Une brève histoire du microscope

Au cours de cette période historique connue sous le nom de Renaissance, après le "sombre" Moyen Âge, il y a eu les inventions de impression, poudre à canon et le marin boussole, suivi de la découverte de l'Amérique. Tout aussi remarquable a été l'invention du microscope optique: un instrument qui permet à l'œil humain, au moyen d'une lentille ou de combinaisons de lentilles, d'observer des images agrandies de minuscules objets. Il a rendu visibles les détails fascinants des mondes dans les mondes.

Bien avant, dans le passé flou non enregistré, quelqu'un a ramassé un morceau de cristal transparent plus épais au milieu que sur les bords, l'a regardé et a découvert que cela agrandissait les choses. Quelqu'un a également découvert qu'un tel cristal concentrerait les rayons du soleil et mettrait le feu à un morceau de parchemin ou de tissu. Les loupes et "verres brûlants" ou "loupes" sont mentionnés dans les écrits de Sénèque et Pline l'Ancien, philosophes romains du premier siècle A. D., mais apparemment, ils n'ont pas été beaucoup utilisés jusqu'à l'invention de

Le premier microscope simple était simplement un tube avec une plaque pour l'objet à une extrémité et, à l'autre, une lentille qui donnait un grossissement inférieur à dix diamètres - dix fois la taille réelle. Ces émerveillements généraux excités lorsqu'ils étaient utilisés pour voir des puces ou de minuscules choses rampantes et ont donc été surnommés "verres à puces".

Vers 1590, deux fabricants hollandais de lunettes, Zaccharias Janssen et son fils Hans, en expérimentant avec plusieurs lentilles dans un tube, ont découvert que les objets proches semblaient considérablement agrandis. Ce fut le précurseur du microscope composé et du télescope. En 1609, Galileo, père de la physique et de l'astronomie modernes, a entendu parler de ces premières expériences, élaboré les principes des lentilles et fabriqué un bien meilleur instrument avec un dispositif de focalisation.

Le père de la microscopie, Anton van Leeuwenhoek de Hollande, a commencé comme apprenti dans un magasin de produits secs où des loupes étaient utilisées pour compter les fils dans le tissu. Il s'est enseigné de nouvelles méthodes pour meuler et polir de minuscules lentilles de grande courbure qui ont donné des grossissements jusqu'à 270 diamètres, les plus fins connus à l'époque. Cela a conduit à la construction de ses microscopes et aux découvertes biologiques pour lesquelles il est célèbre. Il fut le premier à voir et à décrire des bactéries, des levures, la vie grouillante d'une goutte d'eau et la circulation des globules sanguins dans les capillaires. Pendant une longue vie, il a utilisé ses lentilles pour faire des études pionnières sur une extraordinaire variété de choses, à la fois vivantes et non vivant et a rendu compte de ses conclusions dans plus d'une centaine de lettres à la Royal Society of England et à l'Académie française.

Robert hooke, le père anglais de la microscopie, a confirmé à nouveau les découvertes d'Anton van Leeuwenhoek sur l'existence de minuscules organismes vivants dans une goutte d'eau. Hooke a fait une copie du microscope optique de Leeuwenhoek, puis amélioré sa conception.

Plus tard, peu d'améliorations majeures ont été apportées jusqu'au milieu du XIXe siècle. Ensuite, plusieurs pays européens ont commencé à fabriquer du matériel optique fin mais pas plus fin que les merveilleux instruments construits par l'américain Charles A. Spencer et l'industrie qu'il a fondée. Les instruments actuels, peu modifiés, donnent des grossissements allant jusqu'à 1250 diamètres avec la lumière ordinaire et jusqu'à 5000 avec la lumière bleue.

Un microscope optique, même avec des lentilles parfaites et un éclairage parfait, ne peut tout simplement pas être utilisé pour distinguer des objets plus petits que la moitié de la longueur d'onde de la lumière. La lumière blanche a une longueur d'onde moyenne de 0,55 micromètre, dont la moitié est de 0,275 micromètre. (Un micromètre est un millième de millimètre et il y a environ 25 000 micromètres par pouce. Les micromètres sont également appelés microns.) Deux lignes plus proches que 0,275 micromètre seront considérées comme une seule ligne, et tout objet d'un diamètre inférieur à 0,275 micromètre sera invisible ou, au mieux, apparaîtra comme un brouiller. Pour voir de minuscules particules au microscope, les scientifiques doivent contourner complètement la lumière et utiliser un autre type d '«éclairage», dont la longueur d'onde est plus courte.

L'introduction du microscope électronique dans les années 1930 a rempli la facture. Co-inventé par les Allemands, Max Knoll et Ernst Ruska en 1931, Ernst Ruska a reçu la moitié du prix Nobel de physique en 1986 pour son invention. (L'autre moitié du prix Nobel a été divisé entre Heinrich Rohrer et Gerd Binnig pour la STM.)

Dans ce type de microscope, les électrons sont accélérés dans le vide jusqu'à ce que leur longueur d'onde soit extrêmement courte, seulement cent millième celle de la lumière blanche. Les faisceaux de ces électrons se déplaçant rapidement sont focalisés sur un échantillon de cellule et sont absorbés ou diffusés par les parties de la cellule de manière à former une image sur une plaque photographique sensible aux électrons.

Poussés à leur limite, les microscopes électroniques peuvent permettre de voir des objets aussi petits que le diamètre d'un atome. La plupart des microscopes électroniques utilisés pour étudier le matériel biologique peuvent "voir" jusqu'à environ 10 angströms - un exploit incroyable, pour bien que cela ne rende pas les atomes visibles, cela permet aux chercheurs de distinguer des molécules individuelles de importance. En effet, il peut agrandir des objets jusqu'à 1 million de fois. Néanmoins, tous les microscopes électroniques souffrent d'un sérieux inconvénient. Puisqu'aucun spécimen vivant ne peut survivre sous leur vide poussé, ils ne peuvent pas montrer les mouvements en constante évolution qui caractérisent une cellule vivante.

À l'aide d'un instrument de la taille de sa paume, Anton van Leeuwenhoek a pu étudier les mouvements d'organismes unicellulaires. Les descendants modernes du microscope optique de van Leeuwenhoek peuvent mesurer plus de 6 pieds de haut, mais ils restent indispensables aux biologistes cellulaires parce que, contrairement aux microscopes électroniques, les microscopes optiques permettent à l’utilisateur de action. Le principal défi pour les microscopistes optiques depuis l'époque de van Leeuwenhoek a été d'améliorer le contraste entre les cellules pâles et leur environnement plus pâle afin que les structures et les mouvements cellulaires soient plus visibles facilement. Pour ce faire, ils ont conçu des stratégies ingénieuses impliquant des caméras vidéo, la lumière polarisée, la numérisation ordinateurs et autres techniques qui apportent de vastes améliorations, en revanche, alimentent une renaissance dans la lumière microscopie.