsgop. Crefftwyr optegol ar y pryd yn ymwneud â gweithgynhyrchu microsgopau. Hyrwyddo a gwella.

Yng nghanol yr 17eg ganrif, gwnaeth Robert Hook o'r Deyrnas Unedig a Leeuwen Hoek o'r Iseldiroedd gyfraniadau rhagorol at ddatblygiad y microsgop.

Tua 1665, ychwanegodd Hook fecanweithiau ffocws symudol a chywir, system goleuadau, a meinciau gwaith a oedd yn cynnal sbesimenau enghreifftiol yn y microsgop. Mae'r rhannau hyn wedi'u gwella'n barhaus i fod yn rhan sylfaenol o ficrosgopau modern.

Rhwng 1673 a 1677, fe wnaeth Leeuwe Hoek ficrosgop math o wydr un darn gyda chwyddiad uchel, a'r gweithgynhyrchwyr graddfa, y cafodd naw ohonynt eu cadw hyd yn hyn. Mae Hooker a Leeuwenhoek wedi gwneud cyraeddiadau rhagorol wrth astudio microstructur anifeiliaid a phlanhigion gan ddefnyddio eu microsgopau cartref.

Yn y 19eg ganrif, mae ymddangosiad gwrthrychau trochi achromatig o ansawdd uchel yn gwella'n fawr allu'r microsgop i arsylwi strwythurau da. Yn 1827, defnyddiodd Amich amcan trochi yn gyntaf.

Yn y 1970au, gosododd German Abbe y sylfaen ddamcaniaethol clasurol ar gyfer delweddu microsgop. Mae'r rhain i gyd wedi hyrwyddo datblygiad cyflym o weithgynhyrchu microsgop a thechnegau arsylwi microsgopig, gan ddarparu offer pwerus i ddarganfod bacteria a micro-organebau gan fiolegwyr a gwyddonwyr meddygol gan gynnwys Koch a Pasteur yn ystod hanner olaf y 19eg ganrif.

Yn ychwanegol at ddatblygiad strwythur y microsgop ei hun, mae technegau arsylwi microsgopig hefyd yn arloesi yn gyson: daethpwyd o hyd i ficrosgopeg golau polarig yn 1850; digwyddodd microsgopeg ymyrraeth yn 1893; Fe wnaeth ffisegydd Iseldireg greu microsgopeg cyferbyniad cam Zernike ym 1935 Enillodd Wobr Nobel mewn ffiseg at y diben hwn ym 1953.

Dim ond cyfuniad o gydrannau optegol a chydrannau mecanyddol manwl yw'r unig ficrosgopeg optegol glasurol. Mae'n defnyddio'r llygad dynol fel derbynnydd i arsylwi ar y ddelwedd chwyddedig. Yn ddiweddarach, cafodd dyfais ffotograffau ei ychwanegu at y microsgop a defnyddiwyd y ffilm ffotograffig fel derbynnydd y gellir ei gofnodi a'i storio. Yn y cyfnod modern, defnyddir dyfeisiau ffotodrydanol, tiwbiau camera teledu, a chwmnïau codi tāl yn aml fel derbynyddion ar gyfer microsgopau. Ynghyd â microcomputers, maent yn ffurfio system caffael a phrosesu gwybodaeth delwedd gyflawn.

Gall lens optegol a wneir o wydr neu ddeunydd tryloyw arall gydag wyneb grwm gynyddu a delweddu'r gwrthrych. Mae Shanghai Electronic Scales a Optical Microscopy yn defnyddio'r egwyddor hon i gynyddu gwrthrychau bach i faint sy'n ddigonol ar gyfer llygaid dynol.

Mae microsgopau optegol modern fel rheol yn defnyddio cywasgiad dau gam, sy'n cael ei gyflawni gan wrthrychol a darlithoedd, yn y drefn honno. Mae'r gwrthrych i'w arsylwi wedi'i leoli o flaen y lens amcan, ac mae'r lens amcan wedi'i chwyddo gan y lefel gyntaf ac yn dod yn ddelwedd realiti gwrthdro. Yna caiff y delwedd go iawn ei ehangu ymhellach gan yr eyepiece i ffurfio delwedd rithwir. Mae'r llygad dynol yn gweld delwedd rhithwir. Cyfanswm cywasgiad y microsgop yw cynnyrch cywasgiad y lens amcan a chwyddiad yr eyepiece. Mae crynodiad yn cyfeirio at gymhareb cwyddo maint y llinell syth, nid y gymhareb ardal.

Hanes datblygiad microsgop

Yn fuan, roedd pobl yn gwybod y gallai rhai dyfeisiau optegol "gynyddu" wrthrychau. Er enghraifft, yn y "Sgript Sgrîn", cofnodir drych eithafol sy'n gallu cryfhau gwrthrych. O ran pryd y dyfeisiwyd y lens convex, efallai na fydd yn bosib gwirio mwyach. Lensys Convex - Weithiau mae pobl yn ei alw'n "chwyddydd" - gall ganolbwyntio ar yr haul, ond mae hefyd yn caniatáu i chi weld y gwrthrych sydd wedi'i ehangu, oherwydd dyma'r lens convex yn gallu difetha'r golau. Mae'r hyn a welwch trwy lens convex mewn gwirionedd yn rhith. Yn llym, fe'i gelwir yn ddelwedd rithwir. Pan fydd y golau o'r gwrthrych yn pasio drwy'r lens convex, bydd y golau yn diflannu mewn ffordd benodol. Pan fyddwn ni'n gweld y golau, neu'n anymwybodol yn credu eu bod yn dal i ledaenu ar hyd llinell syth. O ganlyniad, bydd y gwrthrych yn edrych yn fwy nag yr oedd yn wreiddiol.
Gall un lens convex gynyddu gwrthrych gan sawl dwsin o weithiau, sy'n bell o ddigon i adael i ni weld manylion rhai gwrthrychau. Yn y 13eg ganrif AD, ymddangosodd sbectol ar gyfer pobl â golwg gwael - lens wedi'i wneud o wydr. Gyda diflaniad y tywyllwch sydd wedi amlygu Ewrop am fil o flynyddoedd, mae dyfeisiadau amrywiol amrywiol wedi dod i'r amlwg. Mae'r microsgop yn un ohonynt. Tua diwedd y 16eg ganrif, rhoddodd yr optegydd Iseldireg Zaccharias Janssen a'i fab ychydig o lensys i mewn i silindr a darganfuwyd trwy'r silindr fod y gwrthrychau cyfagos yn syndod mawr, sef y microsgop presennol a Rhagflaenydd y telesgop.
Gwnaeth Jensen y microsgop cyfansawdd cyntaf. Gan ddefnyddio dwy lens convex, mae un lens convex yn mwyhau'r delwedd arall sy'n deillio ohono. Dyma egwyddor sylfaenol microsgop cyfansawdd. Os gall un o'r ddwy lens convex gael ei chwyddo 10 gwaith a gall y llall gael ei chwyddo 20 gwaith, yna mae cwyddo'r cynulliad lens cyfan yn 10 x 20 = 200 gwaith.

Microsgop cyfansawdd
Yn 1665, fe wyddai'r gwyddonydd Prydeinig Robert Hooker (gallai pobl fod yn fwy cyfarwydd â'i ddarganfyddiad arall: Law Hooke) y sleisau corc gyda'i microsgop, yn syndod o hyd bod yna strwythur "uned". Hook o'r enw "celloedd". Fodd bynnag, nid oedd y microsgop cyfansawdd Jensen yn dangos ei bŵer mewn gwirionedd, ac roedd eu cywasgiad yn isel. Fe wnaeth y microsgop a wnaed gan yr Iseldiroedd Anthony Von Leeuwenhoek (1632-1723) bobl yn agor yn llygad. Dysgodd Leeuwenhoek y dechneg o malu eyeglasses ers plentyndod ac roedd yn awyddus i wneud microsgopau. Mewn gwirionedd mae'r microsgop mae'n ei wneud yn lens convex, nid microsgop cyfansawdd. Fodd bynnag, oherwydd ei sgil, roedd cywasgiad y microsgop un darn bron i 300 gwaith yn uwch nag unrhyw ficrosgop arall.