Mikroskop optik

Mikroskop optik merupakan mikroskop berasaskan kanta optikal. Mikroskop optik juga dikenali sebagai "mikroskop cahaya" kerana ia menggunakan cahaya nampak dan sistem kanta untuk membesarkan imej sampel-sampel kecil. Berkemungkinan besar mikroskop optik dalam reka bentuk majmuknya kini direka pada abad ke-17. Mikroskop optik mudah berbentuk sangat ringkas mahupun terdapat reka bentuk kompleks yang bertujuan meningkatkan peleraian dan kontras sampel. Dari segi sejarah mikroskop optik mudah dibuat dan popular kerana mikroskop jenis ini menggunakan cahaya nampak agar sampel dapat kelihatan dengan mata. Ahli sains yang berkait rapat dengan pembangunan mikroskop optik adalah Anton van Leeuwenhoek.

Perekaciptaan

Amat sukar untuk menyatakan siapa yang mereka cipta mikroskop majmuk. Pembuat kaca mata Belanda, Hans Janssen dan anaknya Zacharias Janssen sering dikatakan sebagai pencipta mikroskop majmuk pertama pada tahun 1590, tetapi ini berlandaskan pengisytiharan yang dibuat Zacharias Janssen sendiri pada pertengahan abad ke-17. Terbukti bahawa tarikh itu meragukan oleh sebab Zacharias Janssen sebenarnya dilahirkan pada sekitar tahun 1590. Seorang lagi yang menjadi kesukaan ramai sebagai "pencipta mikroskop" ialah Galileo Galilei. Beliau membangunkan sebuah occhiolino atau mikroskop majmuk yang memiliki kanta kecung dan cembung pada tahun 1609. Mikroskop Galileo diraikan di Accademia dei Lincei pada tahun 1624 dan merupakan peranti pertama yang diberi nama "mikroskop" setahun kemudian oleh ahli Lincei, Giovanni Faber. Faber membuat nama itu daripada perkataan-perkataan Yunani μικρόν (mikron) bermaksud "kecil", dan σκοπεῖν (skopein) yang bermaksu "melihat", satu nama yang seakan-akan "teleskop", satu nama yang dibuat oleh ahli Lincei.
Christiaan Huygens, seorang Belanda, membuat sebuah sistem optik ringkas 2 kanta lewat pada kurun ke-17. Sistemnya dibetulkan dari segi akromatik, justeru merupakan peningkatan besar dalam pembangunan mikroskop. Kanta Huygens masih dibuat sehingga ke hari ini akan tetapi memiliki hambatan kerana kekecilan saiz medannya serta beberapa masalah-masalah kecil lain.

Usaha mempopularkan mikroskop

Anton van Leeuwenhoek (1632–1723) dikatakan sebagai orang yang memperkenalkan mikroskop kepada para ahli biologi mahupun kanta pembesar mudah telahpun dibuat pada abad ke-16. Mikroskop yang dibuat oleh Van Leeuwenhoek merupakan alat kecil dan mudah yang menggunakan kanta tunggal. Penggunaan alat-alat ini kekok, tetapi alat-alat ini membolehkan van Leeuwenhoek melihat imej-imej yang terperinci. Mikroskop majmuk memerlukan pengembangan bidang optik selama 150 tahun sebelum dapat memberi imej yang sama mutu dengan imej yang diberi mikroskop mudah van Leeuwenhoek, disebabkan masalah mendapat konfigurasi yang sesuai untuk kanta berbagai. Walau apapun, van Leeuwenhoek bukan pencipta mikroskop kendatipun terdapat ramai orang yang menyatakan demikian.

Tatarajah optik

Terdapat dua tatarajah asas mikroskop optik konvensional: mudah (kanta tunggal) dan majmuk (banyak kanta). Sebilangan besar mikroskop penyelidikan moden jenis majmuk sementara mikroskop digital komersil berharga murah jenis kanta tunggal. Kanta pembesar, pada intinya, adalah sejenis mikroskop kanta tunggal mudah. Pada amnya, optik mikroskop adalah terpegun; untuk memfokus pada kedalaman fokus berlainan, jarak kanta dengan sampel diubah, dan untuk mendapatkan medan penglihatan sempit atau lebar kanta pembesar objektif perlu digunakan. Kebanyakan mikroskop penyelidikan moden juga memiliki set optik berasingan bagi menerangkan sampel.

Mikroskop mudah

Sebuah mikroskop mudah ialah mikroskop yang hanya menggunakan satu kanta untuk membesarkan imej dan merupakan reka bentuk asal mikroskop cahaya. Mikroskop Leeuwenhoek terdiri daripada kanta optik kecil tunggal dilekatkan pada kepingan logam dengan pemegang untuk memegang bahan untuk dikaji. Penggunaan kanta cembung tunggal dikenali sebagai mikroskop mudah, yang termasuk kanta pembesar, kanta tangan, dan cermin pembesar tukang emas

Mikroskop ganda

Mikroskop majmuk menggunakan beberapa kanta untuk mengumpul cahaya daripada sampel dan sebuah set kanta lain untuk memfokus cahaya kepada mata atau kamera. Mikroskop majmuk lebih berat, besar dan mahal daripada mikroskop mudah oleh sebab bilangan kanta yang digunakan dalam pembuatannya.
Gambarajah di bawah menunjukkan mikroskop majmuk. Dalam bentuk termudah sebagaimana digunakan oleh Robert Hooke, mikroskop ganda mempunyai kanta kaca dengan jarak fokus dekat sebagai objektif, dan kanta kaca tunggal sebagai bahagian mata atau okular.
Kelebihan utama penggunaan kanta berbilang adalah penambahan bilangan apertur (lihat had peleraian, di bawah), pengurangan aberasi berkroma dan kanta-kanta objektif yang dapat ditukar untuk memperbaiki pembesaran imej. Mikroskop majmuk juga menggunakan penyediaan yang lebih maju, seperti beza jelas fasa.

Unsur utama mikroskop asas

Mikroskop jenis ini biasanya lebih rumit dengan komponen kanta majmuk di kedua-dua bahagian objektif dan bahagian mata. Kanta komponent majmuk ini bertujuan untuk mengurangkan herotan, terutamanya herotan kromatik dan herotan sfera. Dalam mikroskop moden, cermin digantikan dengan unit lampu yang membekalkan cahaya yang boleh dikawal dan stabil. Mikroskop majmuk biasanya digunakan untuk mengkaji spesimen nipis disebabkan ia mempunyai kedalaman medan yang terhad. Biasanya ia digunakan untuk memeriksa lumuran, penyediaan penyek, atau hirisan nipis sesuatu bahan. Lazimnya ia bergantung kepada cahaya melalui contoh dari bawah, dan teknik khusus diperlukan untuk meningkatkan perbezaan dalam imej kepada tahap berguna (lihat Kaedah perbezaan di bawah).
Disebabkan oleh belauan, mikroskop optik terbaik terhad kepada resolusi 0.2 mikrometer.

Mikroskop binokular

Peralatan ini direka berbeza dengan diagram di atas, dan digunakan untuk tujuan berbeza sedikit. Ia menggunakan dua bahagian mata (atau kadang kala dua mikroskop lengkap) untuk memberikan sudut pandangan berbeza sedikit kepada mata kiri dan kanan. Dengan cara ini ia menghasilkan pandangan tiga dimensi (3-D) contoh yang dikaji.
Mikroskop binokular sering digunakan untuk mengkaji permukaan spesimen pepejal.