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Chronologie du microscope

14e siècle: les lunettes fabriquées pour la première fois en Italie

1590: Deux fabricants de lunettes néerlandais et père -et-fils, Hans et Zacharias Janssen, créent le premier microscope.

1667: La célèbre « Micrographia » de Robert Hooke est publiée, qui décrit les différentes études de Hooke à laide du microscope.

1675: Entre Anton van Leeuwenhoek, qui a utilisé un microscope avec une lentille pour observer les insectes et autres spécimens. Leeuwenhoek a été le premier à observer des bactéries. 18e siècle: Avec lamélioration de la technologie, la microscopie est devenue plus populaire parmi les scientifiques. Cela était dû en partie à la découverte que la combinaison de deux types de verre réduisait leffet chromatique.

1830: Joseph Jackson Lister découvre que lutilisation de lentilles faibles ensemble à différentes distances fournissait un grossissement net.

1878: Une théorie mathématique liant la résolution à la longueur donde de la lumière est inventée par Ernst Abbe.

1903: Richard Zsigmondy invente lultramicroscope, qui permet dobserver des spécimens en dessous de la longueur donde de la lumière.

1932: Des matériaux biologiques transparents sont étudiés pour la première fois en utilisant linvention du microscope à contraste de phase par Frits Xernike.

1938: Six ans seulement après linvention du microscope à contraste de phase, vient le microscope électronique, développé par Ernst Ruska, qui a réalisé que lutilisation délectrons en microscopie améliorait la résolution.

1981: Des images déchantillons en 3-D possibles avec linvention du microscope à effet tunnel par Gerd Binnig et Heinrich Rohrer.

Historique du microscope composé

Tout comme les Grecs avaient un système de chauffage radiant pleinement opérationnel fonctionnant deux mille ans avant ceux qui ne sont introduits quaux États-Unis, les origines du microscope optique composé semblent être tracées, non en Hollande, en Angleterre ou en France – mais en Chine, ce qui est peut-être approprié compte tenu de la prédominance actuelle de la Chine dans la fourniture de microscopes optiques composés!

Le microscope à eau

Selon un ancien texte chinois, les Chinois ont observé des spécimens agrandis à travers une lentille à lextrémité dun tube, lequel tube était rempli de niveaux deau variables selon le degré de grossissement quils souhaitaient obtenir. Ingénieux, efficace et reproductible à la maison, aujourdhui. Que cela se soit produit il y a environ 4000 ans sous la dynastie Chow-Foo et plus de 3500 ans avant la naissance du « père de la microscopie moderne » est assez remarquable.

Que ces anciens chinois aient atteint des niveaux de grossissement de 150 fois aujourdhui « La norme, ou 100 moou, est à couper le souffle. Cest comme sils développaient une voiture de ville qui atteignait Mach II. Sils construisaient une telle voiture, aucune référence à elle na jamais été trouvée. De même, il ny a pas plus référence connue à un tel appareil de microscope composé jusquà ce que nous revenions aux Grecs.

Pas moins une personne quAristote décrit le fonctionnement dun microscope dans certains Les Grecs ont certainement fait bon usage des lentilles incurvées, qui sont un élément essentiel de tout microscope stéréo ou composé. Les garçons de la Grèce antique partageaient probablement le sentiment de triomphe de chaque garçon américain en utilisant une lentille incurvée, ou une loupe, pour commencer un Feu. Les Grecs, cependant, lutilisaient également pour des interventions chirurgicales, non pas sur les fourmis comme les petits garçons ont lhabitude de le faire, mais sur les humains – pour cautériser les blessures et les lésions causées par la lèpre et ainsi de suite.

Anciens Égyptiens et Romains a également utilisé diverses lentilles courbes bien quaucune référence à un microscope composé nait été trouvée. Les Grecs nous ont cependant donné le mot «microscope». Il vient de deux mots grecs, «uikpos», petit et «okottew», vue. Cependant, alors que les anciens Chinois, Grecs et Romains ont tous appliqué leur sagesse infinie à la question, il ny a aucune référence connue à lutilisation de la lumière artificielle ou à plusieurs lentilles. En dautres termes, nous pouvons rendre hommage aux Anciens pour leur clairvoyance et leurs réalisations, mais nous devons chercher ailleurs pour découvrir à la fois le premier microscope à lumière et composé.

Incroyablement, les prochaines références historiques avec quoi que ce soit à tout à voir avec les microscopes, ou plus précisément, loptique est de 1 200 ans après le limogeage de Rome et, même alors, les références ne concernent que lutilisation de lentilles dans linvention des lunettes. En dautres termes, certaines des personnes les plus intelligentes que la planète ait jamais produites, ont joué et travaillé avec des objectifs simples pendant plusieurs milliers dannées sans aller plus loin.

Lunettes

Puis, en quelques années à peine en Toscane, en Italie, deux hommes ont affirmé avoir inventé des lunettes de manière indépendante. La preuve? Leurs pierres tombales! Lun, Salvano d « Aramento degli Amati est mort en 1284 à Florence et a affirmé avoir gardé le secret du processus. Lautre, Allessandro della Spina, est mort en 1317 et a affirmé avoir révélé son processus. Pise et Florence ne sont quà un court galop. ? Tu décides.

Quoi quil en soit, un moine local, Girodina da Rivalta, a prononcé un sermon en 1306 dans lequel il a approuvé avec enthousiasme les lunettes comme une invention formidable et, au passage, a indiqué quelles étaient utilisées depuis environ 20 ans. Enfin, en 1289, un autre habitant de la famille Popozo a déploré que «je suis tellement affaibli par lâge que sans les lunettes dites lunettes, je ne pourrais plus lire ni écrire.»

Télescopes

À peu près au même moment, il semble que des lentilles étaient utilisées dans les premiers télescopes. Au XIIIe siècle, lAnglais Roger Bacon en parle longuement. Les lunettes et les microscopes sont pertinents pour les microscopes car ils retracent lutilisation de plus en plus sophistiquée des lentilles – le composant optique essentiel de tout microscope.

Puis, à peine 200 à 300 ans plus tard, nous trouvons une pléthore de références et preuves tangibles des télescopes et des microscopes. La Renaissance était arrivée et avec elle, une floraison abondante dans les arts et les sciences. Plus important encore, avec linvention de limprimerie, les idées et les développements pourraient se répandre facilement et rapidement. En conséquence, les travaux de Thomas Digges sur le télescope en Angleterre au milieu du XVIe siècle et ceux de Hans Lippershey qui comprenaient la demande dun brevet de télescope ont été transmis à dautres, y compris pas moins un génie que Galileo.

Galileo a immédiatement commencé à travailler avec des objectifs. En peu de temps, il a développé un télescope amélioré avec un dispositif de focalisation et a continué à conquérir les étoiles. Cela dit, nous devrions également rendre hommage à Sir Isaac Newton qui, à peu près à la même époque au Royaume-Uni, a inventé le télescope à réflexion.

Microscopes composés

Mais quen est-il des microscopes? même Hans Lippershey et son fils, Zaccharias Hanssen expérimentaient avec une variété dobjectifs. À la fin des années 1590, ils ont utilisé plusieurs lentilles dans un tube et ont été étonnés de voir que lobjet à lextrémité du tube était considérablement agrandi au-delà de la capacité dune loupe. Ils venaient dinventer le microscope composé. Cest-à-dire quils avaient découvert quune image agrandie par une seule lentille peut être encore agrandie par une seconde ou plusieurs lentilles.

Puis, au milieu du XVIIe siècle, un Anglais, Robert Hooke et un Néerlandais, Anthony Van Leeuwenhoek ont porté le microscope à de nouveaux niveaux . Hooke était un génie maladif qui aimait expérimenter. Il la fait dans un vaste éventail de domaines détudes scientifiques et avec un succès prolifique. Il a inventé le joint universel, le diaphragme à iris (un autre composant clé de nombreux microscopes optiques modernes), un respirateur, un échappement à ancre et un spiral pour horloges.

Il a également élaboré la théorie correcte de la combustion; a conçu une équation décrivant lélasticité qui est encore utilisée aujourdhui (« Loi de Hooke ») et a inventé ou amélioré des instruments météorologiques tels que le baromètre, lanémomètre et lhygromètre; et ainsi de suite. Surtout, cependant, il est connu pour Micrographia, ses études au microscope, publiées en 1665. Micrographia est devenue une sensation du jour au lendemain non seulement pour ce quil a décrit mais pour les superbes dessins quil a réalisés.

Il décrit un nouveau monde aux côtés de dessins exquis des poils urticants sur une ortie, une puce et, surtout, la structure en nid dabeille ou «cellules» dun liège. Cest Hooke qui a inventé le terme «cellules» pour décrire les tissus vivants. Fait intéressant, bien que Hooke ait utilisé un microscope composé, il a constaté que celui-ci était très tendu et affaiblissait sa vue. Pour sa micrographie, il préférait utiliser un simple microscope à lentille unique en or et en cuir et éclairé par une bougie. microscope?

Antonie van Leeuwenhoek – le père du microscope

Cest Leeuwenhoek, cependant, qui a vécu en même temps que Hooke et sest inspiré du travail de Hooke pour amener la conception du microscope à de nouveaux niveaux de sophistication. En tant que drapier, il a utilisé un simple microscope pour examiner le tissu. En tant que scientifique, il a commencé à expérimenter de nouvelles méthodes de meulage des lentilles afin daméliorer la qualité optique. Au total, il a rectifié quelque 550 objectifs, dont certains avaient un pouvoir de grossissement linéaire de 500 et un pouvoir de résolution dun millionième de pouce – une réalisation étonnante.

Leeuwenhoek a détaillé ces réalisations en près de 200 lettres à la Royal Society de Londres où pas moins une personne que Robert Hooke les a validés. Le résultat de tout ce travail était un simple microscope portatif à une seule lentille. Le spécimen a été monté sur le dessus du pointeur, au-dessus duquel se trouvait une lentille convexe fixée à un support métallique. Léchantillon a ensuite été observé à travers un trou de lautre côté du microscope et a été focalisé à laide dune vis.

Peut-être son expérience la plus célèbre a-t-elle eu lieu en 1674 lorsquil a vu de leau du lac:

« Jai maintenant vu très clairement quil sagissait de petites anguilles, ou des vers, tous recroquevillés les uns contre les autres et se tortillant comme si vous voyiez, à lœil nu, tout un tube de petites anguilles et deau, avec les anguilles se tortillant entre elles; et toute leau semblait être vivante avec ces multiples animauxcules.

Cétait pour moi, parmi toutes les merveilles que jai découvertes dans la nature, la plus merveilleuse de toutes; et je dois dire, pour ma part, que rien de plus une vue agréable est encore venue devant mes yeux que ces milliers de créatures vivantes vues toutes vivantes dans une petite goutte d’eau, se déplaçant entre elles, chaque créature ayant son propre mouvement. « 

Il avait découvert des bactéries. Il avait gagné son titre de père du microscope. Fait intéressant, il a fallu attendre 1839, près de deux cents ans plus tard, avant que les cellules soient enfin reconnues comme les unités de base de la vie.

18e / 19e siècles

La prochaine étape majeure de lhistoire du microscope a eu lieu 100 ans plus tard avec linvention de la lentille achromatique par Charles Hall, dans les années 1730. Il a découvert quen utilisant une deuxième lentille de forme et de propriétés réfractantes différentes, il pouvait réaligner les couleurs avec un impact minimal sur le grossissement de la première lentille.

Puis en 1830, Joseph Lister a résolu le problème de laberration sphérique ( la lumière se plie à des angles différents selon lendroit où elle touche lobjectif) en plaçant les lentilles à des distances précises les unes des autres. Combinées, ces deux découvertes ont contribué à une nette amélioration de la qualité dimage. Auparavant, en raison de la mauvaise qualité du verre et de la lentille imparfaite, les microscopistes ne voyaient que des images déformées – un peu comme les premières radios étaient extrêmement craquelées.

Il convient de se rappeler que jusquà présent, chaque nouvelle foulée a été dans la qualité ou lapplication des lentilles. Puis, en 1863, lun des nombreux nouveaux fabricants de microscopes, la société Ernst Leitz, a abordé un problème mécanique avec lintroduction de la première tourelle tournante avec pas moins de cinq objectifs.

Cette amélioration fut rapidement suivie en 1866 lorsque Carl Zeiss recruta Ernst Abbe comme directeur de recherche aux Zeiss Optical Works. Abbe a présenté le cadre de ce qui deviendrait lapproche de développement de loptique informatique moderne. Il a clairement fait la différence entre le grossissement et la résolution et a critiqué la pratique consistant à utiliser des oculaires avec un grossissement trop élevé comme un «grossissement à vide». En 1869, son travail a produit un nouveau dispositif déclairage breveté – le condenseur dAbbe.

Condenseur dAbbe: Les travaux dAbbe sur une théorie donde de limagerie microscopique (la condition dAbbe Sine) ont rendu possible le développement dun nouveau gamme de dix-sept objectifs de microscope – trois dentre eux étaient les premiers objectifs dimmersion et tous ont été conçus sur la base de la modélisation mathématique. Comme le note Abbe, ses créations étaient « basées sur une étude précise des matériaux utilisés, les conceptions concernées sont spécifiées par calcul au dernier détail – chaque courbure, chaque épaisseur, chaque ouverture dun objectif – de sorte que toute approche dessai et derreur soit exclue. « 

À partir de maintenant, les microscopes ont été conçus sur la base des lois de la physique et non sur lessai et lerreur qui avait caractérisé les pionniers. Dans le même temps, un certain nombre dentreprises ont mis en place des usines de fabrication spécialisées axées sur la fabrication de microscopes de précision. La recherche et le développement ont continué à porter leurs fruits.

En 1880, les premiers microtomes a commencé à être utilisé, ce qui a permis de préparer des échantillons beaucoup plus minces afin daméliorer léchantillon. En 1893, un autre employé de Zeiss, August Kohler, a découvert un système déclairage inégalé qui est toujours connu sous le nom déclairage Kohler. Utilisant des doubles diaphragmes, le système offre trois avantages: un échantillon uniformément éclairé, une image lumineuse et un éblouissement minimal. En dautres termes, Kohler a obtenu une image presque parfaite.

Le marché de masse des microscopes était arrivé en même temps que lingénierie de précision et il nest pas étonnant quune pléthore de résultats étonnants aient été obtenus: en 1879, Walter Flemming a découvert la mitose cellulaire et les chromosomes, une réalisation reconnue comme lune des 100 réalisations scientifiques les plus importantes de tous les temps.

20e siècle

Au tournant des 19e / 20e siècles Louis Pasteur a inventé la pasteurisation pendant que Robert Koch découvrait ses postulats célèbres ou infâmes: le bacille du charbon, le bacille de la tuberculose et le vibrion cholérique.

UV et Phase: Dici 1900, la limite théorique de résolution des microscopes à lumière visible (2000 angströms) a été atteinte. En 1904, Zeiss a surmonté cette limitation avec lintroduction du premier microscope UV commercial avec une résolution deux fois supérieure à celle dun microscope à lumière visible.En 1930, Fritz Zernike a découvert quil pouvait voir les cellules non colorées en utilisant langle de phase des rayons. Rejeté par Zeiss, son innovation en contraste de phase na été introduite quen 1941, bien quil ait remporté un prix Nobel pour son travail en 1953.

Microscopes électroniques: En 1931, Max Knoll et Ernst Ruska ont inventé le premier microscope électronique qui a soufflé au-delà des limites optiques de la lumière. La physique veut que les microscopes optiques soient limités par la physique de la lumière à un grossissement de 500x ou 1000x et à une résolution de 0,2 micromètre.

Knoll et Ruska ont construit un électron de transmission microscope (TEM) – celui qui transmet un faisceau délectrons (par opposition à la lumière) à travers léchantillon. Linteraction ultérieure du faisceau délectrons avec léchantillon est enregistrée et transformée en image. Puis, en 1942, Ruska a amélioré le TEM en construisant le premier microscope électronique à balayage (SEM) qui transmet un faisceau délectrons à travers léchantillon.

Les principes de Ruska constituent toujours la base des microscopes électroniques modernes – des microscopes qui peuvent atteindre des niveaux de grossissement jusquà 2 millions de fois! Le deuxième développement majeur des microscopes au 20e siècle a été lévolution du marché de masse. Commencé au 19e siècle lorsque Leitz a affirmé avoir exporté 50 000 microscopes aux États-Unis, ce La tendance s’est accélérée au XXe siècle. En conséquence, un grand nombre de fabricants ont vu le jour pour proposer des alternatives à des prix plus compétitifs aux entreprises européennes établies telles que Zeiss et Leitz.

Chine: la Chine est devenue un fournisseur majeur de microscopes à usage quotidien et, avec lévolution de leur capacité de fabrication optique, fournit désormais des composants optiques à certaines des grandes marques de microscopes. Cette tendance du marché a eu un effet bénéfique f microscopes, permettant la diffusion des microscopes au-delà du domaine du chercheur scientifique à un usage commercial et individuel quotidien.

De nouvelles sources de lumière – halogène, fluorescent et LED ont toutes amélioré ou ajouté une plus grande polyvalence du microscope optique , tandis que lavènement des supports à flèche a conduit à de vastes applications dinspection commerciale qui ne peuvent pas être entreprises avec une base de microscope à piédestal standard. Linnovation la plus récente, cependant, a été larrivée du microscope numérique.

Microscopes numériques: les microscopes numériques permettent la transmission dimages en direct vers un téléviseur ou un ordinateur écran et ont contribué à révolutionner la microphotographie. Les microscopes numériques intègrent simplement une caméra de microscope numérique sur le port trinoculaire dun microscope standard. Une solution alternative et plus flexible consiste simplement à placer une caméra de microscope numérique sur un microscope trinoculaire!

Dino-Lite: Lune des innovations les plus originales du Le 21e siècle a été les microscopes numériques Dino-Lite. Les Dino-Lite sont des microscopes numériques portables, pas beaucoup plus gros quun gros stylo. Ils offrent une capacité de zoom à faible puissance avec un grossissement jusquà 500x. Ils ont eu un impact marqué sur les applications dinspection industrielle.