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Los chinos inventaron un artilugio, primer acercamiento a la microscopía de inmersión, que consistía de un tubo lleno con agua y unos lentes para aumentar las imágenes.
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Era un disco convexo de cristal de roca, se utilizaba en el imperio Asirio para magnificar las imágenes, y también para concentrar los rayos del Sol con el propósito de encender fuego.
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Aparece la primera lupa, la cual consistía de una esfera de vidrio con la que se agilizaba las lecturas. Su inventor es desconocido.
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Publica su Libro de las Ópticas, donde relaciona la luz con la visión y la formación de imágenes, además de describir el funcionamiento de los lentes.
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Durante el siglo XIII se perfeccionaron los lentes hasta obtener relativas magnificaciones. Había nacido lo que se conoce como microscopios simples. En ese mismo siglo, más precisamente en 1284, el italiano Salvino D’Armate inventa los primeros anteojos.
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Galileo Galilei inventa una especie de microscopio-telescopio compuesto por lentes cóncavos y convexos con los que estudió pequeños objetos, tales como los cuerpos celestes vistos en el cielo.
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El inventor holandés Cornelis Drebbel diseña su propio microscopio armándolo con dos lentes convexos para los respectivos objetivo y ocular.
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Las partes del microscopio: objetivo y ocular, son acuñadas por Antonius Maria Schyrleus de Rheita.
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En este siglo se forja la imagen convencional del microscopio de los laboratorios de docencia. Primero aparece el trípode, en 1725, gracias a Edmund Culpeper. Luego, le sucedió un objetivo acromático, creación de Jan van Deyl en 1770. Y finalmente, vino el revólver, en 1776 por Jeremiah Sisson, una especie de rueda giratoria donde se sitúan varios objetivos.
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Aparece el microscopio de luz polarizada inventado por William Henry Fox Talbot.
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Los lentes de los microscopios compuestos aumentan de calidad, al igual que se desarrollan mejores fuentes de iluminación.
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Aparece el ultramicroscopio, inventado por Richard Adolf Zsigmondy, llevando la microscopía a nuevos niveles.
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Ernst Ruska y Max Knoll construyen el primer microscopio de transmisión electrónica (TEM), el cual utiliza haces de electrones y no de fotones para visualizar las muestras.
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Aparece el microscopio electrónico de barrido (SEM) gracias al invento de Manfred von Ardenne.
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Se inventa el microscopio de de efecto túnel (STM) gracias a Gerd Binnig y Heinrich Rohrer, con el cual es posible la reproducción de imágenes 3D a escalas atómicas.
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Desde 1990 en adelante, nuevos microscopios (por ejemplo, los criogénicos) han venido inventándose, todos con el objetivo de mejorar todavía más las resoluciones alcanzadas, así como el de poder trabajar con muestras cada vez más complejas e inherentes a campos activos de investigación, tales como los de la nanotecnología, la biomedicina y la física de los materiales.