Microscopes : regarder entre la lentille de l'objectif et l'oculaire

Vous êtes-vous déjà demandé comment quelqu'un a pu créer le microscope au Moyen Âge pour devenir l'appareil raffiné que nous connaissons aujourd'hui ? L'ingéniosité de l'être humain a toujours été surprenante ainsi que l'espoir qui le renforce malgré les mauvaises expériences de la vie, voyons donc comment cette invention a été possible.

Un microscope est un instrument optique utilisé pour observer de très petits objets, normalement imperceptibles à l'œil nu, par conséquent, son objectif principal est d'agrandir les objets, en agrandissant suffisamment l'image pour pouvoir mieux l'observer.

La microscopie et son histoire ont commencé au XIe siècle par les Arabes, avec l'utilisation émergente de lentilles plan-convexes pour agrandir les manuscrits. Pour réaliser l'avancement et la production d'instruments capables d'un grand grossissement, au fil des ans, les idées et les conceptions de nombreux scientifiques et universitaires ont été nécessaires. Au 13ème siècle, Salvino D'Armato a inventé l'oculaire portable qui permettrait à l'utilisateur de mieux voir, découvrant que des morceaux de verre convexes permettaient d'agrandir ce qui était vu.

Pendant des millénaires, la plus petite chose que les humains pouvaient voir était la taille d'un cheveu humain jusqu'à ce qu'au 16ème siècle (vers 1590), le microscope soit inventé et que nous commencions à voir un nouveau monde de micro-organismes dans l'eau, dans les aliments et sur notre propre peau. Cependant, les objets grossissants avec deux lentilles de verre superposées ne sont pas originaires du Moyen Âge où les lentilles et les miroirs étaient déjà utilisés, mais sont crédités de la création à la fois du fabricant de lunettes néerlandais Hans Janssen et de son fils Zacharias, grâce aux lettres du diplomate néerlandais William Boreel, bien qu'il ne soit pas clair qu'ils étaient les vrais créateurs ou s'il s'agissait de l'opticien Hans Lippershey.

Les premiers microscopes

Les premiers microscopes de Janssen étaient composés, c'est-à-dire qu'ils occupent au moins deux lentilles : la lentille de l'objectif est placée près de l'objet et produit une image qui est capturée et agrandie par l'oculaire, la deuxième lentille. De plus, on sait qu'il était si ingénieux qu'ils ont même installé des tubes coulissants pour différents objectifs et avaient un grossissement qui pouvait être ajusté entre trois et neuf fois la taille réelle.

Galileo Galilei a rapidement amélioré la conception du microscope composé en 1609. Il a fabriqué un microscope en transformant l'un de ses télescopes, ayant une lentille divergente comme oculaire et une lentille convergente comme objectif. Plus tard, le scientifique anglais Robert Hooke a également amélioré le microscope et exploré divers types de structure. De cette façon, les premiers microscopes composés ont fourni un grossissement plus important que les microscopes à lentille unique ; cependant, ils ont également déformé davantage l'image.

C'est jusqu'en 1670 que le scientifique hollandais Antoine van Leeuwenhoek a conçu des microscopes à lentille unique de grande puissance (ils pouvaient grossir plus de 200 fois plus que la taille réelle), avec lesquels il fut le premier à décrire le sperme de les chiens et les humains, bien qu'il ait également étudié les levures, les globules rouges, les bactéries buccales et les protozoaires. Ces microscopes à lentille unique ont continué à être populaires jusque dans les années 1830, avec des améliorations. Les autres scientifiques développaient également de nouvelles façons de préparer et de contraster leurs spécimens.

Avancées de la modernité

Au début du XIXe siècle, Joseph von Fraunhofer a pu réduire davantage les aberrations d'image en améliorant considérablement la qualité du verre utilisé pour l'optique des microscopes. En 1873, Ernst Abbe a fourni la base scientifique pour produire de puissants microscopes en série car, avant cela, les lentilles étaient toujours fabriquées par essais et erreurs, plutôt que par un calcul exact au moyen de l'optique.Quelques années plus tard seulement, August Koehler développa « l'éclairage Koehler », qui standardisa l'éclairage du microscope et reste une procédure d'éclairage généralement acceptée à ce jour. En 1882, le médecin allemand Robert Koch a présenté sa découverte du bacille responsable de la tuberculose, passant de l'utilisation leur technique de coloration pour isoler les bactéries responsables du choléra, et de cette façon ils ont continué à améliorer les microscopes jusqu'à ce qu'ils aient approché une limite au début du 20ème siècle parce qu'un microscope traditionnel (lumière) ne pouvait pas montrer des objets plus petits que la longueur d'onde de lumière visible.

À l'approche de la première moitié du 20e siècle, de nombreuses découvertes ont jeté les bases des techniques modernes de microscopie. C'est en 1931 que les scientifiques allemands Ernst Ruska et Max Knoll ont surmonté cette barrière théorique avec le microscope électronique. Georges Nomarski a inventé une autre technique de contraste microscopique appelée contraste interférentiel différentiel qui, comme le contraste de phase, est encore largement utilisée aujourd'hui. Enfin, en 1990, Stefan Hell, qui a développé des techniques de fluorescence à super-résolution, a introduit la dernière avancée révolutionnaire en microscopie optique qui a permis de résoudre des structures aussi petites que quelques nanomètres, recevant ainsi le prix Nobel de chimie 2014 avec Eric Betzig. et William. Moerner pour le développement de la microscopie à fluorescence super-résolue.

Les microscopes aujourd'hui

Aujourd'hui, les laboratoires peuvent utiliser des étiquettes fluorescentes ou des filtres polarisés pour visualiser des échantillons, ou utiliser des ordinateurs pour capturer et analyser des images qui ne seraient pas visibles à l'œil humain. Il existe des microscopes réfléchissants, des microscopes à contraste de phase, des microscopes confocaux et même des microscopes ultraviolets. Les microscopes modernes peuvent même imager un seul atome.

Les microscopes sont désormais engagés quotidiennement dans l'observation des bactéries, des microbes, ainsi que dans le développement de nouveaux produits chimiques et médicaments pour lutter contre les maladies. Il est important de mentionner que maintenant les microscopes courants permettent d'observer clairement des objets jusqu'à un micromètre (0,000001 mètres) et les plus puissants permettent jusqu'à des nanomètres. Êtes-vous intéressé à en savoir plus? C'est parfait! Peut-être que vous finissez par aimer la nanotechnologie plus que vous ne le pensez.

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