بحث وتطوير المجهر الضوئي
في وقت مبكر من القرن الأول قبل الميلاد، اكتشف الناس أنه عند مراقبة الأجسام الصغيرة من خلال أجسام كروية شفافة، يمكن تكبيرها وتصويرها. وفي وقت لاحق، توصلنا تدريجيًا إلى فهم القانون القائل بأن سطح الزجاج الكروي يمكنه تكبير الأشياء وتصويرها.
بحلول عام 1590، ابتكر صانعو النظارات الهولنديون والإيطاليون أدوات مكبرة تشبه المجاهر. حوالي عام 1610، قام غاليليو من إيطاليا وكيبلر من ألمانيا بتغيير المسافة بين العدسة الشيئية والعدسة العينية أثناء دراسة التلسكوبات، وتوصلا إلى بنية مسار بصري معقولة للمجهر. كان الحرفيون البصريون في ذلك الوقت يعملون في تصنيع وترويج وتحسين المجاهر. .
في منتصف القرن-17، قدم كل من البريطاني روبرت هوك والهولندي ليوين هوك مساهمات بارزة في تطوير المجاهر. في حوالي عام 1665، أضاف هوك آليات التركيز الخشنة والدقيقة، ونظام الإضاءة، وطاولة العمل لحمل العينات إلى المجهر. وقد تم تحسين هذه المكونات بشكل مستمر وأصبحت اللبنات الأساسية للمجاهر الحديثة.
بين عامي 1673 و1677، بنى ليفينهوك مجاهر عالية الطاقة أحادية المكونات من نوع العدسة المكبرة، وقد بقي تسعة منها حتى يومنا هذا. استخدم هوك وليوينهوك مجاهر محلية الصنع لتحقيق إنجازات بارزة في دراسة البنية المجهرية للحيوانات والنباتات.
في القرن التاسع عشر، أدى ظهور أهداف الغمر اللوني عالية الجودة إلى تحسين قدرة المجاهر على مراقبة الهياكل الدقيقة بشكل كبير. كان أميتشي أول من استخدم هدف الغمر السائل في عام 1827. وفي سبعينيات القرن التاسع عشر، وضع آبي الألماني الأساس النظري الكلاسيكي للتصوير المجهري. وقد عززت هذه التطورات التطور السريع لتصنيع المجهر وتكنولوجيا المراقبة المجهرية، وقدمت أدوات قوية لعلماء الأحياء وعلماء الطب بما في ذلك كوخ وباستور لاكتشاف البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة في النصف الثاني من القرن التاسع عشر.
بينما يتطور هيكل المجهر نفسه، فإن تكنولوجيا المراقبة المجهرية تبتكر أيضًا باستمرار: ظهر المجهر الضوئي المستقطب في عام 1850؛ ظهر الفحص المجهري للتداخل في عام 1893؛ وفي عام 1935، ابتكر الفيزيائي الهولندي زيرنيكي مجهر تباين الطور. تقنية، والتي حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1953.
المجهر الضوئي الكلاسيكي هو مجرد مزيج من المكونات البصرية والمكونات الميكانيكية الدقيقة. ويستخدم العين البشرية كجهاز استقبال لمراقبة الصورة المكبرة. وفي وقت لاحق، تمت إضافة جهاز تصوير إلى المجهر، باستخدام فيلم حساس للضوء كجهاز استقبال يمكن تسجيله وتخزينه. في العصر الحديث، تُستخدم المكونات الإلكترونية الضوئية وأنابيب كاميرات التلفزيون ومقرنات الشحن بشكل شائع كمستقبلات للمجاهر، إلى جانب أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية الدقيقة، فإنها تشكل نظامًا كاملاً لجمع معلومات الصور ومعالجتها.
يمكن للعدسات البصرية المصنوعة من الزجاج أو المواد الشفافة الأخرى ذات الأسطح المنحنية تكبير الأشياء وتحويلها إلى صور. تستخدم المجاهر الضوئية هذا المبدأ لتكبير الأجسام الصغيرة إلى حجم كبير بما يكفي لملاحظة العين البشرية. تستخدم المجاهر الضوئية الحديثة عادةً مستويين من التكبير، يتم استكمالهما بواسطة العدسة الشيئية والعدسة العينية على التوالي. يقع الجسم الذي تتم ملاحظته أمام العدسة الموضوعية. يتم تكبيرها بواسطة العدسة الشيئية في المستوى الأول وتصبح صورة حقيقية مقلوبة. ثم يتم تكبير هذه الصورة الحقيقية بواسطة العدسة في المستوى الثاني وتصبح صورة افتراضية. ما تراه العين البشرية هو الصورة الافتراضية. التكبير الكلي للمجهر هو نتاج التكبير الموضوعي وتكبير العدسة. ويشير التكبير إلى نسبة التكبير للأبعاد الخطية، وليس نسبة المساحة.
