مبدأ العمل وتاريخ تطور المجاهر الضوئية
المجهر الضوئي (OM باختصار) هو أداة بصرية تستخدم المبادئ البصرية لتكبير وتصوير الأجسام الصغيرة التي لا يمكن تمييزها بالعين البشرية، حتى يتمكن الناس من استخلاص معلومات البنية المجهرية.
في وقت مبكر من القرن الأول قبل الميلاد، تم اكتشاف أنه عند مراقبة الأجسام الصغيرة من خلال أجسام كروية شفافة، يمكن تكبيرها وتصويرها. وفي وقت لاحق، اكتسبت تدريجيًا فهمًا لقانون أن الأسطح الزجاجية الكروية يمكنها تكبير الأجسام وتصويرها. في عام 1590، كان مصنعو النظارات في هولندا وإيطاليا قد ابتكروا بالفعل أدوات مكبرة تشبه المجاهر. حوالي عام 1610، قام غاليليو الإيطالي وكبلر الألماني، أثناء دراسة التلسكوبات، بتغيير المسافة بين الهدف والعدسة للحصول على بنية مسار بصري معقولة للمجاهر. في ذلك الوقت، كان الحرفيون البصريون يعملون في تصنيع المجاهر والترويج لها وتحسينها.
في منتصف القرن السابع عشر، قدم روبرت هوك من إنجلترا وليوينهوك من هولندا مساهمات بارزة في تطوير المجاهر. في حوالي عام 1665، أضاف هوك آليات التركيز الخشنة والجزئية، وأنظمة الإضاءة، ومناضد العمل لحمل شرائح العينات إلى المجهر. وقد تم تحسين هذه المكونات بشكل مستمر وأصبحت المكونات الأساسية للمجاهر الحديثة.
بين عامي 1673 و1677، طور ليفين هوك مجهرًا عالي الطاقة مكونًا من عدسة مكبرة واحدة، وقد تم الحفاظ على تسعة منه حتى يومنا هذا. حقق هوك وليفين هوك إنجازات بارزة في دراسة البنية المجهرية للكائنات الحية الحيوانية والنباتية باستخدام مجاهر ذاتية الصنع. في القرن التاسع عشر، أدى ظهور العدسات الغمرية عالية الجودة إلى تحسين قدرة المجاهر على مراقبة الهياكل الدقيقة بشكل كبير. في عام 1827، كان آرتشي أول من استخدم العدسات الغاطسة. في سبعينيات القرن التاسع عشر، وضع جيرمان آبي الأساس النظري الكلاسيكي للتصوير المجهري. كل هذه الأمور عززت التطور السريع لتصنيع المجهر وتكنولوجيا المراقبة المجهرية، ووفرت أدوات قوية لعلماء الأحياء وعلماء الطب، بما في ذلك كوخ وباستور، لاكتشاف البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة في النصف الأخير من القرن التاسع عشر.
إلى جانب تطوير بنية المجهر نفسه، فإن تكنولوجيا المراقبة المجهرية تبتكر أيضًا باستمرار: ظهر المجهر المستقطب في عام 1850؛ وفي عام 1893، ظهر المجهر التداخلي؛ في عام 1935، ابتكر الفيزيائي الهولندي زيرنيكي مجهر التباين الطوري، والذي فاز عنه بجائزة نوبل في الفيزياء في عام 1953.
المجهر الضوئي الكلاسيكي هو ببساطة مزيج من المكونات البصرية والمكونات الميكانيكية الدقيقة، وذلك باستخدام العين البشرية كمستقبل لمراقبة الصورة المكبرة. وفي وقت لاحق، تم إضافة جهاز تصوير إلى المجهر، باستخدام فيلم حساس للضوء كجهاز استقبال للتسجيل والتخزين. في العصر الحديث، تُستخدم المكونات الكهروضوئية وكاميرات التلفزيون ومقرنات الشحن بشكل شائع كمستقبلات للمجاهر، والتي يتم دمجها مع الحواسيب الصغيرة لتشكيل نظام كامل للحصول على معلومات الصورة ومعالجتها.
يمكن للعدسات البصرية المصنوعة من الزجاج أو المواد الشفافة الأخرى ذات الأسطح المنحنية تكبير الأجسام وتصويرها، وتستخدم المجاهر الضوئية هذا المبدأ لتكبير الأجسام الصغيرة إلى حجم يكفي لملاحظة العين البشرية. تستخدم المجاهر الضوئية الحديثة عادةً مرحلتين من التكبير، تكتمل كل منهما بعدسة شيئية وعدسة عينية. يقع الجسم المرصود أمام العدسة الشيئية، وبعد تكبيره لأول مرة بواسطة العدسة الشيئية، فإنه يشكل صورة حقيقية مقلوبة. ومن ثم يتم تكبير هذه الصورة الحقيقية بواسطة العدسة الموضوعية في المرحلة الثانية لتكوين صورة خيالية. ما تراه العين البشرية هو الصورة الخيالية. التكبير الكلي للمجهر هو نتاج التكبير الموضوعي وتكبير العدسة. تشير نسبة التكبير إلى نسبة التكبير للأبعاد الخطية، وليس نسبة المساحة.
