Šiuolaikiniame pasaulyje mikroskopas laikomas nepakeičiamu optiniu prietaisu. Be jo sunku įsivaizduoti tokias žmogaus veiklos sritis kaip biologija, medicina, chemija, kosmoso tyrimai, genų inžinerija.


Mikroskopai naudojami įvairiems objektams tirti ir leidžia labai detaliai pamatyti plika akimi nematomas struktūras. Kam žmonija skolinga už šio naudingo prietaiso atsiradimą? Kas ir kada išrado mikroskopą?

Kada pasirodė pirmasis mikroskopas?

Prietaiso istorija siekia senovės laikus. Išlenktų paviršių gebėjimą atspindėti ir laužyti saulės šviesą III amžiuje prieš Kristų pastebėjo tyrinėtojas Euklidas. Savo darbuose mokslininkas rado paaiškinimą dėl vizualinio objektų padidinimo, tačiau tada jo atradimas nerado praktinio pritaikymo.

Seniausios žinios apie mikroskopus siekia XVIII a. 1590 metais olandų meistras Zachary Jansen į vieną vamzdelį įdėjo du akinių lęšius ir galėjo matyti objektus, padidintus nuo 5 iki 10 kartų.


Vėliau garsusis tyrinėtojas Galilėjus Galilėjus išrado teleskopą ir atkreipė dėmesį į įdomią savybę: nutolus jį toli vienas nuo kito, galima gerokai padidinti mažus objektus.

Kas sukūrė pirmąjį optinio įrenginio modelį?

Tikras mokslinis ir techninis lūžis kuriant mikroskopą įvyko XVII a. 1619 metais olandų išradėjas Cornelius Drebbel išrado mikroskopą išgaubtais lęšiais, o amžiaus pabaigoje kitas olandas Christiaanas Huygensas pristatė savo modelį, kuriame buvo galima reguliuoti okuliarus.

Pažangesnį įrenginį išrado išradėjas Anthony Van Leeuwenhoekas, sukūręs įrenginį su vienu dideliu objektyvu. Per ateinantį pusantro šimtmečio šis gaminys užtikrino aukščiausią vaizdo kokybę, todėl Leeuwenhoekas dažnai vadinamas mikroskopo išradėju.

Kas išrado pirmąjį sudėtinį mikroskopą?

Yra nuomonė, kad optinį įrenginį išrado ne Leeuwenhoekas, o Robertas Hooke'as, kuris 1661 metais patobulino Huygenso modelį, pridėdamas prie jo papildomą objektyvą. Gautas prietaiso tipas tapo vienu populiariausių mokslo bendruomenėje ir buvo plačiai naudojamas iki XVIII amžiaus vidurio.


Vėliau daugelis išradėjų prisidėjo kuriant mikroskopą. 1863 m. Henris Sorby išrado poliarizacinį įrenginį, kuris leido tyrinėti , o 1870-aisiais Ernstas Abbe sukūrė mikroskopų teoriją ir atrado bematę reikšmę „Abbe skaičius“, kuri prisidėjo prie pažangesnės optinės įrangos gamybos.

Kas yra elektroninio mikroskopo išradėjas?

1931 m. mokslininkas Robertas Rudenbergas užpatentavo naują įrenginį, galintį padidinti objektus naudojant elektronų pluoštus. Prietaisas buvo vadinamas elektroniniu mikroskopu ir buvo plačiai pritaikytas daugelyje mokslų dėl savo didelės skiriamosios gebos, tūkstančius kartų didesnės už įprastą optiką.

Po metų Ernstas Ruska sukūrė modernaus elektroninio prietaiso prototipą, už kurį buvo apdovanotas Nobelio premija. Jau ketvirtojo dešimtmečio pabaigoje jo išradimas buvo pradėtas plačiai naudoti moksliniuose tyrimuose. Tuo pačiu metu Siemens pradėjo gaminti elektroninius mikroskopus, skirtus komerciniam naudojimui.

Kas yra nanoskopo autorius?

Novatoriškiausias optinio mikroskopo tipas šiandien yra nanoskopas, kurį 2006 metais sukūrė vokiečių išradėjo Stefan Hell vadovaujama mokslininkų grupė.


Naujasis įrenginys leidžia ne tik įveikti Abbe skaičiaus barjerą, bet ir suteikia galimybę stebėti objektus, kurių matmenys 10 nanometrų ar mažesni. Be to, prietaisas suteikia aukštos kokybės trimačius objektų vaizdus, ​​kurių anksčiau nebuvo galima gauti naudojant įprastus mikroskopus.

XXI amžiuje biologijos raida sparčiai progresuoja. Šiandien ši profesija atgavo populiarumą, daugelis tėvų šiuo keliu siekia siųsti savo jaunus mokslininkus. Iš tiesų, žinios apie atradimus beveik kasdien ateina iš visų pasaulio kampelių. Žmonija bręsta intelektualiai. Tie, kurie išrado mikroskopu– tikri genijai ir profesionalai, jie leido civilizacijai augti ne tik medicinoje ir žinių apie evoliuciją srityje, bet ir visose kitose mokslo ir pramonės šakose. Jų dėka gyvybės formos aktyviai tiriamos tiek ląstelių, tiek molekuliniu lygmeniu, be to, kolosalūs rezultatai pasiekti metalurgijoje, geologijoje, mechanikos inžinerijoje. Jų vardai nusipelno pagarbos ištisoms kartoms, kurioms buvo suteikta laimė mėgautis šiuolaikiniais privalumais.

Kas išrado mikroskopą- Galbūt čia jaunieji biologai, protingi vaikai ir tiesiog smalsūs intelektualai turėtų pradėti savo nuostabią kelionę į mikropasaulį, kupiną daugybės paslapčių ir paslapčių, stebinančių ir džiuginančių, nepaisant stebėtojo amžiaus. Šis naudingas išradimas buvo daugelio metų kruopštaus kelių išradėjų darbo vaisius – puikus smūgis į taikinį, kurio kiti tiesiog nematė. Prisiminkime juos ir įvertinkime kiekvieno neįkainojamą indėlį.

„Galileo Galilei“, priklausęs astronomijai, suprojektavo ir sukonstravo teleskopą, kurio optinė konstrukcija netrukus buvo panaudota pirmuosiuose sudėtiniuose mikroskopuose. Modifikuotas prietaisas buvo vadinamas „mažąja akimi“ arba „Occhiolino“. Ar galima sakyti, kad jis jį išrado 1609 m., būdamas labai toli nuo bet kokių biologinių eksperimentų (išskyrus galbūt vabzdžių stebėjimą, kuris buvo pomėgis)? Su tam tikru tempimu tikriausiai taip. Ir daugumos enciklopedijų jų nuomonė yra vieninga.

Praėjus daugiau nei 6 dešimtmečiams, Antonie van Leeuwenhoek išrado patobulintą mikroskopą, galintį apžiūrėti augalų ląsteles ir net vienaląsčius organizmus, tokius kaip euglena ir blakstienas. Iš esmės tai buvo prietaisas, sudarytas iš įžeminto lęšio, pritvirtinto ant metalinės plokštės. Nepaisant akivaizdaus paprastumo, jis buvo galingiausias, padidinęs daugiau nei 270 kartų! Mėginiai buvo apšviesti naudojant natūralią šviesą, nukreiptą į juos iš atviro lango arba degančios žvakės.

Nuo 1870 m., Ernstui Abbe sukūrus mikroskopijos teoriją, gamintojai gavo paruoštas technologijas, o vokiečių kompanija Carl Zeiss pirmą kartą ėmėsi masinės gamybos, užsitikrinusi lyderystę ir net monopoliją daugeliui metų.

XIX ir XX a buvo pažymėti specializuotų mikroskopų, pavyzdžiui, poliarizacinių, liuminescencinių ir metalografinių, sukūrimu. Be klasikinių tyrimo metodų (šviesus ir tamsus laukas), plačiai naudojamas fazinis kontrastas. Šiuolaikinėmis sąlygomis vaizdas fiksuojamas skaitmeniniu būdu – fotografuojama, filmuojama. Tai pasirodė įmanoma po to, kai atsirado vaizdo okuliaras, leidžiantis rodyti vaizdą kompiuterio ekrane on-line.

Kad ir ką sakytumėte, mikroskopas yra vienas iš svarbiausių mokslininkų įrankių, vienas iš pagrindinių ginklų, padedančių suprasti mus supantį pasaulį. Kaip atsirado pirmasis mikroskopas, kokia yra mikroskopo istorija nuo viduramžių iki šių dienų, kokia yra mikroskopo sandara ir darbo su juo taisyklės, atsakymus į visus šiuos klausimus rasite mūsų straipsnyje. Taigi pradėkime.

Mikroskopo sukūrimo istorija

Nors pirmuosius didinamuosius lęšius, kurių pagrindu iš tikrųjų veikia šviesos mikroskopas, archeologai rado kasinėdami senovės Babilone, vis dėlto pirmieji mikroskopai pasirodė viduramžiais. Įdomu tai, kad istorikai nesutaria, kas pirmasis išrado mikroskopą. Kandidatai į šį garbingą vaidmenį yra tokie garsūs mokslininkai ir išradėjai kaip Galileo Galilei, Christiaan Huygens, Robert Hooke ir Antoni van Leeuwenhoek.

Taip pat verta paminėti italų gydytoją G. Fracostoro, kuris dar 1538 m. pirmasis pasiūlė sujungti kelis lęšius, kad būtų gautas didesnis didinimo efektas. Tai dar nebuvo mikroskopo sukūrimas, tačiau jis tapo jo atsiradimo pirmtaku.

O 1590 m. tam tikras olandų akinių gamintojas Hansas Yasenas pasakė, kad jo sūnus Zachary Yasenas išrado pirmąjį mikroskopą; viduramžių žmonėms toks išradimas buvo panašus į mažą stebuklą. Tačiau nemažai istorikų abejoja, ar Zachary Yasen yra tikrasis mikroskopo išradėjas. Faktas yra tas, kad jo biografijoje yra daug tamsių dėmių, įskaitant jo reputaciją, todėl amžininkai apkaltino Zacharijų klastojimu ir kitų žmonių intelektinės nuosavybės vagyste. Kad ir kaip būtų, mes, deja, negalime tiksliai sužinoti, ar Zakhary Yasen buvo mikroskopo išradėjas, ar ne.

Tačiau Galileo Galilei reputacija šiuo atžvilgiu yra nepriekaištinga. Šį žmogų mes visų pirma žinome kaip puikų astronomą, mokslininką, Katalikų bažnyčios persekiotą dėl jo įsitikinimų, kad Žemė sukasi aplink, o ne atvirkščiai. Tarp svarbių Galilėjaus išradimų yra pirmasis teleskopas, kurio pagalba mokslininkas įsiskverbė į kosmines sferas. Tačiau jo interesų sfera neapsiribojo tik žvaigždėmis ir planetomis, nes mikroskopas iš esmės yra tas pats teleskopas, bet tik atvirkščiai. Ir jei padidinamųjų lęšių pagalba galite stebėti tolimas planetas, tai kodėl gi nepasukus jų galios kita kryptimi - ištirti, kas yra „po nosimi“. „Kodėl gi ne“, tikriausiai pagalvojo Galilėjus, todėl 1609 m. jis jau pristatė plačiajai visuomenei Accademia dei Licei savo pirmąjį sudėtinį mikroskopą, kurį sudarė išgaubtas ir įgaubtas didinamasis lęšis.

Antikvariniai mikroskopai.

Vėliau, po 10 metų, olandų išradėjas Cornelius Drebbel patobulino Galilėjaus mikroskopą, pridėdamas dar vieną išgaubtą lęšį. Tačiau tikrą revoliuciją kuriant mikroskopus padarė olandų fizikas, mechanikas ir astronomas Christianas Huygensas. Taigi jis pirmasis sukūrė mikroskopą su dviejų lęšių okuliarų sistema, kuri buvo achromatiškai sureguliuota. Verta paminėti, kad Huygens okuliarai naudojami ir šiandien.

Tačiau garsus anglų išradėjas ir mokslininkas Robertas Hukas amžiams įėjo į mokslo istoriją ne tik kaip savo originalaus mikroskopo kūrėjas, bet ir kaip žmogus, su jo pagalba padaręs didelį mokslinį atradimą. Būtent jis pirmasis pro mikroskopą pamatė organinę ląstelę ir pasiūlė, kad visi gyvi organizmai susideda iš ląstelių, šių mažiausių gyvosios medžiagos vienetų. Robertas Hukas paskelbė savo stebėjimų rezultatus pagrindiniame darbe „Micrographia“.

1665 metais Londono karališkosios draugijos išleista knyga iškart tapo tų laikų moksliniu bestseleriu ir sukėlė tikrą sensaciją mokslo bendruomenėje. Žinoma, jame buvo graviūrų, vaizduojančių utėles, muses ir augalų ląsteles, padidintas per mikroskopą. Iš esmės šis darbas buvo nuostabus mikroskopo galimybių aprašymas.

Įdomus faktas: Robertas Hooke'as pavartojo terminą „ląstelė“, nes sienomis apribotos augalų ląstelės jam priminė vienuolines ląsteles.

Štai kaip atrodė Roberto Hooke'o mikroskopas, vaizdas iš Micrographia.

Ir paskutinis išskirtinis mokslininkas, prisidėjęs prie mikroskopų kūrimo, buvo olandė Antonia van Leeuwenhoek. Įkvėptas Roberto Hooke'o darbo „Micrographia“, Leeuwenhoekas sukūrė savo mikroskopą. Leeuwenhoeko mikroskopas, nors ir turėjo tik vieną lęšį, buvo itin stiprus, todėl jo mikroskopo detalumo ir padidinimo lygis tuo metu buvo geriausias. Stebėdamas gyvąją gamtą per mikroskopą, Leeuwenhoekas padarė daug svarbiausių mokslinių atradimų biologijoje: pirmasis pamatė raudonuosius kraujo kūnelius, aprašė bakterijas, mieles, eskizavo spermą ir vabzdžių akių struktūrą, atrado ir aprašė daugybę jų formų. . Leeuwenhoeko darbai davė didžiulį impulsą biologijos raidai, padėjo patraukti biologų dėmesį į mikroskopą, todėl jis tapo neatsiejama biologinių tyrimų dalimi net iki šių dienų. Tai yra bendra mikroskopo atradimo istorija.

Mikroskopų tipai

Be to, tobulėjant mokslui ir technologijoms, pradėjo atsirasti vis pažangesni šviesos mikroskopai, pirmasis didinamųjų lęšių pagrindu veikiantis šviesos mikroskopas buvo pakeistas elektroniniu mikroskopu, o vėliau – lazeriniu mikroskopu, rentgeno mikroskopu, kuris suteikė daug geresnį didinimo efektą ir detalumą. Kaip veikia šie mikroskopai? Daugiau apie tai vėliau.

Elektroninis mikroskopas

Elektroninio mikroskopo kūrimo istorija prasidėjo 1931 m., kai tam tikras R. Rudenbergas gavo patentą pirmajam transmisiniam elektroniniam mikroskopui. Tada, praėjusio amžiaus 40-aisiais, pasirodė skenuojantys elektroniniai mikroskopai, kurie savo techninį tobulumą pasiekė jau praėjusio amžiaus 60-aisiais. Jie suformavo objekto vaizdą, nuosekliai perkeldami mažo pjūvio elektroninį zondą per objektą.

Kaip veikia elektroninis mikroskopas? Jo veikimas pagrįstas nukreiptu elektronų pluoštu, pagreitintu elektriniame lauke ir vaizduojančiu ant specialių magnetinių lęšių, šis elektronų pluoštas yra daug trumpesnis už matomos šviesos bangos ilgį. Visa tai leidžia padidinti elektroninio mikroskopo galią ir jo skiriamąją gebą 1000-10 000 kartų lyginant su tradiciniu šviesos mikroskopu. Tai yra pagrindinis elektroninio mikroskopo privalumas.

Taip atrodo modernus elektroninis mikroskopas.

Lazerinis mikroskopas

Lazerinis mikroskopas yra patobulinta elektroninio mikroskopo versija, jo darbas pagrįstas lazerio spinduliu, leidžiančiu mokslininkui stebėti gyvus audinius dar didesniame gylyje.

Rentgeno mikroskopas

Rentgeno mikroskopai naudojami tirti labai mažus objektus, kurių matmenys prilygsta rentgeno bangos dydžiui. Jų darbas pagrįstas elektromagnetine spinduliuote, kurios bangos ilgis yra nuo 0,01 iki 1 nanometro.

Mikroskopinis prietaisas

Mikroskopo konstrukcija priklauso nuo jo tipo, žinoma, elektroninis mikroskopas skirsis nuo šviesos optinio mikroskopo ar nuo rentgeno mikroskopo. Straipsnyje apžvelgsime įprasto šiuolaikinio optinio mikroskopo struktūrą, kuris yra populiariausias tiek tarp mėgėjų, tiek tarp profesionalų, nes jais galima išspręsti daugybę paprastų tyrimų problemų.

Taigi, visų pirma, mikroskopą galima suskirstyti į optines ir mechanines dalis. Optinė dalis apima:

• Okuliaras yra mikroskopo dalis, kuri yra tiesiogiai sujungta su stebėtojo akimis. Pirmuosiuose mikroskopuose jį sudarė vienas lęšis; okuliaro dizainas šiuolaikiniuose mikroskopuose, žinoma, yra šiek tiek sudėtingesnis.
• Lęšis yra praktiškai pati svarbiausia mikroskopo dalis, nes būtent lęšis suteikia pagrindinį padidinimą.
• Šviestuvas – atsakingas už šviesos srautą į tiriamą objektą.
• Diafragma – reguliuoja šviesos srauto, patenkančio į tiriamą objektą, stiprumą.

Mechaninė mikroskopo dalis susideda iš tokių svarbių dalių kaip:

• Vamzdis, tai vamzdelis, kuriame yra okuliaras. Vamzdis turi būti patvarus ir nedeformuotas, kitaip nukentės optinės mikroskopo savybės.
• Pagrindas užtikrina mikroskopo stabilumą veikimo metu. Būtent ant jo pritvirtinamas vamzdelis, kondensatoriaus laikiklis, fokusavimo rankenėlės ir kitos mikroskopo dalys.
• Besisukanti galvutė – naudojama greitai keičiamiems lęšiams, pigiuose mikroskopų modeliuose nėra.
• Objektų lentelė yra vieta, kurioje yra tiriamas objektas ar objektai.

O štai paveikslėlyje pavaizduota smulkesnė mikroskopo struktūra.

Darbo su mikroskopu taisyklės

• Būtina dirbti su mikroskopu sėdint;
• Prieš naudojimą mikroskopą reikia patikrinti ir nuvalyti nuo dulkių minkštu skudurėliu;
• Padėkite mikroskopą priešais save šiek tiek į kairę;
• Verta pradėti darbą su mažu padidinimu;
• Nustatykite apšvietimą mikroskopo regėjimo lauke naudodami elektrinę lemputę arba veidrodį. Žiūrėdami į okuliarą viena akimi ir naudodami veidrodį su įgaubtu šonu, nukreipkite šviesą iš lango į objektyvą, o tada apšvieskite matymo lauką kuo labiau ir tolygiau. Jei mikroskopas yra su apšvietimu, tada prijunkite mikroskopą prie maitinimo šaltinio, įjunkite lempą ir nustatykite reikiamą ryškumą;
• Padėkite mikromėginį ant scenos taip, kad tiriamas objektas būtų po lęšiu. Žiūrint iš šono, nuleiskite lęšį naudodami makrosraigtį, kol atstumas tarp apatinio lęšio lęšio ir mikropavyzdžio taps 4-5 mm;
• Perkeldami mėginį ranka, suraskite norimą vietą ir padėkite jį mikroskopo regėjimo lauko centre;
• Norėdami tirti objektą dideliu padidinimu, pirmiausia turite nustatyti pasirinktą sritį mikroskopo regėjimo lauko centre esant mažam padidinimui. Tada pakeiskite objektyvą į 40 kartų, pasukite revolverį taip, kad jis užimtų darbinę padėtį. Naudodami mikrometrinį varžtą, gaukite gerą objekto vaizdą. Ant mikrometro mechanizmo dėžutės yra dvi linijos, o ant mikrometro varžto yra taškas, kuris visada turi būti tarp eilučių. Jei jis viršija jų ribas, jis turi būti grąžintas į normalią padėtį. Jei šios taisyklės nesilaikoma, mikrometro varžtas gali nustoti veikti;
• Baigę darbą su dideliu didinimu nustatykite mažą didinimą, pakelkite objektyvą, nuimkite mėginį nuo darbo stalo, nuvalykite visas mikroskopo dalis švaria servetėle, uždenkite plastikiniu maišeliu ir padėkite į spintelę.

Šiandien sunku įsivaizduoti žmogaus mokslinę veiklą be mikroskopo. Mikroskopas plačiai naudojamas daugelyje medicinos ir biologijos, geologijos ir medžiagų mokslo laboratorijų.

Mikroskopu gauti rezultatai būtini nustatant tikslią diagnozę ir stebint gydymo eigą. Naudojant mikroskopą kuriami ir pristatomi nauji vaistai, daromi moksliniai atradimai.

Mikroskopas- (iš graikų mikros - mažas ir skopeo - žiūriu), optinis prietaisas, skirtas gauti padidintą vaizdą apie mažus objektus ir jų detales, kurios nematomos plika akimi.

Žmogaus akis geba atskirti objekto detales, kurios viena nuo kitos yra atskirtos mažiausiai 0,08 mm. Naudodami šviesos mikroskopą galite pamatyti dalis, kurių atstumas yra iki 0,2 mikrono. Elektroninis mikroskopas leidžia gauti iki 0,1-0,01 nm skiriamąją gebą.

Mikroskopo – visam mokslui tokio svarbaus prietaiso – išradimas visų pirma buvo dėl optikos vystymosi įtakos. Kai kurias lenktų paviršių optines savybes žinojo Euklidas (300 m. pr. Kr.) ir Ptolemėjas (127–151 m.), tačiau jų didinimo galimybės praktiškai nebuvo pritaikytos. Šiuo atžvilgiu pirmuosius akinius išrado Salvinio degli Arleati Italijoje tik 1285 metais. 16 amžiuje Leonardo da Vinci ir Maurolico parodė, kad mažus objektus geriausia tyrinėti su padidinamuoju stiklu.

Pirmąjį mikroskopą tik 1595 metais sukūrė Zacharijus Jansenas (Z. Jansenas). Išradimas apėmė Zacharius Jansen du išgaubtus lęšius montuodamas viename vamzdyje, taip padėdamas pagrindą sudėtingų mikroskopų kūrimui. Dėmesys tiriamam objektui buvo pasiektas per ištraukiamą vamzdelį. Mikroskopo padidinimas svyravo nuo 3 iki 10 kartų. Ir tai buvo tikras proveržis mikroskopijos srityje! Jis žymiai patobulino kiekvieną kitą savo mikroskopą.

Šiuo laikotarpiu (XVI a.) pamažu pradėjo kurtis danų, anglų ir italų tyrimo instrumentai, padėję šiuolaikinės mikroskopijos pamatus.

Spartus mikroskopų plitimas ir tobulėjimas prasidėjo po to, kai Galilėjus (G. Galilėjus), tobulindamas savo sukurtą teleskopą, pradėjo jį naudoti kaip savotišką mikroskopą (1609-1610), keičiant atstumą tarp lęšio ir okuliaro.

Vėliau, 1624 m., pasiekęs trumpesnio židinio nuotolio lęšių gamybą, Galilėjus gerokai sumažino savo mikroskopo matmenis.

1625 m. Romos „Budriųjų akademijos“ („Akudemia dei lincei“) narys I. Faberis pasiūlė šį terminą. "mikroskopas". Pirmąsias sėkmes, susijusias su mikroskopo panaudojimu moksliniuose biologiniuose tyrimuose, pasiekė R. Hukas, pirmasis aprašęs augalo ląstelę (apie 1665 m.). Savo knygoje Micrographia Hukas aprašė mikroskopo struktūrą.

1681 metais Londono karališkoji draugija savo posėdyje išsamiai aptarė šią savotišką situaciją. olandas Leuvenhukas(A. van Leenwenhoekas) aprašė nuostabius stebuklus, kuriuos mikroskopu atrado vandens laše, pipirų antpile, upės dumble, savo paties danties įduboje. Leeuwenhoekas, naudodamasis mikroskopu, aptiko ir nubraižė įvairių pirmuonių spermatozoidus ir kaulinio audinio sandaros detales (1673-1677).

"Su didžiausia nuostaba pamačiau lašelyje daugybę mažų gyvūnų, kurie juda į visas puses, tarsi lydeka vandenyje. Mažiausias iš šių mažyčių gyvūnėlių yra tūkstantį kartų mažesnis už suaugusios utėlės ​​akį."

Geriausi Leeuwenhoek didinamieji stiklai buvo padidinti 270 kartų. Su jais jis pirmą kartą pamatė kraujo ląsteles, kraujo judėjimą buožgalvio uodegos kapiliarinėse kraujagyslėse ir raumenų dryželius. Jis atrado blakstienas. Jis pirmą kartą pasinėrė į mikroskopinių vienaląsčių dumblių pasaulį, kur yra riba tarp gyvūnų ir augalų; kur judantis gyvūnas, kaip ir žalias augalas, turi chlorofilo ir maitinasi sugerdamas šviesą; kur augalas, vis dar prisirišęs prie substrato, prarado chlorofilą ir praryja bakterijas. Galiausiai jis netgi pamatė daugybę bakterijų. Bet, žinoma, tuo metu dar nebuvo tolimos galimybės suprasti nei bakterijų reikšmę žmogui, nei žaliosios medžiagos – chlorofilo reikšmę, nei ribą tarp augalo ir gyvūno.

Atsivėrė naujas gyvų būtybių pasaulis, įvairesnis ir be galo originalesnis nei pasaulis, kurį matome.

1668 metais E. Diviney, prie okuliaro pritvirtinęs lauko objektyvą, sukūrė modernaus tipo okuliarą. 1673 m. Havelius pristatė mikrometro varžtą, o Hertelis pasiūlė po mikroskopo stalu pastatyti veidrodį. Taigi, mikroskopas buvo pradėtas montuoti iš tų pagrindinių dalių, kurios yra šiuolaikinio biologinio mikroskopo dalis.

XVII amžiaus viduryje Niutonas atrado sudėtingą baltos šviesos kompoziciją ir suskaidė ją prizme. Roemeris įrodė, kad šviesa sklinda ribotu greičiu ir jį išmatavo. Niutonas išsakė garsiąją hipotezę – neteisingą, kaip žinote – kad šviesa yra tokio nepaprasto smulkumo ir dažnio skraidančių dalelių srautas, kad jos prasiskverbia pro skaidrius kūnus, kaip stiklas per akies lęšiuką, ir smūgiais trenkia į tinklainę. sukurti fiziologinį šviesos pojūtį. Huygensas pirmą kartą kalbėjo apie bangas primenančią šviesos prigimtį ir įrodė, kaip natūraliai ji paaiškina tiek paprasto atspindžio ir lūžio dėsnius, tiek dvigubo lūžio dėsnius Islandijos špatuose. Huygenso ir Newtono mintys susitiko ryškiai priešingai. Taigi, XVII a. karštame ginče tikrai iškilo šviesos esmės problema.

Tiek šviesos esmės klausimo sprendimas, tiek mikroskopo tobulinimas judėjo pamažu. Ginčas tarp Niutono ir Huygenso idėjų tęsėsi šimtmetį. Garsusis Euleris prisijungė prie šviesos banginės prigimties idėjos. Tačiau klausimas buvo išspręstas tik po daugiau nei šimto metų Fresnelio, talentingo tyrinėtojo, kurį žinojo mokslas.

Kuo sklindančių bangų srautas – Huygenso idėja – skiriasi nuo besiveržiančių mažų dalelių srauto – Niutono idėjos? Du ženklai:

1. Susidūrusios bangos gali būti abipusiškai sunaikintos, jei vienos kupra nukrenta ant kito slėnio. Šviesa + šviesa kartu gali sukurti tamsą. Šis reiškinys trukdžių, tai Niutono žiedai, kurių nesupranta pats Niutonas; Tai negali atsitikti su dalelių srautais. Du dalelių srautai visada yra dvigubas srautas, dviguba šviesa.

2. Dalelių srautas eina tiesiai per skylę, nenukrypdamas į šalis, o bangų srautas tikrai išsiskiria ir išsisklaido. Tai difrakcija.

Fresnelis teoriškai įrodė, kad divergencija visomis kryptimis yra nereikšminga, jei banga yra maža, tačiau vis dėlto jis atrado ir išmatavo šią nereikšmingą difrakciją ir pagal jos dydį nustatė šviesos bangos ilgį. Nuo interferencijos reiškinių, kurie taip gerai žinomi optikams, kurie poliruoja iki „vienos spalvos“, iki „dviejų juostelių“, jis išmatavo ir bangos ilgį – tai pusė mikrono (pusė tūkstantoji milimetro dalis). Ir iš čia bangų teorija ir išskirtinis skverbimosi į gyvosios materijos esmę subtilumas ir aštrumas tapo nepaneigiami. Nuo tada mes visi patvirtinome ir pritaikėme Fresnelio mintis įvairiais pakeitimais. Bet net ir nežinodami šių minčių, galite patobulinti mikroskopą.

Taip buvo ir XVIII amžiuje, nors įvykiai vystėsi labai lėtai. Dabar sunku net įsivaizduoti, kad pirmasis Galilėjaus teleskopas, per kurį jis stebėjo Jupiterio pasaulį, ir Leeuwenhoek mikroskopas buvo paprasti neachromatiniai lęšiai.

Didžiulė kliūtis achromatizacijai buvo gero titnago nebuvimas. Kaip žinia, achromatizavimui reikia dviejų stiklinių: karūnos ir titnago. Pastarasis reprezentuoja stiklą, kuriame viena pagrindinių dalių yra sunkusis švino oksidas, kurio dispersija yra neproporcingai didelė.

1824 m. didžiulė mikroskopo sėkmė buvo pasiekta dėl paprastos praktinės Salligo idėjos, kurią perdavė prancūzų kompanija Chevalier. Objektyvas, kurį anksčiau sudarė vienas objektyvas, buvo padalintas į dalis, jis buvo pradėtas gaminti iš daugelio achromatinių lęšių. Taip buvo padaugintas parametrų skaičius, suteikta galimybė ištaisyti sistemos klaidas ir pirmą kartą tapo įmanoma kalbėti apie tikrus didelius padidinimus – 500 ir net 1000 kartų. Galutinio matymo riba pasikeitė nuo dviejų iki vieno mikrono. Leeuwenhoeko mikroskopas buvo paliktas toli.

19 amžiaus aštuntajame dešimtmetyje pergalingas mikroskopijos žygis pajudėjo į priekį. Tas, kuris pasakė, kad buvo Abbe(E. Abbe).

Buvo pasiekta:

Pirma, maksimali skiriamoji geba pasikeitė nuo pusės mikrono iki dešimtosios mikrono.

Antra, kuriant mikroskopą, vietoj grubaus empirizmo buvo įvestas aukštas mokslo lygis.

Trečia, galiausiai parodomos ribos to, kas įmanoma naudojant mikroskopą, ir šios ribos įveikiamos.

Susikūrė įmonėje Zeiss dirbančių mokslininkų, optikos specialistų ir informatų būstinė. Pagrindiniuose darbuose Abbe studentai pateikė teoriją apie mikroskopą ir optinius prietaisus apskritai. Mikroskopo kokybei nustatyti buvo sukurta matavimų sistema.

Paaiškėjus, kad esamos stiklo rūšys negali atitikti mokslinių reikalavimų, buvo sistemingai kuriamos naujos atmainos. Už Guinano įpėdinių – Para-Mantois (Bontano paveldėtojų) Paryžiuje ir Šansų Birmingeme – paslapčių vėl buvo sukurti stiklo lydymo metodai, o praktinės optikos verslas išplėtotas tiek, kad galima sakyti: Abbe vos nelaimėjo. 1914-1918 pasaulinis karas su kariuomenės optine įranga gg.

Galiausiai, į pagalbą pasitelkęs šviesos bangų teorijos pagrindus, Abbe pirmą kartą aiškiai parodė, kad kiekvienas instrumento aštrumas turi savo galimybių ribą. Subtiliausias iš visų instrumentų yra bangos ilgis. Neįmanoma pamatyti objektų, trumpesnių nei pusė bangos ilgio, teigia Abbe difrakcijos teorija, o gauti vaizdų, trumpesnių nei pusė bangos ilgio, t.y. mažesnis nei 1/4 mikrono. Arba įvairiais panardinimo triukais, kai naudojame terpę, kurioje bangos ilgis trumpesnis – iki 0,1 mikrono. Banga mus riboja. Tiesa, ribos labai mažos, bet jos vis tiek yra žmogaus veiklos ribos.

Optikos fizikas jaučia, kai į šviesos bangos kelią įterpiamas objektas, kurio storis yra tūkstantoji, dešimtoji tūkstantoji, o kai kuriais atvejais net ir šimtatūkstantoji bangos ilgio dalis. Pačią bangos ilgį fizikai išmatavo dešimties milijonų jo dydžio tikslumu. Ar galima manyti, kad optikai, suvieniję jėgas su citologais, neįvaldys tos šimtosios bangos ilgio dalies, kurią jie iškelia? Yra daugybė būdų, kaip apeiti bangos ilgio nustatytą ribą. Jūs žinote vieną iš šių aplinkkelių, vadinamąjį ultramikroskopijos metodą. Jei mikroskopu nematomi mikrobai yra nutolę vienas nuo kito, galite apšviesti juos ryškia šviesa iš šono. Kad ir kokie maži jie būtų, tamsiame fone spindės kaip žvaigždė. Jų formos negalima nustatyti, galima tik konstatuoti jų buvimą, tačiau tai dažnai yra nepaprastai svarbu. Šis metodas plačiai naudojamas bakteriologijoje.

Anglų optikos J. Sirkso darbai (1893) padėjo pagrindus interferencinei mikroskopijai. 1903 metais R. Zsigmondy ir N. Siedentopfas sukūrė ultramikroskopą, 1911 metais M. Sagnacas aprašė pirmąjį dviejų spindulių interferencinį mikroskopą, 1935 metais F. Zernicke pasiūlė naudoti fazinio kontrasto metodą mikroskopuose stebėti skaidrius, silpnai sklaidančius objektus. . XX amžiaus viduryje. Buvo išrastas elektroninis mikroskopas, o 1953 metais suomių fiziologas A. Wilska išrado anoptrinį mikroskopą.

M.V. daug prisidėjo plėtojant teorinės ir taikomosios optikos problemas, tobulinant mikroskopų optines sistemas ir mikroskopinę įrangą. Lomonosovas, I.P. Kulibinas, L.I. Mandelstamas, D.S. Roždestvenskis, A.A. Lebedevas, S.I. Vavilovas, V.P. Linnikas, D.D. Maksutovas ir kiti.

Literatūra:

D.S. Roždestvenskis Rinktiniai kūriniai. M.-L., „Mokslas“, 1964 m.

Roždestvenskis D.S. Dėl skaidrių objektų vaizdavimo mikroskopu klausimu. – Tr. GOI, 1940, 14 t

Sobol S.L. Mikroskopo ir mikroskopinių tyrimų istorija Rusijoje XVIII a. 1949 m.

Clay R.S., teismas T.H. Mikroskopo istorija. L., 1932; Bradbury S. Mikroskopo raida. Oksfordas, 1967 m.

Iki mikroskopo išradimo mažiausias dalykas, kurį žmonės galėjo pamatyti, buvo maždaug tokio pat dydžio kaip žmogaus plaukai. Po to, kai apie 1590 m. buvo išrastas mikroskopas, staiga sužinojome, kad aplink mus vis dar yra nuostabus gyvų būtybių mikrokosmosas.

Tiesa, nėra iki galo aišku, kam turėtų būti atiduoti mikroskopo kūrimo laurai. Kai kurie istorikai teigia, kad tai buvo Hansas Lipperhey'us, išgarsėjęs tuo, kad padavė pirmąjį teleskopo patentą. Kiti įrodymai rodo, kad Hansas ir Zachary Janssenai, tėvas ir sūnus, yra tikra entuziastingų išradėjų komanda, gyvenusi tame pačiame mieste kaip Lipershey.

Lippershey ar Janssens?

Hansas Lippershey gimė Wesel mieste Vokietijoje 1570 m., bet vėliau persikėlė į Olandiją, kuri vėliau tapo meno ir mokslo naujovių vieta, epocha, vadinama „Olandijos aukso amžiumi“. Lipperhey apsigyveno Middelburge, kur išrado akinius, žiūronus ir kai kuriuos seniausius mikroskopus bei teleskopus.

Hansas ir Zachary Janssenai gyveno Middelburge. Kai kurie istorikai mikroskopo išradimą priskiria Jansenams dėl olandų diplomato Williamo Boreelio laiškų.

1650-aisiais Borelis parašė laišką Prancūzijos karaliaus gydytojui, kuriame aprašė mikroskopą. Savo laiške Borelis teigė, kad Zachary Janssenas pradėjo rašyti jam apie mikroskopą 1590-ųjų pradžioje, nors pats Borelis mikroskopą pamatė po metų. Kai kurie istorikai teigia, kad Hansas Janssenas padėjo sukurti mikroskopą nuo tada, kai Zachariah buvo paauglys 1590 m.

Ankstyvieji mikroskopai

Ankstyvieji Jansseno mikroskopai buvo sudėtiniai mikroskopai, kuriuose buvo naudojami bent du lęšiai. Objektyvas yra arti objekto ir sukuria vaizdą, kurį paima ir dar labiau padidina antrasis objektyvas, vadinamas okuliaru.

Middelburgo muziejuje yra vienas pirmųjų Janseno mikroskopų, datuojamas 1595 m. Jis turėjo tris slankiojančius vamzdelius skirtingiems objektyvams be trikojo ir galėjo padidinti nuo trijų iki devynių kartų tikrąjį objekto dydį. Naujienos apie mikroskopus greitai pasklido po visą Europą.

Galileo Galilei netrukus patobulino sudėtinio mikroskopo konstrukciją 1609 m. Galilėjus pavadino savo įrenginį ochiolino arba „maža akis“.

Anglų mokslininkas Robertas Hukas taip pat patobulino mikroskopą ir ištyrė snaigių, blusų, utėlių ir augalų struktūrą. Hooke'as ištyrė balzos medienos struktūrą ir sukūrė terminą „ląstelė“ iš lotynų kalbos cella, reiškiančio „mažas kambarys“, nes palygino balzos medienoje matytas ląsteles su mažais kambariais, kuriuose gyveno vienuoliai. 1665 metais jis išsamiai aprašė savo pastebėjimus knygoje Micrographia.

Huko mikroskopas apie 1670 m

Ankstyvieji sudėtiniai mikroskopai suteikė daug didesnį padidinimą nei mikroskopai su vienu objektyvu. Tačiau kartu jie stipriau iškraipė objekto vaizdą. Olandų mokslininkas Antoine'as van Leeuwenhoekas 1670-aisiais sukūrė galingus vieno lęšio mikroskopus. Naudodamasis savo išradimu, jis pirmasis aprašė šunų ir žmonių spermą. Jis taip pat tyrė mieles, raudonuosius kraujo kūnelius, burnos bakterijas ir pirmuonis. Leeuwenhoek mikroskopai su vienu lęšiu gali padidinti 270 kartų faktinį nagrinėjamo objekto dydį. Po daugybės patobulinimų 1830-aisiais šis mikroskopo tipas tapo labai populiarus.

Mokslininkai taip pat sukūrė naujus mėginių paruošimo ir dažymo būdus. 1882 m. vokiečių gydytojas Robertas Kochas pristatė Mycobacterium tuberculosis – tuberkuliozę sukeliančių bacilų – atradimą. Kochas ir toliau naudojo savo dažymo techniką, kad išskirtų bakterijas, atsakingas už cholerą.

XX amžiaus pradžioje geriausi mikroskopai priartėjo prie didinamosios galios ribos. Tradicinis optinis (šviesos) mikroskopas negali padidinti objektų, mažesnių už matomos šviesos bangos ilgį. Tačiau 1931 m. šį teorinį barjerą įveikė du mokslininkai iš Vokietijos Ernstas Ruska ir Maxas Knollas, sukūrę elektroninį mikroskopą.

Mikroskopai tobulėja

Ernstas Ruska gimė paskutinis iš penkių vaikų 1906 m. Kalėdų dieną Heidelberge, Vokietijoje. Jis studijavo elektroniką Miuncheno technikos koledže, o Berlyno technikos koledže studijavo aukštos įtampos ir vakuumo technologijas. Būtent ten Ruska ir jo patarėjas daktaras Maxas Knollas pirmą kartą išrado magnetinio lauko ir elektros srovės „lęšį“. 1933 metais mokslininkams pavyko sukurti elektroninį mikroskopą, kuris sugebėjo viršyti šviesos mikroskopo padidinimo ribą.

1986 metais Ernstas buvo apdovanotas Nobelio fizikos premija už savo išradimą. Elektroninio mikroskopo raiškos padidėjimas buvo pasiektas dėl to, kad elektronų bangos ilgis buvo net trumpesnis už matomos šviesos bangos ilgį, ypač kai elektronai buvo pagreitinti vakuume.

XX amžiuje elektroninių ir šviesos mikroskopų kūrimas nesustojo. Šiandien laboratorijos naudoja įvairias fluorescencines žymas, taip pat poliarizuotus filtrus mėginiams tirti arba kompiuterius žmogaus akiai nematomiems vaizdams apdoroti. Galimi atspindžio mikroskopai, fazinio kontrasto mikroskopai, konfokaliniai mikroskopai ir ultravioletiniai mikroskopai. Šiuolaikiniai mikroskopai gali atvaizduoti net vieną atomą.

Panašūs straipsniai