Historia del microscopio 🔬 Inventor, Origen y Evolución

¿Conoces la historia del microscopio? Un aparato que nos permite ver objetos de dimensiones tan pequeñas que a simple vista pasarían desapercibidos. Esto lo conseguimos gracias a lentes de determinadas formas, que distorsionan la imagen y la hacen más grande del tamaño original. En CurioSfera.com te explicamos su origen, también quién es su inventor y cómo ha sido su evolución.

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Índice de contenidos

🔬 Quién inventó el microscopio

El inventor del microscopio es Zacharias Janssen en el año 1590. Este fabricante de lentes holandés hizo junto a su padre algunas observaciones agrupando diferentes lentes.

cuándo se inventó el microscopio
Izquierda: Zacarías Janssen. Derecha: Hans Lippershey. Considerados los inventores del microscopio.

En el fondo, un microscopio no es más que una lupa muy sofisticada. Por eso se hace difícil afirmar con exactitud quién y cuándo se inventó el primer microscopio. Simplemente vamos encontrando lentes cada vez más potentes que permiten observar cosas que antes nadie podía observar antes.

El óptico holandés Zacarías Janssen junto a su padre, Hans Lippershey, inventa el microscopio a finales del siglo XVI. Otra versión considera que fue Galileo quien lo inventó en 1629 y fue el primero en utilizar esta palabra.

Pero lo que fue las primeras observaciones claramente microscópicas con unos aparatos que se fabricaba él mismo (el microscopio simple) fue otro holandés, Antonie van Leeuwenhoek.

Leeuwenhoek describió que veía una gran variedad de organismos extraños en el agua, los fluidos corporales, el suelo y, en general, partes donde dirige su aparato. Aquel microscopio primitivo no tiene nada que ver con los microscopios actuales, pero abrió las puertas a todo un mundo y rompió algunas teorías existentes entonces.

Por ejemplo, en aquel tiempo se consideraba que la vida podía salir por generación espontánea. Allí donde no había nada, repentinamente podían aparecer insectos y pequeños organismos, aparentemente surgidos de la nada.

Pero las observaciones de Leeuwenhoek mostraron que, donde se pensaba que no había nada, en realidad sí había huevos y larvas de animales. La vida ya estaba ahí, simplemente era demasiado pequeña para poder verla.

↗️  Evolución del microscopio

En el siglo XVII la tecnología para fabricar lentes estaba mejorando mucho y Galileo Galilei fue de los primeros que tenemos constancia que usó un aparato para observar insectos y verlos en tamaño superior.

tipos de microscopio

Los microscopios despertaron un interés enorme en la comunidad científica. Como si hubieran descubierto un nuevo continente, había que explorar todo un universo en miniatura. Podíamos examinar nuestro propio cuerpo y ver con detalle cómo estábamos hechos.

Poco antes, a finales del siglo XVII, Robert Hooke había observado que el corcho estaba hecho de pequeñas cavidades huecas en forma de celdas, y las llamó células. Años después se pudieron observar células vivas, lo que nos permitió comprender cómo estaba organizada la vida.

También se vieron pronto los microbios. Las primeras bacterias parece que los describió el mismo Leeuwenhoek mirando restos de sarro de sus propios dientes. Vio los glóbulos rojos y los espermatozoides. De hecho, la mayoría de los descubrimientos iniciales los hizo él simplemente porque mantuvo en secreto la manera de fabricar sus aparatos.

primer microscopio de la historia

El microscopio tuvo aplicaciones evidentes en la medicina, pero también en muchos otros campos. Cuando se vio que al agua vivían infinidad de criaturas microscópicas, fue evidente que algunas podían ser malas para la salud. Purificar el agua podía significar matar o eliminar todos aquellos microorganismos.

Con el tiempo se fue desarrollando la tecnología para hacer microscopios más y más potentes. El mundo del extraordinariamente pequeño fue revelando sus secretos y eso nos permitió comprender cómo se comportaban las cosas a un tamaño mayor.

Los primeros microscopios eran ópticos, funcionaban con luz, pero a la larga se utilizaron otras radiaciones. El microscopio electrónico permitió aumentos mucho más considerables.

Entonces ya no mirábamos las células, sino que observábamos el interior de las células. Y finalmente se fabricaron aparatos basados ​​en principios completamente diferentes, como el microscopio de efecto túnel, que revelaba directamente los átomos.

Ahora ya no podemos ir mucho más lejos, pero las mejoras siguen. Quizás no podemos mirar cosas más pequeñas, pero las podemos mirar con mucha más calidad. Por ello, una de las cosas más bellas de la ciencia son las visiones que nos ofrecen los microscopios de lo que nos rodea y que simplemente no vemos.

Microscopio óptico

Aparte del inventor del microscopio óptico (Zacarías Janssen) la persona que más lo evolucionó fue el también holandés Antoine Van Leeuwenhoek (1632- 1723). Se construía las lentes él mismo y se considera el fundador de la bacteriología, fue el primero en observar protozoos, espermatozoides, estrías musculares y bacterias bucales.

¿Cuándo se inventó el microscopio de Leeuwenhoek?Al mismo tiempo, en Italia, el anatomista y biólogo Marcello Malpighi es el primero en observar la circulación sanguínea en 1660 con este tipo de microscopio.

Más o menos por la misma época, el inglés Robert Hooke observa una especie de compartimentos vacíos en un trozo de corcho y decide denominarlos células.

Los microscopios ópticos de entonces apenas sobrepasaban los 200 aumentos. Y no fue hasta 1877, gracias al físico alemán Ernst Abbe, que trabajaba para Cari Zeiss y que sustituye el agua vehicular por aceite de cedro. Se consiguen 2.000 aumentos, que es el máximo alcanzado en un microscopio óptico.

Microscopio electrónico

Según la ley de Abbe, no es posible distinguir dos objetos separados por una distancia inferior a la mitad de la longitud de onda de la luz que los ilumina. En 1892 se descubrieron los rayos X, que al poseer una longitud de onda muy inferior a la de la luz habrían podido ser un medio para superar las frontera de la microscopía óptica. En aquellas fechas, sin embargo, los medios técnicos de que disponía la óptica todavía no permitían lo­calizarlos.

Quien inventó el microscopio electrónico

hisotria Microscopio electrónicoEl primer microscopio electrónico lo diseñan los alemanes Ernst Ruska y Max Knoll entre 1925 y 1930, basándose en los estudios de De Broglie de las propiedades ondulatorias de los electrones, y son capaces de alcanzar hasta 500 000 aumentos.

El microscopio electrónico se basa sin embargo en una obser­vación realizada en 1873 por el alemán Emst Abbe. Ese año Abbe enunció la ley que lleva su nom­bre y que contenía el germen del microscopio electrónico al poner de manifiesto los límites de la mi­croscopía óptica.

Microscopio de efecto túnel

El microscopio de efecto túnel, que supone un avance considera­ble respecto al microscopio elec­trónico, se funda en el siguiente fenómeno: dos segmen­tos de cable eléctrico pueden conducir una corriente eléctrica si sus extremos están lo suficientemente juntos.

historia Microscopio de efecto túnel

Normalmente, la solución de continuidad que separa ambos segmentos impide que los electrones que han recorrido el pri­mer segmento continúen su reco­rrido en el segundo, por lo que dan marcha atrás.

La mecánica ondulatoria postula (y en este caso demuestra) que las partícu­las atómicas no pueden ser defi­nidas sólo como entidades inde­pendientes ya que también son ondas.

Si la distancia entre los dos segmentos es superior a cier­to valor calculable, la onda se desvanece. Si esta distancia se re­duce lo suficiente, la energía de la onda puede franquearla. Los elec­trones se comportan entonces como si hubieran excavado un túnel en el obstáculo que se opo­nía a su avance (de ahí su nombre de microscopio efecto túnel).

Quién inventó el microscopio de efecto túnel

En el año 1982, los suizos G. Binnig y H. Rohrer, del laboratorio de I.B.M., en Zúrich, inventaron un microscopio basado en la explotación del efecto túnel. Recibieron el premio Nobel por este invento en 1986.

Cómo funciona el microscopio efecto túnel

El principio de funcionamiento del microscopio de efecto túnel es muy sencillo: consiste en desplazar una aguja metálica muy fina, conductora de una corriente, muy cerca del objeto a estudiar.

Dado que la intensidad de la corriente transmitida al objeto está en fun­ción de la distancia (varía en razón exponencial de la distancia que separa los electrodos), au­mentará cuando la aguja pase sobre una protuberancia y dismi­nuirá cuando lo haga sobre un hueco.

Conociendo el índice de estas variaciones es posible esta­blecer de forma precisa las diferencias de nivel o el relieve del objeto a estudiar. La prensión ob­tenida es de 0,1 A en la vertical y de 1 A lateralmente, es decir, el ta­maño aproximado de un átomo.

Permite obtener por tanto una imagen de la superficie de un ob­jeto de categoría atómica, y no ya sólo submicroscópica, como suce­día con el microscopio electróni­co. De hecho, permite incluso contar uno a uno los átomos de una superficie determinada de germanio o de silicio, por ejem­plo.

Este instrumento ha demos­trado ser de una utilidad incom­parable para el estudio de las su perficies de materiales utilizados en electrónica, como el silicio, cuya capa libre se sabe que se re­organiza siguiendo un orden di­ferente al de las capas internas de este cristal. El microscopio de efecto túnel permite también des­cribir la forma y el tamaño de un virus o del ADN.

La realización de este instru­mento ha planteado problemas técnicos de muy alto nivel, parti­cularmente en lo relativo a la es­tabilidad de la punta electrodo (es de tungsteno y tiene un único átomo en su extremo), que debe permanecer fija a escasos ángstroms del objeto a estudiar, es decir, tiene que mantenerse total­mente aislada de cualquier vibración del entorno, incluidas las vibraciones del sonido.

El prototipo consiste en un microscopio de levitación magnética (suspendido por tanto por efecto magnético) y el desplazamiento de la aguja viene regulado por el factor de dilatación de ciertas cerámicas.

Microscopio de fuerza atómica

historia Microscopio de fuerza atómicaDerivado del microscopio de efecto túnel el mi­croscopio de fuerza atómica (AFM) está concebido partiendo del mismo principio, con la diferencia de que ya no es la corriente eléctrica (es decir, los electrones) lo que posibilita el reconocimiento de la superficie a explorar, sino la fuer­za de interacción atómica.

En efecto, si la punta de la aguja se encuentra encima de un átomo, experimenta la atracción de éste al producirse una interacción fuerte; pero si se encuentra situa­da entre dos átomos la interacción, y por tanto la atracción, son más débiles. Una palanca ultra­sensible permite medir la fuerza de atracción existente.

Quién inventó el microscopio de fuerza atómica

El mi­croscopio de fuerza atómica fue inventado en 1985 por el alemán Gerd Binnig y H. Rohrer, Christoph Gerber y el americano Calvin Quate, del laboratorio de IBM en Zúrich.

El microscopio de fuerza atómica presenta la ventaja respecto al anterior (efecto túnel) de que puede dar cuenta del estado de superficies no conductoras, como la de ciertos catalizadores. Es capaz de medir y manipular materia a nanoescalas

Ambos microscopios abren el camino para intervenciones in­dustriales que podrían limitarse ya a un pequeño número de áto­mos, incluso a un solo átomo.

Microscopio de positrones

historia Microscopio de positrones
Copo de nieve visto con 50.000 aumentos

Es una variante del microscopio de electrones que se fundamenta en el hecho de que los positrones, partículas simétri­cas de estos últimos y por lo tanto positivas, reaccionan con la materia de una forma diferente a los electrones y proporcionan, en consecuencia, una imagen del material estudiado diferente y complementaria de la obtenida con el microscopio electrónico.

Quién inventó el microscopio de positrones

El microscopio de positrones fue inven­tado en 1987 por James C. Van House y Arthur Rich, de la uni­versidad de Michigan. Utiliza los positrones producidos por isóto­pos como el sodio 22.

Sus inven­tores desarrollaron posterior­mente el microscopio de reemi­sión de positrones, que utiliza el efecto de absorción y de reemisión de una fracción de estas par­tículas.

⏳ Historia del microscopio resumen

Si lo que necesitas es conocer una breve historia del microscopio resumida, seguidamente te la exponemos en forma de cronología o timeline para que no te pierdas ningún hito histórico o acontecimiento importante de este invento:

historia del microscopio linea del tiempo

  • Año 1590: se cree que en Holanda, los fabricantes Zacharias Janssen y su padre Hans Lippershey inventan el microscopio. A él se le atribuye ser el descubridor del microscopio.
  • Año 1609: Galileo Galilei inventa un microscopio compuesto de una lente cóncava y una lente convexa.
  • Año 1612: Galileo presenta su invento al rey de Polonia.
  • Año 1619: Cornelius Drebbel, que había trabajado como alquimista jefe en la corte de Praga de Rodolfo II y ahora trabajaba para la British Royal Navy, presenta en Londres un microscopio formado por dos lentes convexas.
  • Año 1624: Galileo presenta su invento en la Academia de los Linces de Roma, la academia de las ciencias del gobierno italiano, ante su fundador, el príncipe Federico Cesi.
  • Año 1625: publicación de la primera investigación hecha con la ayuda de un microscopio, el Apiarum, de Francesco Stelluti, que contiene dibu­jos de abejas observadas a través del microscopio y muestra la estructura alveolar del ojo.
  • Año 1626: la palabra microscopio es acuñada por Giovanni Faber de Bamberg, miembro de la Academia de los Linces, por analogía con telescopio.
  • Años 1634-1680: a raíz de sus observa­ciones a través del microscopio, Athanasius Kircher postula la acción de organismos invisibles en el desen­cadenamiento de las enfermedades y de la putrefacción.
  • Año 1655: observación de estructuras de tamaño ínfimo a través del micros­copio, por Giovanni Alfonso Borelli. Se trata de las «células», descubier­tas por Robert Hooke diez años más tarde.
  • Año 1660: descubrimiento de los vasos capilares por Marcello Malpighi, gra­cias a lo cual puede mostrar cómo las arterias y las venas se juntan, y com­pletar la teoría de la circulación de la sangre de William Harvey
  • Año 1665: publicación de la Micrographia, de Robert Hooke, que entrega una descripción precisa del microsco­pio compuesto, introduce el principio de iluminación del campo de sombra, y anuncia el descubrimiento de estruc­turas alveolares en secciones de cor­cho, que denomina “células”.
  • Años 1669-1675: invención de las técni­cas de anatomía fina por Jan Swammerdam, que le permiten obser­var a través del microscopio la anato­mía y la metamorfosis de los insectos.
  • Años 1672-1682: estudio a través del microscopio de numerosas plantas, y en especial, de sus órganos repro­ductores, por Nehemiah Grew.
  • Años 1672-1723: periodo de actividad de Antonie van Leeuwenhoek, quien inventa el microscopio simple de propia fabricación, que sólo utiliza una lente para observar el objeto. Descubre y estudia los protozoos en 1674, introduce los pri­meros métodos de cultivo de micro­organismos para sus observaciones a través del microscopio. Explica, en 1677, la función de los espermatozoi­des; descubre las bacterias en 1683. Finalmente, observa la circulación de los glóbulos sanguíneos en los capila­res y demuestra experimentalmente la exactitud de la teoría de Harvey.
  • Año 1933: Ernst Ruska y Max Knoll inventan el microscopio electrónico, que utiliza electro­nes en lugar de luz visible (foto­nes) para obtener imágenes de objetos pequeñísimos. Es capaz de lograr hasta 000 aumentos, cuando en uno formado por lentes no se va más allá de los mil aumentos.
  • Año 1982: primer microscopio de efecto túnel inventado por los alemanes Gerd Binning y Heinrich Rohrer.
  • Año 1985: primer microscopio de fuerza atómica inventado por Gerd Binnig y H. Rohrer, Christoph Gerber y Calvin
  • Año 1987: primer microscopio de positrones inven­tado por James C. Van House y Arthur Rich.

🧬 Origen del microscopio

Desde que el hombre aprende a tallar y ensamblar lentes de vidrio para escudri­ñar lo infinitamente lejano con un teles­copio, intenta hacer lo mismo para observar lo infinitamente pequeño. De ahí el origen del microscopio.

¿Cómo se origino el microscopio?

Esta posibilidad es considerada en una época similar por Galileo Galilei y por Zacharias Jansen, un fabricante de anteojos de Middelburgo. Este último fabrica un microscopio compuesto, es decir, un ensamblaje de dos lentes convexos que desempeñan el rol de objetivo de aumen­to y de visor, respectivamente, y que monta en las extremidades de un tubo.

Este microscopio es descrito por primera vez por William Boreel, un nativo de Middelburgo que llegó a ser embajador de Francia en Holanda con ocasión de una investigación que realiza, en 1655, para determinar la identidad del inventor del anteojo astronómico. Boreel le da la razón a Hans Lippershey, pero ha visto varios años antes el microscopio de Jansen, y señala:

“Cuando estaba en misión en Inglaterra, en 1619, Cornehus Drebbel, de Holanda, un conocido mío, enterado de numerosos secre­tos de la Naturaleza y profesor de matemáti­cas de Francisco I (rey de Inglaterra), me mos­tró el instrumento mismo que el archiduque le había dado, es decir, el del propio Zacharias (Jansen); no estaba compuesto (como ahora) por un tubo corto, sino por un tubo que medía prácticamente un pie y medio de largo; era de cobre dorado de dos pulgadas de diámetro y era sostenido por tres delfines de cobre. La base estaba constituida por un disco de ébano, sobre el cual se ponían objetos minúsculos que se miraban desde arriba, y que se veían casi milagrosamente aumentados”.

Un nuevo mundo visible

El microscopio revoluciona la biología, de la misma forma que el telescopio trastocó la as­tronomía. El científico inglés Robert Hooke es consciente de ello cuando escribe, en 1665; ”Un nuevo mundo visible acaba de ser descu­bierto”.

Sin embargo, los microscopios utilizados hasta el siglo xix siguen siendo muy primiti­vos en su concepción. Un gran biólogo de fines del siglo XVII, Antonie van Leeuwenhoek, trabaja con un microscopio simple, es decir, con un instrumento compuesto por un solo lente de forma convexa, lo que lo asemeja a una simple lupa. Y eso que Van Leeuwen­hoek domina el arte del tallado y sus “lupas” permiten aumentos del orden de 50 a 270 veces.

La iluminación del campo de sombra

Robert Hooke aporta un primer perfeccionamiento al micros­copio recomendando, en su Micrographia de 1665, el uso de la iluminación lateral delante del fondo oscuro del instrumento, que se denomina hoy en día “iluminación del campo de sombra” o campo oscuro.

Entrega la primera descrip­ción precisa del micros­copio compuesto y de su uso, que sirve de manual a los investigadores de la época.

No hay que olvidar que, aparte de los fabricantes de anteojos, no exis­te una industria óptica en el siglo XVII y cada científico fabrica sus propios instrumentos, llegando incluso a tallar sus propios lentes.

El desarrollo de la microscopía óptica data del siglo XIX, después de que, en 1758, el inglés John Dollond consiguiera corregir la aberración cromática de los len­tes (tendencia a dispersar la luz).

Los primeros lentes acro­máticos son utilizados en los telescopios. Luego, en 1827, Giovanni Battista Amici los adapta al microscopio. Este perfeccionamiento permite el auge de la biología, particu­larmente la fundación de la citología por Schleiden y Schwann, las investigaciones de Virchow sobre la patología celu­lar y los estudios bacteriológicos de Pasteur.

La microtransparencia

Ésta es seguida, en 1870, por la inven­ción del lente de inmersión, que permite aumentos muy grandes. Paralelamente, la invención del micrótomo (para la prepara­ción de los tejidos) y el desarrollo de fijado­res biológicos y de colorantes nuevos contri­buyen al ascenso de la microscopía óptica, que culmina en 1941 con la invención del micros­copio de contraste de fase por el físico holan­dés Fritz Zernike. Éste permite el estudio de objetos transparentes, sin el uso de colorante

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Desde CurioSfera.com esperamos que esta reseña histórica sobre La historia del microscopio y quién inventó el microscopio te haya sido amena, divertida y sobre todo, de mucha utilidad.

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