At se det usynlige

I 1670'erne sleb den hollandske klædehandler Antonie van Leeuwenhoek bittesmå glaslinser og kiggede på damvand, skrab fra tænder og regnvand. Han så levende "smådyr", som ingen vidste eksisterede. Hans mikroskoper med én linse forstørrede op til cirka 270 gange. Et moderne skolemikroskop kan forstørre 1.000 gange, men der er en hage: Større forstørrelse er ikke det samme som et tydeligere billede.

Forstørrelse gør billedet større. Opløsning er den mindste afstand mellem to punkter, som du stadig kan se som to punkter. Hvis opløsningen er dårlig, giver mere forstørrelse bare en større sløring. Det kaldes tom forstørrelse.

For et lysmikroskop er opløsningen begrænset af lysets bølgelængde. Abbe-grænsen siger, at den mindste afstand, man kan skelne, er cirka

d = λ ÷ (2 × NA)

hvor λ er lysets bølgelængde, og NA er linsens numeriske apertur, et tal for hvor meget lys linsen samler. Brug grønt lys med λ ≈ 550 nm og en meget god linse med NA ≈ 1,4: d ≈ 550 ÷ 2,8 ≈ 200 nm.

Så en bakterie på cirka 2.000 nm er ti gange større end grænsen og kan ses tydeligt. En influenzavirus på cirka 100 nm er mindre end grænsen. Et lysmikroskop kan kun vise den som en svag sløring, hvis den overhovedet kan ses.

Elektronmikroskoper bruger en bjælke af elektroner i stedet for lys. Hurtige elektroner opfører sig som bølger med bølgelængder, der er meget kortere end synligt lys, så de kan opløse detaljer på cirka en nanometer eller endda finere i de bedste instrumenter. Det første elektronmikroskop blev bygget i begyndelsen af 1930'erne. I 1939 offentliggjorde forskere i Tyskland elektronmikrografier af tobaksmosaikvirus, blandt de første billeder af en viruspartikel. (Man havde kendt til virus som "filtrerbare smitstoffer" siden 1890'erne, fordi de passerede gennem filtre, der stoppede bakterier. Ingen havde set en, før det skete.)