Histoire du microscope

Les microscopes existent depuis des siècles. Les philosophes romains l’avaient mentionné dans leurs œuvres. Cependant, le premier microscope à proprement parlé n’a été inventé que dans les années 1300. Deux lentilles ont été placées sur les côtés opposés d’un tube. Ce tube de puissance grossissante était la base de notre microscope moderne.

Histoire du microscope - microscope ancien

Le meulage du verre utilisé pour fabriquer des loupes et des lunettes était monnaie courante au début du XIIIe siècle. Au XVIe siècle, plusieurs fabricants de lentilles néerlandais ont créé des instruments qui agrandissaient les objets. Cependant, vers 1609, Galileo Galilei a perfectionné le premier microscope.

Les fabricants néerlandais de lunettes optiques Zaccharias Janssen et Hans Lipperhey sont connus comme les premiers à avoir eu l’idée du microscope optique.

En plaçant différents types et tailles de lentilles sur des tubes opposés, ils ont découvert que de minuscules objets étaient dilatés.

Au XVIe siècle, Antoni van Leeuwenhoek a commencé à polir et à meuler des lentilles après avoir découvert que certains types de lentilles pouvaient augmenter considérablement la taille d’une image.

Les lentilles en verre qu’il a inventées pouvaient grossir plusieurs fois la taille d’un objet. La qualité de l’objectif lui a permis, pour la première fois de l’histoire, d’observer les différents animaux et bactéries microscopiques ainsi que les détails fins des objets du quotidien.

Leeuwenhoek est considéré comme le pionnier du domaine de la microscopie. Il a joué un rôle important dans la création de la théorie cellulaire.

Lentille achromatique

Le microscope a été utilisé pendant plus de 100 ans avant que la prochaine avancée majeure ne soit réalisée. L’utilisation des premiers microscopes était difficile. La lumière réfléchie lors du passage à travers les lentilles changeait la perception à l’image. L’invention de la lentille achromatique est venue améliorer considérablement la qualité des observations.

La lentille achromatique a été inventée pour les lunettes, par Chester Moore Hall en 1729. La qualité des microscopes s’est alors améliorée. Avec ces lentilles, la qualité visuelle en utilisant le microscope est très supérieure.

Améliorations mécaniques

Entre le 19ème siècle et le 18ème, de nombreux changements ont été apportés à la conception du boîtier ainsi qu’à la technologie utilisée pour le fabriquer.

Les microscopes étaient plus petits et plus stables. Les améliorations de l’objectif ont aidé à résoudre plusieurs problèmes optiques qui prévalaient lors de l’utilisation d’une version antérieure.

L’histoire du microscope s’élargit et s’étend à partir de ce point en réunissant des personnes du monde entier travaillant sur des améliorations et des technologies de lentilles similaires en même temps.

August Kohler est crédité de l’idée de fournir un éclairage uniforme pour les microscopes permettant de photographier les sujets. Ernst Leitz a conçu un moyen de permettre divers grossissements avec un microscope en plaçant plusieurs lentilles sur une tourelle rotative mobile à l’autre extrémité du tube.

Pour chercher un moyen de voir plus de couleurs dans le spectre lumineux, Ernst Abbe a conçu un microscope qui, en quelques années seulement, fournirait à Zeiss l’équipement nécessaire pour construire un microscope à focalisation ultraviolette.

Technologie moderne améliorant la microscopie

Le développement du microscope a permis aux chercheurs et aux scientifiques d’étudier les créatures microscopiques qui peuplent le monde qui les entoure.

Pour en savoir plus sur le développement du microscope, il est essentiel de savoir qu’avant la découverte de ces créatures microscopiques, on pensait que les raisons des maladies étaient connues mais elles n’étaient pas entièrement comprises.

Le microscope a permis aux humains d’échapper aux « choses qui n’étaient pas visibles » et les agents pathogènes ont été identifiés et, à terme, éliminés.

Charles Spencer a démontré que la lumière modifiait la façon dont les images étaient perçues. Il a fallu plus de 100 ans pour créer le premier microscope fonctionnant sans lumière. Les premiers microscopes électroniques ont été créés vers 1930 par Max Knoll et Ernst Ruska.

Les microscopes électroniques sont capables de fournir des images des plus petites particules, mais ils ne sont pas capables d’étudier les êtres vivants. La résolution et le grossissement sont incomparables à ceux d’un microscope optique. Pour étudier des spécimens vivants, vous aurez surtout besoin d’un microscope ordinaire.

La microscopie à sonde à balayage permet l’examen d’échantillons au niveau atomique. Cela a été introduit pour la première fois avec l’invention du microscope à effet tunnel vers 1981 par Gerd Bennig et Heinrich Rohrer.

Plus tard, Bennig et ses collègues ont pu aller plus loin pour développer un microscope à force atomique qui a amené la recherche sur les nanoparticules. Les microscopes existent depuis de nombreux siècles et la conception initiale de Leeuwenhoek n’a pas changé depuis les années 1600.

Chronologie du microscope du XIIIe siècle à nos jours

Un microscope est un instrument optique utilisé pour observer de minuscules objets. Ainsi, le but des microscopes est de grossir un objet et de rendre l’image suffisamment grande pour permettre une perspective encore meilleure. La chronologie de l’histoire remonte au premier et au troisième siècle, lorsque les Romains antiques ainsi que les Égyptiens étudiaient et développaient le verre.

Bien qu’ils n’aient pas créé de microscopes comme nous les voyons, ils ont étudié la manière dont différents types de verre impactaient les objets pour qu’ils paraissent plus grands et leur capacité à détourner ou guider la lumière. Par exemple Claudius Ptolemy a publié un article décrivant comment les bâtons semblaient être pliés lorsqu’ils étaient placés dans un lac d’eau. Cela l’a amené à déterminer l’angle de réfraction. C’est là qu’il devient clair que la curiosité pour les diverses propriétés du verre a commencé.

Voici l’histoire du microscope siècles par siècles :

13ème siècle

Au 13ème siècle (1284) Salvino D’Armato degli Armati de Florence (Italie) a créé la lunette portable qui grossit les objets, ce qui permettait à l’utilisateur de voir plus clairement. Grâce à une étude, Salvino a découvert que des morceaux de verre convexes étaient capables de magnifier l’apparence d’objets agrandis. Cela lui a permis de concevoir les lunettes.

16ème siècle

Le développement de ce qui est considéré comme « le premier microscope composé » est attribuable à deux fabricants de lunettes néerlandais, Zacharias Jansen et Hans Jansen, son père. Après avoir mené des expériences avec des lentilles, Jensen a pu créer le premier microscope composé de 3 tubes de tirage ainsi que d’une lentille (oculaire bi-convexe et objectif plan-convexe) placées aux deux extrémités.

En ajustant (par le déplacement) à travers le tube, Jansen pouvait ajuster la mise au point du microscope. Même si les images n’étaient pas claires, il a permis d’agrandir les images de 9x lorsqu’il était étendu et de 3x lorsqu’il était replié.

17ème siècle

  • Galilée (1609)

En 1609, lorsqu’il tentait de construire un télescope, Galileo Galilei utilisa des lentilles à focale plus courte pour transformer son télescope en un microscope capable d’augmenter la taille des petits objets. Le microscope était équipé de deux lentilles. Il s’agissait d’un objectif avec une lentille bi-convexe ainsi qu’une lentille bi-concave.

Bien que Galileo ait également inventé un microscope en 1624, qui utilisait trois lentilles biconvexes, il n’était pas en mesure de fournir un grossissement supérieur à celui du modèle antérieur qu’il avait inventé. Le microscope Galileo avait l’équivalent d’un grossissement de 30x.

Le terme « microscope » pour désigner le composé optique de Galilée a été inventé par Giovanni Faber en 1625.

  • Robert Hooke (1665)

C’est en 1665 que Robert Hooke, philosophe naturel et physicien anglais, publie sa « Micrographia ». Il y note les résultats de ses observations faites au microscope. Utilisant un microscope primitif, Hooke a pu obeservé une variété de choses et surtout des insectes, par exemple des puces.

Dans ce cas, il a pu voir de petites écailles sur le liège (que Hooke a décrit). Mais ce que Hooke ne savait pas pour le moment, c’est qu’il venait de découvrir des cellules végétales. Le microscope de Hooke était une lentille éclairée par des bougies. Jetez un œil aux théories cellulaires qu’il a proposées.

  • Anton Van Leeuwenhoek (1674)

À la fin des années 1670, Leeuwenhoek était un commerçant et scientifique néerlandais, il a utilisé son expertise en tant que rectifieur de lentilles pour créer un microscope capable d’un plus grand grossissement. Le microscope qu’il a conçu était minuscule (environ 5cm de long et 3 cm de large). Le microscope était composé de deux plaques de métal qui étaient rivetées ensemble, avec de minuscules lentilles biconvexes entre elles. Ce microscope était capable d’offrir des grossissements allant de 70x à 270x.

L’objectif de Leeuwenhoek était de qualité supérieure par rapport aux autres objectifs de la même période, avec un rayon de courbure d’environ 0,75 millimètre. Ce microscope pouvait être utilisé pour regarder les bactéries.

19ème siècle

  • Joseph Jackson Lister (1826)

C’était en 1826. Joseph Jackson Lister, marchand de vin et scientifique anglais, réussit à développer une lentille achromatique, qui éliminait l’effet de l’aberration sphérique. Dans ce cas, Lister a utilisé plusieurs lentilles en conjonction, ce qui a entraîné un grossissement élevé mais des images floues. Ce fut une avancée importante en microscopie et a fait des microscopes un outil essentiel pour la recherche médicale.

  • Ernst Abbe (1874)

En 1874, Ernst Abbe a proposé la résolution théorique du microscope optique. En effet, Abbe a créé une équation corrélant le pouvoir de résolution avec la longueur d’onde de la lumière, permettant de déterminer la résolution théorique du microscope.

20ième siècle

Le 20ème siècle a vu plus de développements dans le domaine de la microscopie avec la création de diverses techniques de microscopie qui deviennent de plus en plus importantes de nos jours. Ceci comprend :

  • Le microscope électronique à transmission (1931) – Il a été créé et construit par Ernst Ruska et Max Knoll selon les conceptions de Leo Szilard. Le microscope était alimenté par des électrons plutôt que par la lumière.
  • Microscope à contraste de phase (1932) – Un microscope à contraste de phase conçu dans le laboratoire de Frits Zernike, en 1932 afin d’imager des spécimens transparents. L’imagerie des spécimens à l’aide de ce microscope sans coloration est réalisée par interférence plutôt que par absorption de la lumière.
  • Microscope électronique à balayage (1942) – Il a été créé par Ernst Ruska et fonctionnait en transmettant des électrons sur la surface de l’échantillon.
  • Principe d’imagerie confocale (1957) – Cette méthode a été inventée par Marvin Minsky. Il utilise des lasers pour offrir la même résolution mais avec une légère amélioration par rapport aux microscopes qui utilisent la lumière. Avec cette méthode, il est plus simple de visualiser des tranches dans un échantillon épais.
  • Premier scanner CAT (1972) – La technologie a été inventée en 1972 par Godfrey Hounsfield et Allan Cormack et implique la fusion de plusieurs images de rayons X (avec l’aide d’ordinateurs) pour aider à produire des vues en coupe et des images 3D.
  • Modèles de rétrodiffusion d’électrons observés (1973) – Développée par John Venables et CJ Harland en 1973, cette technique peut être utilisée pour donner des données microstructurales précises sur des matériaux tels que les minéraux, les métaux et la céramique par exemple.
  • Microscope confocal à balayage laser (1978) – Développé par Thomas et Christoph Cremer, le microscope confocal à balayage laser permet de balayer des objets avec un faisceau laser.
  • Microscope à effet tunnel (1981) – En 1981, Gerd Binnig et Heinrich Rohrer ont créé cette méthode qui est utilisée pour mesurer les interactions entre les atomes.
  • Protéine fluorescente verte (1992) – Elle a été découverte en 1992. La protéine fluorescente verte a été découverte pour la première fois en 1962, par Osamu Shimomura, Frank Johnson et Yo Saiga. Elle a ensuite été répliquée en 1992 et ses dérivés utilisés pour la microscopie à fluorescence.

Voir : Microscope optique Loupe binoculaireTechniques de microscopie

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