I microscopi rappresentano uno sviluppo scientifico incredibilmente importante, poiché la loro invenzione ha aperto del tutto il campo della microbiologia. Mentre i microscopi moderni possono migliorare le immagini ben oltre le loro controparti precedenti, hanno anche diversi livelli di sofisticatezza tecnologica e trovano impiego in diversi campi. I tipi di microscopi possono essere suddivisi in tre categorie principali: microscopi ottici, elettronici e a scansione di sonda. La prima idea conosciuta di un microscopio risale all'Inghilterra del XIII secolo, ma gli storici attribuiscono l'invenzione del primo vero e proprio microscopio, che rientrava nella categoria ottica, a tre occhialisti olandesi, padre e figlio Hans e Zacharias Jansen, e al collega Hans Lippershey. La maggior parte di queste invenzioni può rientrare nelle tre categorie più grandi menzionate in precedenza, ma ci sono eccezioni, come il microscopio a raggi X e il microscopio a ultrasuoni.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Gli scienziati utilizzano tre tipi di microscopi, ciascuno con i propri scopi: ottico, elettronico e sonda a scansione.
Microscopi ottici: il primo
Il primo e più semplice microscopio utilizzava una singola lente convessa per ingrandire un'immagine posta sotto il suo fuoco. Nel corso degli anni, gli scienziati hanno aggiunto più lenti, creando microscopi composti con ingrandimenti sempre più potenti. I microscopi composti possono rendere visibili all'occhio umano oggetti piccoli fino a 0,2 nanometri. Ulteriori sviluppi hanno contribuito a rendere questo pezzo di tecnologia relativamente semplice uno strumento efficace, come l'aggiunta di una luce posizionata dietro il soggetto del microscopio (supponendo che sia in qualche modo trasparente), o l'uso di diverse caratteristiche di luce strategica per illuminare meglio i diversi soggetti; alcune luci sono migliori per illuminare i cristalli, per esempio. I microscopi ottici possono fornire alti livelli di ingrandimento, ma con bassa risoluzione, e sono il tipo di microscopio più diffuso.
I microscopi elettronici sparano piccole particelle
I microscopi elettronici sparano fasci di elettroni al loro soggetto, che è contenuto in un tubo senz'aria e sigillato sotto vuoto. Gli scienziati usano spesso questi microscopi per studiare le cellule. Nel caso dei microscopi elettronici a trasmissione, gli elettroni sparano attraverso un sottile e disidratato soggetto, colpendo una pellicola posta dietro il soggetto, formando un'immagine che include le strutture interne di una cellula. I microscopi elettronici a scansione sparano un fascio di elettroni sulla superficie di un soggetto, creando un'immagine tridimensionale. Questi microscopi hanno un ingrandimento fino a un milione di volte quello che un occhio umano può vedere con una risoluzione chiara.
I microscopi a scansione di sonda utilizzano una punta molto fine
Questo microscopio fa scorrere una sonda, la cui punta metallica può essere piccola quanto un atomo, su una superficie microscopica. La sonda può misurare una serie di cose mentre passa sul soggetto, dalla profondità fisica alle forze elettroniche e magnetiche. Questi microscopi possono essere incredibilmente potenti e possono risolvere soggetti più piccoli di un nanometro; tuttavia, le immagini risultanti non hanno colore perché la sonda misura cose diverse dalla luce visibile. Questa tecnologia ha trovato il suo inizio nel 1981, in una precedente iterazione chiamata microscopio a scansione a effetto tunnel.