Nuo seniausių laikų žmogus norėjo pamatyti daug mažesnius dalykus, nei gali suvokti plika akimi. Dabar neįmanoma pasakyti, kas pirmasis panaudojo lęšius, tačiau patikimai žinoma, kad, pavyzdžiui, mūsų protėviai daugiau nei prieš 2 tūkstančius metų žinojo, kad stiklas gali laužyti šviesą.
Antrajame amžiuje prieš Kristų Klaudijus Ptolemėjus aprašė, kaip lazda „išlinksta“, panardinta į vandenį, ir netgi labai tiksliai apskaičiavo lūžio konstantą. Dar anksčiau Kinijoje prietaisai buvo gaminami iš lęšių ir vamzdelio, pripildyto vandens, kad „pamatytų tai, kas nematoma“.
1267 m. Rogeris Baconas aprašė lęšių principus ir bendrą teleskopo ir mikroskopo idėją, tačiau tik XVI amžiaus pabaigoje Zacharias Jansen ir jo tėvas Hansas, akinių gamintojai iš Olandijos, pradėjo eksperimentuoti su lęšiais. Jie įdėjo kelis lęšius į vamzdelį ir nustatė, kad pro jį žiūrimi objektai atrodo daug didesni nei po paprastu padidinamuoju stiklu.
Tačiau šis jų „mikroskopas“ buvo labiau smalsumas nei mokslinis instrumentas. Yra aprašytas instrumentas, kurį tėvas ir sūnus padarė karališkajai šeimai. Jį sudarė trys stumdomi vamzdžiai, kurių bendras ilgis buvo šiek tiek didesnis nei 45 centimetrai, o skersmuo - 5 centimetrai. IN uždaryta padidino 3 kartus, visiškai atidarius - 9 kartus, tačiau vaizdas pasirodė šiek tiek neryškus.
1609 m. Galilėjus Galilėjus sukūrė sudėtinį mikroskopą su išgaubtais ir įgaubtais lęšiais ir 1612 m. padovanojo šį „okchiolino“ („mažą akį“) Lenkijos karaliui Žygimantui III. Po kelerių metų, 1619 m., olandų išradėjas Cornelius Drebbel Londone pademonstravo savo mikroskopo versiją su dviem išgaubtais lęšiais. Tačiau pats žodis „mikroskopas“ pasirodė tik 1625 m., kai pagal analogiją su „teleskopu“ jį išrado vokiečių botanikas iš Bambergo Johanas (Giovanni) Faberis.
Nuo Leeuwenhoek iki Abbe
1665 metais anglų gamtininkas Robertas Hukas, tyrinėdamas kamštinio ąžuolo žievę, patobulino savo didinamąjį instrumentą ir atrado elementarius struktūros vienetus – ląsteles. Praėjus 10 metų, olandų mokslininkas Antonie van Leeuwenhoek sugebėjo gauti dar pažangesnius lęšius. Jo mikroskopas objektus padidino 270 kartų, o kiti panašūs prietaisai vos pasiekė 50 kartų.
Dėl savo aukštos kokybės šlifuotų ir poliruotų lęšių Lenwenhoekas padarė daug atradimų – jis pirmasis pamatė ir aprašė bakterijas, mielių ląsteles, stebėjo kraujo ląstelių judėjimą kapiliaruose. Iš viso mokslininkas pagamino mažiausiai 25 skirtingus mikroskopus, iš kurių iki šių dienų išliko tik devyni. Yra pasiūlymų, kad kai kurie prarasti įrenginiai turėjo net 500 kartų padidinimą.
Nepaisant visos pažangos šioje srityje, mikroskopai išliko beveik nepakitę per ateinančius 200 metų. Tik 1850-aisiais vokiečių inžinierius Carlas Zeissas pradėjo tobulinti jo įmonės gaminamų mikroskopų lęšius. 1880-aisiais jis pasamdė Otto Schottą, optinių akinių specialistą. Jo tyrimai leido žymiai pagerinti didinamųjų prietaisų kokybę.
Kitas Carl Zeiss darbuotojas, optinis fizikas Ernstas Abbe, patobulino patį optinių instrumentų gamybos procesą. Anksčiau visi darbai su jais buvo atliekami bandymų ir klaidų būdu; Abbe sukūrė jiems teorinį pagrindą, moksliškai pagrįstus gamybos metodus.
Tobulėjant technologijoms, atsirado mikroskopas, kurį žinome šiandien. Tačiau dabar optiniai mikroskopai, galintys sufokusuoti objektus, kurių dydis yra didesnis už šviesos bangos ilgį arba jam lygus, mokslininkų nebegali patenkinti.
Šiuolaikiniai elektroniniai mikroskopai
1931 metais vokiečių fizikas Ernstas Ruska pradėjo kurti pirmąjį elektroninį mikroskopą (transmisijos elektronų mikroskopą). 1986 m. už šį išradimą jis gaus Nobelio premiją.
1936 metais vokiečių mokslininkas Erwinas Wilgelis Mülleris išrado elektroninį projektorių (lauko elektroninį mikroskopą). Prietaisas leido padidinti vaizdą kietas milijonus kartų. Po 15 metų Mulleris padarė dar vieną proveržį šioje srityje – lauko jonų mikroskopą, kuris fizikui suteikė galimybę pirmą kartą žmonijos istorijoje pamatyti atomus.
Kiti darbai buvo atlikti lygiagrečiai. 1953 metais olandas Fritzas Zernike, teorinės fizikos profesorius, gavo Nobelio premiją už fazinės kontrastinės mikroskopijos sukūrimą. 1967 m. Erwinas Mülleris patobulino savo lauko jonų mikroskopą, pridėdamas skrydžio laiko masės spektrometrą, sukurdamas pirmąjį „atominį zondą“. Šis prietaisas leidžia ne tik identifikuoti atskirą atomą, bet ir nustatyti jono masės ir krūvio santykį.
1981 metais vokiečiai Gerd Binnig ir Heinrich Rohrer sukūrė skenuojantį (rastrinį) tunelinį mikroskopą; Po penkerių metų Binnigas ir jo kolegos išrado skenuojantį atominės jėgos mikroskopą. Skirtingai nuo ankstesnių pokyčių, AFM leidžia zonduoti tiek laidžius, tiek nelaidžius paviršius ir iš tikrųjų manipuliuoti atomais. Tais pačiais metais Binnig ir Rohrer gavo Nobelio premiją už STM.
1988 m. trys mokslininkai iš JK įrengė Müller „atomo zondą“ su padėties jautriu detektoriumi, kuris leido nustatyti atomų padėtį trimis matmenimis.
1988 metais japonų inžinierius Kingo Itaya išrado elektrocheminį skenuojantį tunelinį mikroskopą, o po trejų metų buvo pasiūlytas Kelvino zondo jėgos mikroskopas – nekontaktinė atominės jėgos mikroskopo versija.
Grįžti į straipsnius
Mikroskopo išradimas ir tobulinimas
Optikos raida leido statyti XVII a. Mikroskopas yra prietaisas, turėjęs tikrai revoliucinį poveikį biologijos raidai. Mikroskopija tyrėjams atvėrė pirmuonių ir bakterijų pasaulį. Iki šiol neprieinamų gyvūnų, augalų ir grybų sandaros detalių tyrimas parodė, kad visų gyvų dalykų pagrindas yra universalus mažytis darinys – ląstelė.
Šiuolaikine prasme mikroskopai apima tik „sudėtingą“ mikroskopą - įrenginį, susidedantį iš dviejų lęšių sistemų: okuliaro ir objektyvo. Tačiau mikroskopijos aušroje buvo plačiai naudojami ir „paprasti“ mikroskopai, kuriuos šiandien vadintume padidinamuoju stiklu.
Vienas pirmųjų sudėtinių mikroskopų buvo pastatytas 1609–1610 m. Galileo kaip modifikuotas teleskopas. Šiuolaikinio sudėtinio mikroskopo kilmė siejama su anglų arba olandų dviejų lęšių mikroskopais XVII amžiaus pradžioje. Juose esantys objektai buvo apžiūrimi dienos šviesoje krintančioje šviesoje; Fokusavimo prietaisų nebuvo.
Vienas iš pirmųjų mums žinomo tipo mikroskopų
Pirmasis didelis sudėtinio mikroskopo patobulinimas siejamas su anglų fiziko Roberto Huko (1635-1703) vardu. Patobulinimai paveikė ir optiką, ir mechanines dizaino savybes. Iš esmės nauja buvo ir mokslininko išrasta dirbtinio objekto apšvietimo sistema.
Mikroskopijos raida XVIII amžiuje daugiausia vyko tobulinant mechaninių dalių dizainą. Vamzdis, kuriame buvo lęšiai, dabar buvo judamai pritvirtintas ant specialios kolonėlės, jo judėjimą užtikrino specialus srieginis varžtas.
Pirmojo mikroskopo istorija arba kur viskas prasidėjo
Patobulinus dizainą, dabar buvo galima ištirti ir skaidrius objektus skleidžiamoje šviesoje, ir nepermatomus objektus krintančioje šviesoje. Nuo 1715 m. mikroskopas turi pažįstamą veidrodį.
Mikroskopas pritaikytas fotografuoti juodame kambaryje
Visuose sudėtinguose XVII – XVIII amžiaus mikroskopuose. padidinus daugiau nei 120 - 150 kartų (sferinė ir chromatinė aberacija) vaizdas buvo labai iškraipytas. Todėl tampa aišku, kad pirmenybė teikiama to meto mikroskopams, pradedant
A. Levengukas, buvo atiduotas į paprastą vieno lęšio mikroskopą. Chromatinės aberacijos problema buvo išspręsta XVIII a. pabaigoje – XIX amžiaus pradžioje. naudojant skirtingų tipų stiklo lęšių derinį. Pirmąjį achromatinį mikroskopą 1784 metais sukūrė Sankt Peterburgo akademikas F. Epinusas, tačiau dėl daugelio priežasčių jis nebuvo plačiai paplitęs. Tolesnius žingsnius link mikroskopo achromatizacijos vienu metu ėmėsi skirtingi Vokietijos, Anglijos ir Prancūzijos meistrai. 1827 m. J. B. Amici objektyve panaudojo plokščią priekinį lęšį, kuris sumažino sferinę aberaciją.
Lęšių šlifavimo ir abipusio reguliavimo technika pasiekė tokį tobulumą, kad mikroskopai XIX a. gali padidinti iki 1000 kartų. Praktinis tokių stiprios sistemos ribojo tai, kad matymo laukas esant dideliam padidinimui išliko tamsus – nemaža dalis spindulių, lūžusių ore, nepasiekė objektyvo. Radikaliai pagerėjo nuo taikymo pradžios (panardinimo). Alyvos imersinis lęšis buvo sukurtas K. Zeiss kompanijos dizainerių.
Gamyklinės mikroskopų gamybos sukūrimas, konkurencija tarp konkuruojančių gamyklų atpigo instrumentai, o XIX amžiaus ketvirtajame dešimtmetyje mikroskopas tapo kasdieniu laboratoriniu instrumentu, kurį galėjo turėti net pavieniai gydytojai ir studentai.
1886 m. K. Zeiss kompanija išleido naujus apochromatinius lęšius, kuriuose sferinės ir chromatinės aberacijos korekcija buvo sumažinta iki galo. Kaip parodė E. Abbe skaičiavimai, gaminant šiuos lęšius buvo pasiekta šviesos mikroskopo skiriamosios gebos riba.
Vienas pirmųjų Carl Zeiss mikroskopų. Nuotrauka: Flavio
Lygiagrečiai tobulinant mikroskopą, buvo sukurta mikroskopinių preparatų paruošimo technika. Ilgą laiką ji išliko labai primityvi – iki XIX amžiaus pradžios. mikroskopai daugiausia žiūrėjo į džiovintus objektus. Tiriami švieži preparatai, kurie nebuvo apdoroti. Šiuolaikinei mikroskopijai būdingų „nuolatinių preparatų“ gamybos metodų dar nebuvo, dėl to tyrėjui buvo atimta galimybė ilgą laiką tirti preparatą ir lyginti naujus preparatus su senais.
Iki antrojo pradžios ketvirtis XIX V. Tyrėjai pradėjo naudoti tam tikrus reagentus audiniams tirti; pavyzdžiui, pridėjus acto rūgšties, buvo galima identifikuoti ląstelių branduolius. Reagentai buvo naudojami čia pat mikroskopo scenoje.
Nuo 80-ųjų XIX a Mikroskopinių tyrimų praktikoje J. Purkinje išrastas mikrotomas tampa nepakeičiamu atributu. Mikrotomo naudojimas leido padaryti plonus pjūvius ir gauti nuolatines pjūvių serijas, o tai lėmė tyrimo pažangą plona struktūra ląstelės.
viduryje, XIX a. pradedami naudoti mikroskopai įvairių metodų fiksavimo ir dažymo preparatai, tiriamų objektų supylimas į tankesnes terpes. Nuo 70-ųjų XIX a Kanados balzamas pradėtas tradiciškai naudoti nuolatinių preparatų gamybai.
Sunku pasakyti, kas į Rusiją atvežė pirmąjį mikroskopą. Greičiausiai tai buvo ne anksčiau kaip XVII a.
Vikipedijoje yra šie duomenys:
Neįmanoma tiksliai nustatyti, kas išrado mikroskopą. Manoma, kad olandų akinių gamintojas Hansas Janssenas ir jo sūnus Zachariasas Janssenas išrado pirmąjį mikroskopą 1590 m., tačiau tai buvo pats Zachariasas Janssenas. vidurio XVII a amžiaus. Žinoma, data nėra tiksli, nes paaiškėjo, kad Zacharijas gimė apie 1590 m.
Kaip buvo išrastas mikroskopas
Kitas pretendentas į mikroskopo išradėjo titulą buvo Galilėjus Galilėjus. 1609 m. jis sukūrė occhiolino arba sudėtinį mikroskopą su išgaubtais ir įgaubtais lęšiais. Galilėjus pristatė savo mikroskopą visuomenei Accademia dei Lincei, kurį 1603 m. įkūrė Federico Cesi. Francesco Stelluti trijų bičių atvaizdas buvo popiežiaus antspaudo dalis. Urban VIII ir yra laikomas pirmuoju paskelbtu mikroskopiniu simboliu (žr. Stephen Jay Gould, The Liing stones of Marrakech, 2000). Kitas olandas Christiaanas Huygensas 1600-ųjų pabaigoje išrado paprastą dviejų lęšių okuliarų sistemą, kuri buvo reguliuojama achromatiškai ir todėl buvo didžiulis žingsnis į priekį mikroskopo kūrimo istorijoje. „Huygens“ okuliarai gaminami ir šiandien, tačiau jiems trūksta matymo lauko pločio, o okuliaro padėtis ant akių yra nepatogi, palyginti su šiuolaikiniais plataus lauko okuliarais. Antonas Van Leeuwenhoekas (1632-1723) laikomas pirmuoju, atkreipusiu biologų dėmesį į mikroskopą, nepaisant to, kad paprasti didinamieji lęšiai buvo gaminami jau nuo 1500-ųjų, o vandens pripildytų stiklinių indų didinančios savybės minėjo senovės romėnai (Seneka). Rankų darbo Van Leeuwenhoek mikroskopai buvo labai maži gaminiai su vienu labai stipriu lęšiu. Jais buvo nepatogu naudotis, tačiau labai detaliai išnagrinėti vaizdus leido tik todėl, kad neperėmė sudėtinio mikroskopo trūkumų (keli tokio mikroskopo lęšiai vaizdo defektus padidino dvigubai). Prireikė maždaug 150 metų optikos kūrimo, kad sudėtinis mikroskopas galėtų sukurti tokią pačią vaizdo kokybę kaip paprasti Leeuwenhoek mikroskopai. Taigi, nors Antonas Van Leeuwenhoekas buvo puikus mikroskopo meistras, priešingai populiariam įsitikinimui, jis nebuvo jo išradėjas. http://ru.wikipedia.org/wiki/light microscope
Pirmąjį mikroskopą sukūrė ne profesionalus mokslininkas, o mėgėjas, tekstilės pirklys Anthony Van Leeuwenhoekas, XVII amžiuje gyvenęs Olandijoje. Būtent šis smalsus savamokslis pirmasis per savo sukurtą prietaisą pažvelgė į vandens lašą ir pamatė tūkstančius mažyčių būtybių, kurias pavadino lotynišku žodžiu animalculus (maži gyvūnai). Per savo gyvenimą Leeuwenhoekas sugebėjo aprašyti daugiau nei du šimtus gyvūnų rūšių ir, tyrinėdamas plonas mėsos, vaisių ir daržovių dalis, atrado ląstelių struktūra gyvas audinys. Už nuopelnus mokslui Leeuwenhoekas 1680 metais buvo išrinktas tikruoju Karališkosios draugijos nariu, o kiek vėliau tapo Prancūzijos mokslų akademijos akademiku.
Leeuwenhoek mikroskopai, kurių jis asmeniškai per savo gyvenimą pagamino daugiau nei tris šimtus, buvo mažas, žirnio dydžio sferinis lęšis, įdėtas į rėmelį. Mikroskopai turėjo sceną, kurios padėtį objektyvo atžvilgiu buvo galima reguliuoti varžtu, tačiau šie optiniai instrumentai neturėjo stovo ar trikojo, juos reikėjo laikyti rankose. Šiuolaikinės optikos požiūriu įrenginys, vadinamas Leeuwenhoek mikroskopu, yra ne mikroskopas, o labai stiprus didinamasis stiklas, nes jo optinę dalį sudaro tik vienas objektyvas. http://www.foto.ru /articles/?article_mic…
nuoroda atsiras moderatoriui patikrinus Mikroskopo istorija
Pirmąjį achromatinį mikroskopą Rusijoje (apie 1784 m.) sukūrė vokietis Franzas Ulrichas Theodoras Epinusas. Aepinas (1724 m. gruodžio 2 d. 13 d. Rostokas 1802 m. rugpjūčio 10 d. 22 d. Dorpatas, dabar Tartu) rusų fizikas, Sankt Peterburgo mokslų akademijos narys (1756 m.).http://ru.wikipedia.org /wiki/Epinus,_Fr...
Kokia buvo mikroskopo išradimo reikšmė? Mikroskopo išradimo istorija
Mikroskopas yra unikalus prietaisas, skirtas padidinti mikrovaizdus ir matuoti per objektyvą stebimų objektų ar struktūrinių darinių dydį. Ši plėtra yra nuostabi, o mikroskopo išradimo reikšmė yra nepaprastai didelė, nes be jo nebūtų kai kurių šiuolaikinio mokslo sričių. Ir iš čia išsamiau.
Mikroskopas – tai su teleskopu susijęs prietaisas, naudojamas visai kitokiems tikslams. Jos pagalba galima ištirti akiai nematomų objektų sandarą. Tai leidžia nustatyti mikroformacijų morfologinius parametrus, taip pat įvertinti jų tūrinę vietą. Todėl net sunku įsivaizduoti, kokią reikšmę turėjo mikroskopo išradimas, kaip jo išvaizda paveikė mokslo raidą.
Mikroskopo ir optikos istorija
Šiandien sunku atsakyti, kas pirmasis išrado mikroskopą. Šis klausimas tikriausiai bus taip pat plačiai aptartas kaip ir arbaleto sukūrimas. Tačiau, skirtingai nei ginklai, mikroskopo išradimas iš tikrųjų įvyko Europoje. O kas tiksliai, kol kas nežinoma. Tikimybė, kad įrenginio atradėjas buvo olandų akinių gamintojas Hansas Jansenas, yra gana didelė. Jo sūnus Zacharias Jansenas 1590 m. pareiškė, kad jis ir jo tėvas sukonstravo mikroskopą.
Tačiau jau 1609 m. pasirodė kitas mechanizmas, kurį sukūrė Galilėjus Galilėjus. Jis pavadino jį occhiolino ir pristatė visuomenei Accademia Nazionale dei Lincei. Įrodymas, kad tuo metu jau galėjo būti naudojamas mikroskopas, yra ženklas ant popiežiaus Urbono III antspaudo. Manoma, kad tai yra vaizdo, gauto mikroskopu, modifikacija. Galileo Galilėjaus šviesos mikroskopas (kompozicinis) susideda iš vieno išgaubto ir vieno įgaubto lęšio.
Tobulinimas ir įgyvendinimas praktikoje
Praėjus vos 10 metų po Galilėjaus išradimo, Cornelius Drebbel sukūrė sudėtinį mikroskopą su dviem išgaubtais lęšiais. Ir vėliau, ty 1600-ųjų pabaigoje, Christianas Huygensas sukūrė dviejų lęšių okuliarų sistemą. Jie gaminami ir šiandien, nors jiems trūksta matomumo. Bet dar svarbiau, kad tokio mikroskopo pagalba 1665 metais Robertas Hukas atliko kamštinio ąžuolo pjūvio tyrimą, kuriame mokslininkas pamatė vadinamuosius korius. Eksperimento rezultatas buvo „ląstelės“ sąvokos įvedimas.
Kitas mikroskopo tėvas Anthony van Leeuwenhoekas tik išrado jį iš naujo, tačiau sugebėjo atkreipti biologų dėmesį į prietaisą. Ir po to paaiškėjo, kokią reikšmę mokslui turėjo mikroskopo išradimas, nes jis leido vystytis mikrobiologijai. Ko gero, minėtas prietaisas gerokai paspartino gamtos mokslų raidą, nes kol žmogus nematė mikrobų, tikėjo, kad ligos kyla iš nešvarumo. O moksle karaliavo alchemijos sampratos ir vitalistinės gyvų būtybių egzistavimo ir spontaniškos gyvybės kartos teorijos.
Leeuwenhoek mikroskopas
Mikroskopo išradimas yra unikalus įvykis viduramžių moksle, nes prietaiso dėka buvo galima rasti daug naujų temų mokslinei diskusijai. Be to, mikroskopijos dėka daugelis teorijų buvo sunaikintos. Ir tai yra didelis Anthony van Leeuwenhoeko nuopelnas. Jis sugebėjo patobulinti mikroskopą taip, kad jis leido išsamiai pamatyti ląsteles. Ir jei svarstysime šį klausimą šiame kontekste, Leeuwenhoekas iš tikrųjų yra šio tipo mikroskopo tėvas.
Įrenginio struktūra
Pats Leeuwenhoek šviesos mikroskopas buvo plokštelė su lęšiu, galinčiu daug kartų padidinti nagrinėjamus objektus. Ši plokštelė su objektyvu turėjo trikojį. Jį naudojant jis buvo sumontuotas ant horizontalaus stalo. Nukreipus lęšį į šviesą ir padėjus tiriamą medžiagą tarp jos ir žvakės liepsnos, buvo galima pamatyti bakterijų ląsteles. Be to, pirmoji medžiaga, kurią ištyrė Antonie van Leeuwenhoek, buvo dantų apnašos. Joje mokslininkas pamatė daugybę būtybių, kurių įvardinti dar negalėjo.
Leeuwenhoek mikroskopo unikalumas yra nuostabus. Tuo metu galimi sudėtiniai modeliai neužtikrino aukštos vaizdo kokybės. Be to, dviejų lęšių buvimas tik sustiprino defektus. Todėl prireikė daugiau nei 150 metų, kol sudėtiniai mikroskopai, kuriuos iš pradžių sukūrė Galileo ir Drebbel, pradėjo gaminti tokią pačią vaizdo kokybę kaip Leeuwenhoek prietaisas. Pats Anthony van Leeuwenhoekas vis dar nėra laikomas mikroskopo tėvu, tačiau jis teisėtai yra pripažintas vietinių medžiagų ir ląstelių mikroskopijos meistras.
Lęšių išradimas ir tobulinimas
Pati objektyvo koncepcija jau egzistavo Senovės Roma ir Graikija. Pavyzdžiui, Graikijoje buvo galima įžiebti ugnį naudojant išgaubtą stiklą. O Romoje stiklinių indų, pripildytų vandeniu, savybės buvo pastebėtos jau seniai. Jie leido padidinti vaizdus, nors ir nedaug kartų. Tolesnė lęšių raida nežinoma, nors akivaizdu, kad pažanga negalėjo stovėti vietoje.
Yra žinoma, kad XVI amžiuje Venecijoje pradėjo naudoti akinius. Tai patvirtina faktai apie stiklo šlifavimo mašinų, kurios leido gauti lęšius, buvimą.
Kas išrado mikroskopą?
Taip pat buvo optinių instrumentų, kurie buvo veidrodžiai ir lęšiai, brėžiniai. Šių kūrinių autorystė priklauso Leonardo da Vinci. Bet taip pat prieš žmones dirbo su didinamaisiais stiklais: dar 1268 m. Rogeris Baconas iškėlė idėją sukurti žvalgybos stiklas. Vėliau jis buvo įgyvendintas.
Akivaizdu, kad objektyvo autorius niekam nepriklausė. Tačiau tai buvo stebima tol, kol Carlas Friedrichas Zeissas ėmėsi optikos. 1847 metais jis pradėjo gaminti mikroskopus. Tada jo įmonė tapo optinių akinių kūrimo lydere. Ji egzistuoja iki šių dienų ir išlieka pagrindine pramonėje. Su juo bendradarbiauja visos įmonės, gaminančios foto ir vaizdo kameras, optinius taikiklius, tolimačius, teleskopus ir kitus įrenginius.
Mikroskopijos tobulinimas
Mikroskopo išradimo istorija yra stulbinanti, kai ji išsamiai ištirta. Tačiau ne mažiau įdomi tolesnio mikroskopijos tobulinimo istorija. Pradėjo atsirasti naujų tipų mikroskopai, o juos sukėlusi mokslinė mintis grimzdo vis giliau. Dabar mokslininko tikslas buvo ne tik ištirti mikrobus, bet ir apsvarstyti smulkesnius komponentus. Tai yra molekulės ir atomai. Jau XIX amžiuje juos buvo galima tirti rentgeno spindulių difrakcijos analize. Tačiau mokslas reikalavo daugiau.
Taigi jau 1863 metais mokslininkas Henry Cliftonas Sorby sukūrė poliarizacinį mikroskopą meteoritams tirti. O 1863 metais Ernstas Abbe sukūrė mikroskopo teoriją. Jį sėkmingai priėmė Carl Zeiss. Dėl šios priežasties jo įmonė tapo pripažinta optinių instrumentų pramonės lydere.
Tačiau netrukus atėjo 1931-ieji – elektroninio mikroskopo sukūrimo laikas. Tai tapo naujo tipo įrenginiu, leidžiančiu matyti daug daugiau nei šviesą. Jame perdavimui buvo naudojami ne fotonai ar poliarizuota šviesa, o elektronai – dalelės, daug mažesnės už paprasčiausius jonus. Būtent elektroninio mikroskopo išradimas leido sukurti histologiją. Dabar mokslininkai įgijo visišką pasitikėjimą, kad jų sprendimai apie ląstelę ir jos organelius iš tiesų yra teisingi. Tačiau tik 1986 metais Nobelio premija buvo įteikta elektroninio mikroskopo kūrėjui Ernstui Ruskai. Be to, jau 1938 metais Jamesas Hilleris sukonstravo transmisinį elektroninį mikroskopą.
Naujausių tipų mikroskopai
Mokslas po daugelio mokslininkų sėkmės vystėsi vis greičiau. Todėl naujos realybės padiktuotas tikslas buvo būtinybė sukurti labai jautrų mikroskopą. Ir jau 1936 m. Erwinas Mülleris pagamino lauko emisijos įrenginį. O 1951 metais buvo pagamintas kitas prietaisas – lauko jonų mikroskopas. Jo svarba yra nepaprastai didelė, nes mokslininkai pirmą kartą galėjo pamatyti atomus. Be to, 1955 m. vystosi Jerzy Nomarski teorinis pagrindas Diferencialinė interferencinė kontrastinė mikroskopija.
Naujausių mikroskopų tobulinimas
Mikroskopo išradimas dar nėra sėkmingas, nes iš principo nesunku priversti jonus ar fotonus pereiti per biologines terpes ir tada ištirti gautą vaizdą. Tačiau mikroskopijos kokybės gerinimo klausimas buvo tikrai svarbus. Ir po šių išvadų mokslininkai sukūrė skenuojantį masės analizatorių, kuris buvo vadinamas skenuojančiu jonų mikroskopu.
Šis prietaisas leido nuskaityti vieną atomą ir gauti duomenis apie trimatę molekulės struktūrą. Kartu su rentgeno spindulių difrakcijos analize šis metodas leido žymiai pagreitinti daugelio gamtoje randamų medžiagų identifikavimo procesą. O jau 1981 metais buvo pristatytas skenuojantis tunelinis mikroskopas, o 1986 metais – atominės jėgos mikroskopas. 1988-ieji yra skenuojančio elektrocheminio tunelinio mikroskopo išradimo metai. O naujausias ir naudingiausias yra Kelvino jėgos zondas. Jis buvo sukurtas 1991 m.
Įvertinant pasaulinę mikroskopo išradimo reikšmę
Nuo 1665 m., kai Leeuwenhoek pradėjo apdoroti stiklą ir gaminti mikroskopus, pramonė vystėsi ir tapo sudėtingesnė. O pasidomėjus, kokia buvo mikroskopo išradimo reikšmė, verta pagalvoti apie pagrindinius mikroskopijos pasiekimus. Taigi šis metodas leido ištirti ląstelę, kuri buvo dar vienas impulsas biologijos vystymuisi. Tada prietaisas leido atskirti ląstelės organelius, o tai leido suformuluoti ląstelių struktūros modelius. 
Tada mikroskopu buvo galima pamatyti molekulę ir atomą, o vėliau mokslininkams pavyko nuskaityti jų paviršių. Be to, per mikroskopą galite pamatyti net atomų elektronų debesis. Kadangi elektronai aplink branduolį juda šviesos greičiu, šios dalelės visiškai neįmanoma ištirti. Nepaisant to, reikėtų suprasti mikroskopo išradimo reikšmę. Jis leido pamatyti kažką naujo, ko akimis nematyti. Tai nuostabus pasaulis, kurios studijos priartino žmogų šiuolaikiniai pasiekimai fizika, chemija ir medicina. Ir tai verta viso darbo.
Mikroskopo išradimas prasidėjo, kai Galilėjus kažkada pastatė labai ilgą teleskopą. Tai įvyko dienos metu. Baigęs darbą, jis nukreipė vamzdelį į langą, kad patikrintų lęšių švarumą šviesoje. Prilipęs prie okuliaro, Galilėjus buvo priblokštas: visą regėjimo lauką užėmė kažkokia pilka putojanti masė. Vamzdis šiek tiek siūbavo, ir mokslininkas išvydo didžiulę galvą su išsipūtusiomis juodomis akimis šonuose. Pabaisa turėjo juodą kūną su žaliu atspalviu, šešias šarnyrines kojas... Bet tai... musė! Paėmęs vamzdį nuo akies, Galilėjus įsitikino, kad ant palangės tikrai sėdi musė.
Taip gimė mikroskopas – iš dviejų lęšių susidedantis prietaisas, skirtas mažų objektų vaizdui padidinti. Pavadinimą „mikroskopija“ gavo iš „Academia dei Lincei“ („Lūšio akių akademija“) nario.
I. Faberis 1625 m. Tai buvo mokslo draugija, kuri, be kita ko, patvirtino ir rėmė optinių instrumentų naudojimą moksle.
O pats Galilėjus 1624 metais į mikroskopą įkišo trumpesnio židinio nuotolio (labiau išgaubtus) lęšius, todėl vamzdis buvo trumpesnis.
Robertas Hukas ir jo pasiekimai
Kitas puslapis mikroskopo sukūrimo istorijoje siejamas su Roberto Huko vardu. Jis buvo labai gabus žmogus ir talentingas mokslininkas. Svarbiausi Huko pasiekimai yra šie:
- spiralinės spyruoklės, skirtos reguliuoti laikrodžių greitį, išradimas; sraigtinių pavarų kūrimas;
- Marso ir Jupiterio sukimosi aplink savo ašį greičio nustatymas; optinio telegrafo išradimas;
- vandens šviežumo nustatymo prietaiso sukūrimas; termometro žemai temperatūrai matuoti sukūrimas;
- pastovios ledo tirpimo ir vandens virimo temperatūros nustatymas; tamprių kūnų deformacijos dėsnio atradimas; prielaida apie šviesos banginę prigimtį ir gravitacijos prigimtį.
1657 m. baigęs Oksfordo universitetą, Hooke'as tapo Roberto Boyle'o asistentu. Tai buvo puiki mokykla, kurioje dirbo vienas didžiausių to meto mokslininkų. 1663 m. Hukas jau dirbo Anglijos karališkosios draugijos (Mokslų akademijos) sekretoriumi ir eksperimentų demonstratoriumi. Kai sužinojo apie ten esantį mikroskopą, Hooke'ui buvo nurodyta atlikti šio prietaiso stebėjimus. Mikroskopo meistro Drebbelio žinioje buvo pusės metro paauksuotas vamzdis, esantis griežtai vertikaliai. Teko dirbti nepatogioje padėtyje – pasilenkus lanku.
Hooke'o patobulintas mikroskopas
Visų pirma, Hukas vamzdį - vamzdį - pasviro. Kad nepriklausytų nuo saulėtų dienų, kurių Anglijoje mažai, jis priešais įrenginį įtaisė originalaus dizaino aliejinę lempą. Tačiau saulė vis tiek švietė daug ryškiau. Todėl kilo mintis sustiprinti ir sutelkti lempos šviesos spindulius. Taip atsirado kitas Huko išradimas – didelis stiklinis rutulys, pripildytas vandens, o už jo – specialus objektyvas. Toks optinė sistemašimtus kartų padidino apšvietimo ryškumą.
Išradingas Hukas lengvai susidorojo su bet kokiais jam iškilusiais sunkumais. Pavyzdžiui, kai jam reikėjo padaryti labai mažą idealiai apvalios formos lęšį, jis įmerkdavo adatos galiuką į išlydytą stiklą ir greitai jį ištraukdavo – adatos galiuke sužibėjo lašelis. Hooke'as jį šiek tiek nupoliravo – ir objektyvas buvo paruoštas. O kai iškilo poreikis pagerinti vaizdo kokybę mikroskopu, Hooke tarp dviejų tradicinių lęšių – objektyvo ir okuliaro – įkišo trečią, kolektyvinį, ir vaizdas tapo aiškesnis, o matymo laukas padidėjo.
Kai mikroskopas buvo paruoštas, Hukas pradėjo savo stebėjimus. Jų rezultatus jis aprašė savo knygoje „Mikrografija“, išleistoje 1665 m. Per 300 metų ji buvo perspausdinta dešimtis kartų. Be aprašymų, jame buvo nuostabių iliustracijų – paties Huko graviūrų.
Atradimai ir atradimai, ląstelių sandara
Jame ypač įdomus pastebėjimas Nr. 17 „Apie kamštienos schematiškumą arba struktūrą ir kai kurių kitų tuščių kūnų ląsteles ir poras“. Hooke'as taip apibūdina paprasto kamščio atkarpą: „Jis visas skylėtas ir porėtas, kaip korys, bet jo poros netaisyklingos formos, ir šiuo požiūriu jis primena korį... Be to, šios poros, arba ląstelės, yra sekli, bet susideda iš daugybės langelių, atskirtų pertvaromis.
Šioje pastaboje žodis „ląstelė“ yra įspūdingas. Taip Hukas pavadino tai, kas dabar vadinama ląstelėmis, pavyzdžiui, augalų ląstelėmis. Tais laikais žmonės apie tai neturėjo nė menkiausio supratimo. Hukas pirmasis juos pastebėjo ir suteikė jiems vardą, kuris liko su jais amžinai. Tai buvo didžiulės svarbos atradimas.
Anthony van Leeuwenhoek pastebėjimai
Netrukus po Hooke'o olandas Antonie van Leeuwenhoekas pradėjo daryti savo pastebėjimus. Jis buvo įdomus žmogus – pardavinėjo audinius ir skėčius, bet negavo jokio mokslinio išsilavinimo. Tačiau jis turėjo smalsų protą, pastabumą, atkaklumą ir sąžiningumą. Jo paties nupoliruoti lęšiai objektą padidino 200-300 kartų, tai yra 60 kartų geriau nei tuo metu naudojami instrumentai. Visus savo pastebėjimus jis išdėstė laiškuose, kuriuos kruopščiai nusiuntė Londono karališkajai draugijai. Viename iš savo laiškų jis pranešė apie mažiausių gyvų būtybių – gyvūnų, kaip juos pavadino Leeuwenhoekas, atradimą.
Paaiškėjo, kad gyvūnų kūnai yra visur – žemėje, augaluose ir gyvūnų kūne. Šis įvykis padarė perversmą moksle – buvo atrasti mikroorganizmai.
1698 m. Antonie van Leeuwenhoek susitiko su Rusijos imperatorius Petras I ir parodė jam savo mikroskopą bei gyvūnų kulą. Imperatorius taip domėjosi viskuo, ką pamatė ir ką jam paaiškino olandų mokslininkas, kad iš olandų meistrų pirko mikroskopus Rusijai. Juos galima pamatyti Sankt Peterburgo „Kunstkameroje“.
Leeuwenhoekas padarė dar vieną svarbų atradimą. Pakaitinęs vandenį iki virimo, jis pastebėjo, kad beveik visi gyvūnai miršta. Tai reiškia, kad tokiu būdu galite atsikratyti ligų sukėlėjų vandenyje, kurį žmonės geria.
Pinhole kamera
Baigiant pokalbį apie optinius instrumentus, būtina paminėti 1420 metais italų inžinieriaus G. Fontanos išrastas camera obscura. Camera obscura yra paprasčiausias optinis įrenginys, leidžiantis gauti ekrane esančių objektų vaizdus. Tai tamsi dėžutė su maža skylute vienoje iš sienų, prieš kurią dedamas atitinkamas objektas. Iš jo sklindantys šviesos spinduliai praeina pro skylę ir sukuria apverstą objekto vaizdą priešingoje dėžutės (ekrano) sienelėje.
Italas G. Porta 1558 metais pritaikė camera obscura brėžiniams daryti. Jis taip pat sugalvojo panaudoti camera obscura, kad būtų galima projektuoti brėžinius, patalpintus prie kameros angos ir stipriai apšviestus žvakių ar saulės.
Prietaisas, pvz., mikroskopas, tiek prieš, tiek viduje modernus pasaulis mėgaujasi didžiuliu populiarumu. Kiekvienas iš mūsų mokyklos laikų puikiai prisimena, kad tai optinis prietaisas, padidinantis objektus šimtus ar net tūkstančius kartų. Biologijos pamokose pro okuliarą žiūrėjome į svogūnų plėvelės ląsteles ir buvome nustebinti tokio prietaiso išradingumu ir sudėtingumu. Šiandien pabandysime išsiaiškinti, kas išrado mikroskopą, nes tikslaus atsakymo į šį klausimą dar nėra.
Kaip atsirado pirmasis mikroskopas?
Lenktų paviršių optinės savybės buvo atrastos dar 300-aisiais prieš Kristų. Euklidas savo traktatuose kalbėjo apie atliktus tyrimus, aiškindamas refrakciją ir dėl to įvykusį objektų vizualinį padidėjimą. Ptolemėjus veikale „Optika“ aprašė degių stiklų savybes. Tačiau tuo metu visos šios savybės nebuvo naudojamos. Ir tik po kelių šimtmečių jie buvo naudojami praktikoje.
Hansas Jansenas kartu su sūnumi Zachary 1550 metais sukūrė patį pirmąjį prietaiso modelį: į vieną vamzdelį įdėjo du lęšius, taip padidindami penkiasdešimt kartų. Tai vienas iš galimų atsakymų į klausimą, kas išrado primityvųjį mikroskopą. O Galilėjus 1610 m. atrado, kad atskiriant tai, ką jis išrado, galima padidinti ir mažus objektus. Būtent šis mokslininkas buvo pradėtas laikyti tuo, kuris išrado pirmąjį mikroskopą, susidedantį iš neigiamų ir teigiamų lęšių. Po šios datos šios srities tyrimai pradėjo sparčiai vystytis.
XVII amžius – didelių atradimų metas
Šiame amžiuje įvyko tikra mokslo ir technologijų revoliucija, kuri tapo daugelio pagrindu šiuolaikiniai mokslai: biologija, medicina, fizika, matematika. Buvo padaryti didžiuliai atradimai ir dideli išradimai. Būtent tuo metu mikroskopai labai patobulėjo ir tapo svarbia kiekvieno tyrinėtojo dalimi. Tačiau niekas tiksliai nepasakė, kas išrado mikroskopą arba kas turėtų būti laikomas jo kūrėju. Remiantis viena nuomone, aptariamo prietaiso kūrėjas yra A. Kircheris, kuris 1646 m. aprašė prietaisą, vadinamą „blusų stiklu“. Iš ko jis susidėjo?
Tai buvo padidinamasis stiklas, sumontuotas ant vario pagrindo, kuris laikė sceną. Pačiame apačioje buvo kažkas, kas atspindėjo šviesą ir apšvietė objektą. Naudodami varžtą galite perkelti padidinamąjį stiklą ir pakoreguoti vaizdą. Šis prietaisas tapo šiuolaikinio šviesos mikroskopo prototipu.
C. Huygens okuliarų sistema ir tolesnis įrenginio tobulinimas
Šios sistemos sukūrimas buvo didelis žingsnis kuriant mikroskopus. Pavyko gauti bespalvį vaizdą, kuris leido padidinti tiriamų objektų aiškumą. Mokslininkas K. Drebelis XVII amžiaus pradžioje padarė sudėtingą mikroskopą, susidedantį iš dviejų lęšių: pirmasis nukreiptas į objektą, antrasis į tyrinėtojo akį.
Tuo pačiu metu pirmieji naudojo abipus išgaubtus akinius, kurie davė apverstą padidintą vaizdą. 1661 m. jis patobulino įrenginį, pridėdamas dar vieną objektyvą. Šis tipas tapo populiariausiu daugeliui mikroskopų modelių iki XVIII amžiaus vidurio. Kitas išradėjas Antony Van Leeuwenhoek taip pat priskiriamas mikroskopo išradimui. Priežastis – didžiulis jo indėlis kuriant aptariamą įrenginį. Laisvalaikiu šlifavo lęšius. Nepaisant to, kad jie buvo palyginti nedideli, padidinimas buvo stulbinantis – 350-400 kartų.
Mikroskopo įtaka mikrobiologijai
Naudodamas savo lęšius, Leeuwenhoek sukūrė savo prietaisą ir pradėjo tyrinėti įvairius objektus. Taigi per vieną mažą sferinį objektyvą jis nešvaraus vandens laše pamatė daug mažiausio dydžio gyvų būtybių. Buvo padaryta išvada, kad egzistuoja tam tikra mikroskopinė gyvybė. Leeuwenhoekas pradėjo jį studijuoti, o tai reiškė kito naujo mokslo – mikrobiologijos – pradžią. 1861 metais mokslininkas savo atradimą pristatė Karališkajai Londono draugijai ir gavo mikroskopų išradėjo bei didžiausio tyrinėtojo vardą.
Pasirodo, jis yra tas, kuris išrado mikroskopą. Iki šiol aprašyti įrenginiai patyrė didelių pokyčių. Atsirado modelių, kuriuose vaizdams gaminti naudojama ne šviesa, o elektronų srautai, o kartais ir lazerio spinduliuotė. Tam naudojami ir kompiuteriniai skaičiavimai. Mikroskopas tapo vienu iš svarbiausių gamtos mokslų tyrimų instrumentų, naudojamas chemijoje, biologijoje ir fizikoje.
Elektroninis mikroskopas
Jei paklaustumėte savęs, kas išrado elektroninį mikroskopą, teisingas atsakymas yra: Šefildo universiteto fizikai. Senasis įrenginys yra pagrįstas perdavimo mikroskopijos metodu, leidžiančiu gauti vaizdo skiriamąją gebą, kurią riboja tik elektronų bangos ilgis. Kurdami perdavimo įrenginį, mokslininkai atsisakė magnetinių lęšių, nes jie daugiausia sumažino skiriamąją gebą.
Difrakcijos bangos praėjo per mėginį, o vaizdas buvo gautas atliekant kompiuterinę analizę. Tai elektroninė pitychografija. Šiek tiek pakeitę dizainą ir šiek tiek kitokį galutinio vaizdo formavimo metodą, mokslininkai sugebėjo penkis kartus padidinti skiriamąją gebą esamame įrenginyje.
Elektroninio mikroskopo veikimo principas
Dabar nebėra taip svarbu, kas pirmasis išrado mikroskopą. Šiais laikais rujose karaliauja visai kiti, daug galingesni įrenginiai, tarp jų ir elektroniniai. Pagal veikimo principą jie panašūs į lengvuosius. Tik juose per mėginį vietoj to praeina elektronai, o vietoj stiklinių lęšių naudojami magnetai.
Tačiau jis yra neryškus dėl magnetiniams lęšiams būdingų aberacijų. Mokslininkai rado būdą, kaip atkurti vaizdus. Tai leido pašalinti magnetus ir atitinkamai iškraipymus iš grandinės.
Kas išrado šviesos mikroskopą? Šiek tiek istorijos
Kas yra optinis mikroskopas? Tai laboratorinė sistema, skirta gauti išdidintus mažų objektų vaizdus jų tyrimo, tyrimo ir praktinio pritaikymo tikslais. Straipsnį pradėjome nuo mikroskopo vystymosi istorijos, bet dabar pažvelkime į šią problemą kitu kampu. Šiuo metu tokio prietaiso reikia ne tik gydytojams ir biologams.
Be jo neįmanoma įsivaizduoti aukštų šiuolaikinių technologijų su dabartiniais surinkimo kontrolės ir gaminių kokybės reikalavimais.
Pakalbėkime apie vieną pasiekimą. 2006 metais vokiečių mokslininkai Mariano Bossi ir Stefan Hell sukūrė nanoskopą – itin galingą optinį mikroskopą, leidžiantį ištirti itin mažus 10 nm objektus, taip pat gauti aukščiausios kokybės 3D vaizdus.
Trumpai apie šiuolaikinių įrenginių galimybes
Šiek tiek nagrinėjome klausimą, kas išrado pirmąjį mikroskopą. O dabar tik keli žodžiai apie šiuolaikinių įrenginių galimybes. 2010 m. iš Izraelio Ješivos universiteto pasirodė naujienos, kad mokslininkams pavyko atsekti, kaip atskiros molekulės juda ląstelės viduje. Tuo pačiu metu vokiečių mokslininkai užfiksavo molekulines transformacijas cheminių reakcijų metu. O metais anksčiau Charkovo fizikos technikos institute buvo gautas aiškus vieno atomo vaizdas.
Taip pat reikėtų pažymėti, kad šiuo metu šviesos mikroskopai savo galimybėmis vejasi elektroninius mikroskopus.
Pagrindinė mikroskopo dalis yra optinis lęšis. Optinių lęšių šlifavimo menas ir pirmieji bandymai juos panaudoti siekia senovės laikus.
XVI-XVII a. šis menas pasiekė didelę plėtrą, ypač Olandijoje ir Italijoje. Akinių paklausa taip pat sukėlė atitinkamą pramonę. Akiniai praktiškai galėjo atsirasti tik išmokus šlifuoti stiklus su dideliu židinio nuotoliu (XIII a. pabaiga, spėjama, 1285-1289 m.). Greičiausiai juos sukūrė Florencijos Salvino d'Amarto degli Armati arba jo tėvynainis Alessandro della Spina, Roger Bacon (apie 1214–1294) idėjomis, nors informacijos apie tai nėra laikomos pakankamai patikimomis. Vienaip ar kitaip, pirmoje XIV amžiaus pusėje. akiniai jau buvo paplitę ir plačiai naudojami Europoje.
Tačiau prireikė dar dviejų šimtmečių, kol buvo įgyvendinta mikroskopo idėja, kuri tikriausiai egzistavo nuo Bekono laikų, o optiniai lęšiai buvo pradėti naudoti kaip prietaisas, leidžiantis pamatyti „nematomą“. Tik į XVI amžiaus pabaigą. Optinių lęšių gamybos technika ir jų naudojimo praktika sudaro sąlygas mikroskopo gamybai, ir tik XVII a. Gamtai tyrinėti naudojami didinamieji stiklai.
XVI–XVII amžių sandūroje. Beveik vienu metu buvo išrasti du instrumentai, kurie suteikė neįkainojamų paslaugų moksle: teleskopas ir mikroskopas. Mikroskopo išradimo istorija vis dar nėra gerai suprantama ir dažnai ją pakeičia nepatikrinta informacija.
Dar visai neseniai dauguma istorikų mikroskopo išradėjais laikė olandų optikos meistrus Hansą ir Zachariasą Janssenus, kurie Midlburge užsiėmė akinių gamyba. Tačiau S. L. Sobolas (1941-1943, 1949), remdamasis esamos istorinės dokumentacijos kritine analize, ginčija šią poziciją. Pasak S. L. Sobolo, prieš mikroskopo išradimą buvo išrastas teleskopas. Pirmąjį mikroskopo prototipą, Sobolo nuomone, sukūrė Galilėjus 1609–1610 m. pailginant teleskopą (jo sugalvotą kiek anksčiau) ir padidinant atstumą tarp įgaubto okuliaro ir išgaubto lęšio. Galilėjus, matyt, pastebėjo, kad dėl to teleskopas padidino netoliese esančius nedidelius objektus. Toliau stengdamasi gauti trumpesnio židinio nuotolio lęšius, „Galileo“ patobulino pradinį mikroskopo dizainą sumažindama vamzdžio ilgį.
Tačiau paskesnis mikroskopo dizainas nuėjo kitu keliu, remiantis Keplerio pasiūlytu optiniu instrumentu, kuriame buvo naudojamas okuliaras ir objektyvas pavienių išgaubtų lęšių pavidalu, kurie davė atvirkštinį (apverstą) vaizdą. Tokio instrumento idėją Kepleris iškėlė dar 1611 m., o 1613–1617 m. Tai buvo pirmas kartas, kai buvo pastatytas toks teleskopas.
Todėl, S. L. Sobolo nuomone, mikroskopo išradimas turėtų būti priskirtas 1617–1619 m. Bet kuriuo atveju vienas pirmųjų mikroskopų, apie kurį buvo išsaugota informacija, datuojamas 1619 m. – Drebbelio mikroskopu. Kornelijus Drebbelis (1572-1634), gimęs valstietis, išgarsėjo per eksperimentus, kuriuose nepaprastos fizikos žinios buvo maišomos su magija, o mokslas - su keiksmažodžiais. Nugyvenęs kupiną nuotykių gyvenimą, Drebbelis tapo Anglijos karaliaus Jokūbo I dvaro astrologu. Drebbelis dalyvavo kuriant daugybę fizinių instrumentų, įskaitant mikroskopus. Drebbelio pagaminti mikroskopai, kurių išradėjas jis teigė, išplito visoje Europoje, prasiskverbdami nuo Anglijos iki Prancūzijos ir Italijos. Parodyta Drebbelio mikroskopo rekonstrukcija, atlikta S. L. Sobolo nurodymu remiantis 1619 m. aprašymu. Šio mikroskopo vamzdis yra apie pusės metro ilgio, apie 5 cm skersmens; jis buvo pagamintas iš paauksuoto vario ir buvo paremtas trijų varinių delfinų ant apvalaus juodmedžio stovo. Ant stendo, rašo amžininkas, „buvo sudėti įvairūs daiktai, į kuriuos žiūrėjome iš viršaus beveik neįtikėtinai padidintu pavidalu“.
Per pirmuosius keturis dešimtmečius mikroskopo projektavimas vystėsi lėtai, tačiau vietoj akinių tipo lęšių palaipsniui buvo pradėti naudoti trumpesnio židinio nuotolio lęšiai. Vokiečių gamtininkas Kircheris (Atanasius Kircher, 1601–1680) Romoje paskelbė esė „Didysis šviesos ir šešėlio menas“ (Ars magna lucis et umbrae), kurioje pateikė tuo metu egzistavusių mikroskopų sąrašą. S. L. Sobol, 1949).
XVII amžiaus pradžioje mikroskopas buvo traktuojamas pirmiausia kaip smalsus žaislas, su kuriuo savo malonumui buvo galima apžiūrėti. maži vabzdžiai ir apskritai įvairūs smulkūs objektai, tačiau kuriuos mažai kas laikė rimtu moksliniu instrumentu. To meto „mikroskopai“ buvo vamzdelis su dviem stikliukais galuose; jie buvo vadinami „blusų stiklu“ arba „uodų stiklu“ (vitrium pulicarium), o tai atspindėjo šiam laikotarpiui būdingą nerimtą požiūrį į instrumentą, kuris dažniausiai stebindavo vaizdo dydžiu. Žymus lenkų astronomas Hevelius (Jan Heveliusz, 1611-1687) savo „Selenografijoje“, išleistoje Gdanske, tokį „mikroskopą“ apibūdina taip: „Mikroskopas, kuris paprastai vadinamas uodų stiklu, rodo mažus kūnelius ir vos vos. pastebimi kupranugario ar dramblio dydžio gyvūnai, todėl tai sukelia didžiulę nuostabą ir linksmybes. Jį sudaro du stiklai ir maždaug colio ilgio vamzdis, prieš kurį dedamas objektas. Vienas stiklas, esantis šalia akies, yra išgaubtas, sumaltas iš mažo rutulio segmento, kurio skersmuo ne didesnis kaip du coliai; kitas stiklas, esantis prie pagrindo, kur yra aptariami objektai, yra paprastas plokščias stiklas, kurio paskirtis – perduoti šviesą. Taigi linksmybėms naudojami „mikroskopai“ dažniausiai buvo paprasti didinamieji stiklai arba, kaip vėliau buvo vadinami, „paprasti mikroskopai“. Tačiau kartu su tuo Hevelius aprašo ir dviejų išgaubtų lęšių „sudėtinį mikroskopą“, pavyzdžiui, Drebbelio mikroskopą, dėl kurio jis pažymi, kad „naudojant šį metodą, būsimi mažiausi objektai, nepatekę į akis, atrodys aiškesni ir ryškesni nei pirmasis mikroskopas.“ (t. y. „blusų stikle“).
Mikroskopo naudojimą moksliniams tikslams pirmasis pradėjo Federico Cesi (1585-1630) Romos Academia dei Lincei (Galileo buvo vienas iš jos narių). Matyt, italų gamtininkas Stelluti (Francesco Stelluti, 1577-1646) vienas pirmųjų mikroskopu pradėjo tirti biologinį objektą – bitę.
Pirmuosiuose mikroskopuose nebuvo nei apšvietimo, nei židinio keitimo prietaisų. Objektai juose buvo apžiūrimi dienos šviesoje krintančioje šviesoje. Natūralu, kad šie mikroskopai gamino labai prastus ir iškraipytus vaizdus.
Pirmasis mikroskopo patobulinimas ir šio prietaiso, kaip mokslinio instrumento, reklama yra susiję su iškilaus anglų fiziko Roberto Huko (1635–1703), kuris pirmą kartą savo mikroskopu atrado „ląsteles“ augaluose, vardu. Taigi ląstelės sąvokos atsiradimas beveik sutampa su mikroskopo atsiradimo ir mikroskopijos gimimo laikotarpiu.
Hukas buvo susipažinęs su mikroskopu, kurį Drebbelis atvežė į Angliją 1619 m. Būdamas išradėjas pagal mentalitetą, Hooke'as susidomėjo naujuoju įrenginiu ir išsikėlė tikslą rekonstruoti Drebbelio mikroskopą. Hooke'ui pavyko sukurti instrumentą, kuris turėjo daug pranašumų, palyginti su esamais mikroskopais. „Micrographia“ (1665 m.) Hukas išsamiai apibūdino ir atvaizdavo savo mikroskopą. Vamzdis buvo apie 8 cm skersmens ir apie 18 cm ilgio, jame buvo įrengti prietaisai, skirti šiek tiek pakeisti objektyvo atstumą nuo objekto ir pakeisti vamzdelio polinkį. Reikšmingas mikroskopo optinės dalies pokytis buvo trečiojo abipus išgaubto lęšio, patalpinto tarp okuliaro ir objektyvo, įvedimas; Sumažinus vaizdą, šis objektyvas padarė jį aiškesnį ir padidino matymo lauką. Daiktas buvo dedamas ant mažo apvalaus disko arba buvo suvertas ant kaiščio, esančio disko šone. Prie mikroskopo buvo pritvirtintas apšvietimo aparatas, kurį sudarė šviesos šaltinis, stiklinis rutulys, pripildytas vandens, ir abipus išgaubtas lęšis, koncentruojantis šviesą į objektą. Taigi Huko mikroskopu objektas buvo apžiūrėtas krintančioje šviesoje. Naudodamas šį mikroskopą, Hukas atliko nuostabiai subtilius stebėjimus, kurių aprašymas jo „Micrographia“ pridedamas prie gražių iliustracijų, parodančių šio pirmojo mikroskopininko stebėjimų subtilumą.
Kartu su Hooke'u Eustachius Divini (1667) dirbo Romoje, kad patobulintų mikroskopą ir padarė okuliarą, sudarytą iš dviejų plokščiai išgaubtų lęšių, kurių išgaubti paviršiai buvo nukreipti vienas į kitą. Taip buvo sukurtas plokščias matymo laukas ir vienodesnis skirtingų žiūrimo objekto dalių padidinimas. Dieviškieji lęšiai padidinami nuo 41 iki 143 kartų. Keletas kitų meistrų Italijoje dalyvavo kuriant mikroskopus ir prisidėjo prie naujojo prietaiso plitimo.
1672 m. vokiečių optikas Sturmas pristatė naują mikroskopo patobulinimą: vietoj objektyvo su vienu lęšiu jis pagamino objektyvus iš dviejų lęšių: plokščio išgaubto ir abipus išgaubto arba iš dviejų abipus išgaubtų skirtingų išlinkimų lęšių („dubletų“). ). Taigi praktikoje naudojami mikroskopai su kelių lęšių deriniu okuliare ir objektyve. Vienos inžinierius Grindel von Ach sukūrė mikroskopą su 6 lęšiais 1685 m. Bendra formaŠis mikroskopas labai panašus į Drebbelio mikroskopo aprašymą.
Naują mikroskopo konstrukcijos pakeitimą (apie 1665 m.) pristatė italas Camiaani (Giuseppe Campani), kurio mikroskopas turėjo skylę scenoje ir spaustukus stiklo ar žėručio plokštelėms su daiktais. Jo mikroskopą sudarė du lęšiai. Tortona (Carl Anton Tortona) naudojo tą patį dizainą savo trijų lęšių mikroskopui (apie 1685 m.). Tortonos mikroskopą sudarė vamzdelis, į kurio viršutinį galą buvo įkištas okuliaras, tada surinkimo lęšis, o apačioje pritvirtintas lęšis. Visi lęšiai buvo abipus išgaubti lęšiai. Ant vamzdelio buvo prisukamas žiedas, sujungtas su daiktų laikikliu, susidedančiu iš dviejų stiklų, tarp kurių buvo įdėtas daiktas, žiūrimas skleidžiamoje šviesoje.
Pavaizduotas Bonannus mikroskopo modelis – vienas sudėtingiausių XVII amžiaus pabaigos modelių. Pagrindas paimtas iš Tortonos mikroskopo, papildytas daugybe prietaisų. Bonanus mikroskopas sukurtas taip, kad, tvirtai fiksuodamas instrumento padėtį, išlaisvina stebėtojo rankas (Tortonos mikroskopus, kaip ir pirmuosius Bonanus mikroskopus, reikėjo laikyti rankose) ir maksimaliai sutelkia šviesą į objektą. Mikroskopą sudaro vamzdelis (AB), kuriame yra lęšiai. Sraigtas Z fiksuoja vertikalią vamzdžio padavimą, sumontuotą laikiklyje U. RTG įrenginys, kurio dalis parodyta atskirai, leidžia judinti vamzdelį pirmyn ir atgal, t.y. keisti židinio nuotolį. Tai pirmasis bandymas su mechaniniu įtaisu, skirtu fokusuoti, fiksuojant objektą nejudantį. Objektas dedamas į specialų kompaktinių diskų laikiklį, įspraustą tarp dviejų stiklų, įkomponuotų į medines plokštes I. Objektą apšviečia lempa Q, kurios šviesą koncentruoja kondensatorius O; kondensatorius gali judėti horizontalia ir vertikalia plokštuma. Bonanus mikroskope jau yra vėlesnio mikroskopo pagrindinių mechaninių dalių ir prietaisų užuomazgos: mechaninis vamzdelio padavimas, apšvietimas ir scena. Objektas buvo apžiūrėtas praleidžiamoje šviesoje; Bonanas šiam tikslui vėl pristatė dirbtinį apšvietimą.
Jo mikroskopo optines dalis sudarė trys ar keturi lęšiai, padidinantys 200–300 kartų.
Nepaisant visų šių naujovių, mikroskopas išliko labai netobulas instrumentas, nes naudojant kombinuotas lęšių sistemas buvo ryškiai juntamos sferinės ir chromatinės aberacijos, smarkiai iškraipančios vaizdus esant bet kokiam dideliam padidinimui. Čia reikia ieškoti priežasties, kad kai kurie iškilūs tyrinėtojai XVII–XVIII a. nebuvo naudojamas joks sudėtinis mikroskopas.
Swammerdam – nuostabi XVII amžiaus zootoma, garsėjanti smulkių daiktų, ypač vabzdžių, skrodimo menu, naudojo tik paprastą padidinamąjį stiklą. Jis sukūrė įrenginį, kuriame buvo galima greitai pakeisti įvairaus didinimo didinamuosius stiklus, o šio prietaiso pagalba nuosekliai pereidavo nuo silpnų lęšių prie stiprių, nesiimdamas jų derinimo.
Leeuwenhoekas, antrasis puikus olandų mikroskopas, taip pat nenaudojo tikro sudėtinio mikroskopo. Leeuwenhoeko „mikroskopai“ iš tikrųjų buvo didinamieji stiklai. Pavaizduotas vienas iš panašių Leeuwenhoek instrumentų. Jį sudarė dvi sidabrinės plokštelės su skylute, į kurią buvo įkištas lęšis; Užpakalyje yra daiktų laikiklis. Stebėtojas paėmė „mikroskopą“ už specialios rankenos ir apžiūrėjo objektus skleidžiamoje šviesoje. Leeuwenhoek'as turėjo pagaminti skirtingus laikiklius skirtingiems objektams, ir tam jis pagamino naujus įrankius. Pasak jo paties, Leeuwenhoekas turėjo 200 „mikroskopų“, kurie padidino nuo 40 iki 270 kartų. Tik išskirtiniai stiklo šlifavimo įgūdžiai leido Leeuwenhoek gaminti lęšius su tokiu nuostabiu padidinimu (juk su vienu objektyvu buvo pasiektas 270 kartų padidinimas), o stebėtojo budrumas leido Leeuwenhoek padaryti nuostabių atradimų.
Tai įrankiai, su kuriais jie dirbo ir gamino išskirtiniai atradimai XVII amžiaus mikroskopų Nuostabu, kaip tokiais primityviais instrumentais buvo galima aprašyti kartais nuostabiai tikslias detales, kurias randame jų kūryboje. Akivaizdu, kad atkaklumas, galimybė atrasti naujus, nežinomus faktus padėjo įveikti sunkumus, kuriuos stebėtojui sukėlė mikroskopas m. ankstyvas laikotarpis jos kilmės.
Prie to, kas pasakyta, reikia pridurti, kad tiriami objektai buvo tiriami be jokio apdorojimo, tiesiai ore, dedami ant stiklo (kartais tarp dviejų stiklų) arba susmeigti ant adatos. Didelis skirtumas tarp oro ir objekto lūžio rodiklių sukėlė papildomų sunkumų studijuojant. Galiausiai, nepaisant išskirtinių įgūdžių šlifuoti lęšius, to meto akiniai sukeldavo ryškią chromatinę aberaciją, ypač jautrią sudėtinguose mikroskopuose, kur vienos stiklų sistemos trūkumus sustiprino antra sistema – okuliaras.
Vargu ar kuris iš šiuolaikinių patyrusių mikroskopų, išlepintas naujausių achromatinių mikroskopų, XVII amžiuje naudotų instrumentų pagalba galėtų ištirti, ką matė iškilūs to meto mikroskopai. Paprastas šiuolaikinis mokyklinis mikroskopas yra šedevras, su kuriuo negalima lyginti šių senovinių mikroskopų. Ir vis dėlto su jų pagalba buvo atrasti nuostabūs faktai. Vienas iš jų – atradimas XVII a. ląstelių struktūra augalai.
Jei radote klaidą, pažymėkite teksto dalį ir spustelėkite Ctrl + Enter.
Mikroskopas yra unikalus optinis instrumentas, leidžiantis apžiūrėti, tirti ir matuoti mažiausius nematomus objektus ir struktūras. žmogaus akimis. Jos pagalba buvo padaryta daug atradimų, pakeitusių žmonijos likimą, atsirado naujas mokslas – mikrobiologija. Yra žinoma, kad, leidžiant objektus padidinti šimtus ir tūkstančius kartų, jis bėgant metams buvo tobulinamas. Šiame straipsnyje mes apsvarstysime, kas išrado pirmąjį mikroskopą ir padėjo pamatus žmogaus akiai neprieinamų Visatos objektų tyrinėjimui.
Pirmojo mikroskopo sukūrimo istorija
Tai, kad lenkti paviršiai gali vizualiai padidinti objektus, buvo žinoma dar prieš mūsų erą. 1550 metais šios neįprastos savybės buvo panaudotos olandų akinių gamintojo sukurtame įrenginyje. Jo vardas buvo Hansas Jansenas, su sūnaus pagalba jis pagamino prietaisą, kuris leido objektus padidinti 30 kartų. Tai buvo įmanoma naudojant du lęšius, įdėtus į vieną vamzdelį. Pirmasis iš jų padidino tiriamą objektą, o antrasis sustiprino efektą, todėl gautas vaizdas buvo didesnis. Tačiau sukonstruotas prietaisas nebuvo plačiai pritaikytas, todėl mikroskopo išradimo istorija tęsėsi kitų tyrinėtojų darbuose:
- Galilėjus Galilėjus- sukūrė įrenginį, susidedantį iš dviejų tipų lęšių. Išgaubti ir įgaubti optiniai elementai leido pasiekti geresnių vaizdų ir didesnį objektų padidinimą. Šis įvykis įvyko 1609 m.;
- Kornelijus Drebbelis– žymiai patobulino sudėtinį mikroskopą padidinimui naudojant du išgaubtus lęšius;
- Christianas Huygensas– sukūrė reguliuojamą okuliarų sistemą, kuri buvo didžiulis laimėjimas mikropasaulio tyrimo srityje.
Visi minėti mokslininkai įnešė neįkainojamą indėlį kuriant svarbų optinį instrumentą. Tačiau mikroskopo išradimo ir platinimo istorija prasideda nuo Leeuwenhoeko sukurtų prietaisų. Garsusis olandas nebuvo mokslininkas, jo atradimai buvo pagrįsti tik mėgėjų susidomėjimu. Leeuwenhoeko mikroskopas turėjo tik vieną, bet labai stiprų lęšį, kuris leido vaizdą padidinti kelis šimtus kartų. Toks prietaisas leido išsamiai ir aiškiai ištirti tyrimo objektą. Jį naudodamas Leeuwenhoekas žmogaus kraujyje atrado raudonųjų kraujo kūnelių ir ištyrė skaidulas raumenų audinys, taip pat pirmą kartą pamatė bakterijas. Šis mikroskopas buvo pirmasis tokio tipo prietaisas, įvežtas į Rusiją Petro I užsakymu. Jo neabejotinas pranašumas prieš sudėtinį mikroskopą buvo vaizdo defektų nebuvimas dėl kelių lęšių.
Šiuolaikiniai atradimai ir pasiekimai
Šiuolaikiniai mikroskopai, palyginti su pačiais pirmaisiais modeliais, gerokai pasikeitė ir patobulėjo. Pasirodė Elektroniniai prietaisai, kurios leidžia daug kartų padidinti vaizdą naudojant elektronų srautą, o ne šviesą. Kas išrado elektroninį mikroskopą? XX amžiaus 30-aisiais vokiečių inžinierius R. Rudenbergas užpatentavo perdavimo įrenginį su elektronų fokusavimu. Šis prietaisas buvo vadinamas šviesos mikroskopu ir tapo plačiai naudojamas daugelyje mokslinių tyrimų.
Dar pažangesnis modelis yra nanoskopas. Tai moderniausias optinio mikroskopo tipas, leidžiantis stebėti fantastiškai mažus objektus. Šio prietaiso pagalba tapo įmanoma tirti mikropasaulio elementus, kurių matmenys mažesni nei 10 nanometrų. Be to, įrenginys leidžia gauti aukštos kokybės trimačius vaizdus. Kuris mokslininkas pirmasis išrado tokių galimybių mikroskopą? Prie nanoskopo atradimo dirbo visa grupė mokslininkų, vadovaujamų vokiečių tyrinėtojo Stefano Hello. Garsus išradėjas ir fizikos mokslų daktaras gavo Nobelio premiją už neįkainojamą indėlį plėtojant optines technologijas.
Šiuolaikinių instrumentų pagalba tapo įmanoma stebėti unikalūs reiškiniai ir padaryti sensacingų atradimų. Mokslininkai sugebėjo atsekti atskirų molekulių judėjimą ląstelės viduje, gauti aiškų atomo vaizdą, taip pat užfiksuoti molekulinius pokyčius cheminė reakcija. Žinoma, tas, kuris išrado pirmąjį mikroskopą, įnešė neįkainojamą indėlį į visos žmonijos vystymąsi.
