مبدأ العمل وتاريخ تطور المجهر الضوئي
المجهر الضوئي (يُختصر بـ OM) هو أداة بصرية تستخدم المبادئ البصرية لتكبير وتصوير الأشياء الصغيرة التي لا يمكن للعين البشرية حلها ، بحيث يمكن للناس استخراج معلومات البنية المجهرية.
في وقت مبكر من القرن الأول قبل الميلاد ، اكتشف الناس أنه عند مراقبة الأشياء الصغيرة من خلال أجسام كروية شفافة ، يمكنهم تكبيرها إلى صور. في وقت لاحق ، توصلت تدريجياً إلى فهم القانون القائل بأن السطح الزجاجي الكروي يمكنه تكبير الأشياء وتصويرها. في عام 1590 ، ابتكر صانعو النظارات الهولنديون والإيطاليون أدوات مكبرة تشبه المجاهر. حوالي عام 1610 ، أثناء دراسة التلسكوبات ، قام جاليليو في إيطاليا وكبلر في ألمانيا بتغيير المسافة بين العدسة الشيئية والعينية للحصول على هيكل مسار بصري مجهر معقول. كان الحرفيون البصريون في ذلك الوقت يعملون في تصنيع المجاهر وتعزيزها وتحسينها.
في منتصف القرن السابع عشر ، قدم كل من روبرت هوك في إنجلترا وليوينهوك في هولندا مساهمات بارزة في تطوير المجاهر. حوالي عام 1665 ، أضاف هوك آليات ضبط التركيز البؤري الخشنة والدقيقة وأنظمة الإضاءة ومنضدة عمل لنقل العينات إلى المجهر. تم تحسين هذه المكونات باستمرار وأصبحت اللبنات الأساسية للمجاهر الحديثة.
خلال الفترة من 1673 إلى 1677 ، صنع ليفين هوك مجاهر عالية الطاقة من نوع العدسة المكبرة أحادية الوحدة ، تم حفظ تسعة منها حتى يومنا هذا. حقق Hooke و Levin Hooke إنجازات بارزة في دراسة التركيب المجهري للحيوانات والنباتات باستخدام مجاهر عصامية. في القرن التاسع عشر ، أدى ظهور العدسات الموضوعية الغاطسة اللونية عالية الجودة إلى تحسين قدرة المجاهر على مراقبة الهياكل الدقيقة بشكل كبير. في عام 1827 ، كان أميتشي أول من استخدم هدف الغمر السائل. في سبعينيات القرن التاسع عشر ، وضع الألماني آبي الأساس النظري الكلاسيكي للتصوير بالميكروسكوب. وقد عزز هذا التطور السريع لتصنيع المجهر وتكنولوجيا المراقبة المجهرية ، وقدم أدوات قوية لعلماء الأحياء وعلماء الطب ، بما في ذلك Koch و Pasteur ، لاكتشاف البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة في النصف الثاني من القرن التاسع عشر.
بينما تتطور بنية المجهر نفسه ، فإن تقنية المراقبة المجهرية تبتكر أيضًا باستمرار: ظهر الفحص المجهري للضوء المستقطب في عام 1850 ؛ ظهر الفحص المجهري للتداخل في عام 1893 ؛ في عام 1935 ، ابتكر الفيزيائي الهولندي زرنيك الفحص المجهري الطوري. تقنية ، والتي من أجلها حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1953.
المجهر الضوئي الكلاسيكي هو مجرد مزيج من المكونات البصرية والمكونات الميكانيكية الدقيقة ، ويستخدم العين البشرية كمستقبل لمراقبة الصورة المكبرة. في وقت لاحق ، تمت إضافة جهاز تصوير إلى المجهر ، وتم استخدام فيلم حساس للضوء كجهاز استقبال يمكن تسجيله وتخزينه. في العصر الحديث ، تُستخدم المكونات الإلكترونية الضوئية وأنابيب كاميرا التلفزيون وقارنات الشحن عمومًا كمستقبل للميكروسكوب ، ويتم تكوين نظام كامل للحصول على معلومات الصورة ومعالجتها بعد تجهيزها بحاسوب دقيق.
يمكن للعدسات البصرية المصنوعة من الزجاج المنحني أو غيرها من المواد الشفافة تكبير الأشياء إلى صور. تستخدم المجاهر الضوئية هذا المبدأ لتكبير الأشياء الصغيرة إلى حجم كافٍ لرصد العين البشرية. عادة ما تستخدم المجاهر الضوئية الحديثة مرحلتين من التكبير ، تكملهما العدسة الشيئية والعينية على التوالي. يقع الكائن المراد ملاحظته أمام العدسة الشيئية. يتم تكبيرها بالعدسة الشيئية في المرحلة الأولى وتصبح صورة حقيقية مقلوبة. ثم يتم تكبير الصورة الحقيقية بواسطة العدسة في المرحلة الثانية لتشكيل صورة افتراضية. ما تراه العين البشرية هو صورة افتراضية. التكبير الكلي للمجهر هو نتاج تكبير العدسة الشيئية وتكبير العدسة العينية. يشير التكبير إلى نسبة التكبير للأبعاد الخطية ، وليس نسبة المساحة.
