Microscopen staan als een ongelooflijk belangrijke wetenschappelijke ontwikkeling, omdat hun uitvinding het veld van de microbiologie helemaal heeft geopend. Hoewel moderne microscopen afbeeldingen veel verder kunnen verbeteren dan hun eerdere tegenhangers, hebben ze ook verschillende niveaus van technologische verfijning en worden ze op verschillende gebieden gebruikt. Microscooptypen kunnen worden onderverdeeld in drie hoofdcategorieën: optische, elektronen- en scanningsondemicroscopen. Het vroegst bekende idee van een microscoop dateert uit het 13e-eeuwse Engeland, maar historici schrijven de uitvinding van de eerste echte toe microscoop, die in de optische categorie viel, aan drie Nederlandse brillenmakers, vader en zoon Hans en Zacharias Jansen, en collega Hans Lippershey. De meeste van deze uitvindingen kunnen vallen in de drie grotere categorieën die eerder zijn genoemd, maar er zijn uitzonderingen, zoals de röntgenmicroscoop en de ultrasone microscoop.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Wetenschappers gebruiken drie soorten microscopen, elk met hun eigen doeleinden: optische, elektronen- en scanningsonde.
Optische microscopen: een primeur
De vroegste en eenvoudigste microscoop gebruikte een enkelvoudige convexe lens om een beeld te vergroten dat onder zijn focus was geplaatst. In de loop der jaren voegden wetenschappers meer lenzen toe, waardoor samengestelde microscopen ontstonden met een steeds krachtigere vergroting. Samengestelde microscopen kunnen objecten zo klein als 0,2 nanometer zichtbaar maken voor het menselijk oog. Verdere ontwikkelingen hebben ertoe bijgedragen dat dit relatief eenvoudige stukje technologie een effectief hulpmiddel is geworden, zoals de toevoeging van een lamp achter de het onderwerp van de microscoop (ervan uitgaande dat het enigszins transparant is), of het gebruik van verschillende strategische lichtkenmerken om verschillende soorten beter te belichten onderwerpen; sommige lampen zijn bijvoorbeeld beter in het verlichten van kristallen. Optische microscopen kunnen hoge vergrotingsniveaus bieden, maar met een lage resolutie, en ze zijn het meest voorkomende type microscoop.
Elektronenmicroscopen schieten kleine deeltjes
Elektronenmicroscopen schieten elektronenbundels op hun onderwerp, dat in een luchtloze, vacuümverzegelde buis wordt gehouden. Wetenschappers gebruiken deze microscopen vaak om cellen te bestuderen. In het geval van transmissie-elektronenmicroscopen schieten de elektronen door een dunne en gedehydrateerde onderwerp, een film raken die achter het onderwerp is geplaatst, een beeld vormen dat de innerlijke structuren van een cel. Scanning-elektronenmicroscopen schieten een bundel elektronen over het oppervlak van een onderwerp, waardoor een driedimensionaal beeld ontstaat. Deze microscopen hebben een vergroting van maximaal een miljoen keer wat een menselijk oog kan zien met een duidelijke resolutie.
Scannen van sondemicroscopen Gebruik een zeer fijne punt
Deze microscoop laat een sonde, waarvan de metalen punt zo klein kan zijn als een atoom, over een microscopisch oppervlak lopen. De sonde kan een aantal dingen meten terwijl hij over het onderwerp rolt, van fysieke diepte tot elektronische en magnetische krachten. Deze microscopen kunnen ongelooflijk krachtig zijn en kunnen onderwerpen oplossen die kleiner zijn dan een nanometer; de resulterende afbeeldingen hebben echter geen kleur omdat de sonde andere dingen meet dan zichtbaar licht. Deze technologie vond zijn begin in 1981, in een eerdere iteratie genaamd de scanning tunneling microscoop.