История изобретения и усовершенствования микроскопа. Микроскоп гука, первый микроскоп. От Левенгука до Аббе

Содержание

История создания микроскопа и его устройство

История изобретения и усовершенствования микроскопа. Микроскоп гука, первый микроскоп. От Левенгука до Аббе

  • История создания микроскопа
  • Виды микроскопов
  • Электронный микроскоп
  • Лазерный микроскоп
  • Рентгеновский микроскоп
  • Устройство микроскопа
  • Правила работы с микроскопом
  • Что ни говорите, а микроскоп является одним из важнейших инструментов ученых, одним из главных их оружий в познании окружающего мира. Как появился первый микроскоп, какая история микроскопа от средних веков и до наших дней, какое строение микроскопа и правила работы с ним, ответы на все эти вопросы Вы найдете в нашей статье. Итак, приступим.

    История создания микроскопа

    Хотя первые увеличительные линзы, на основе которых собственно и работает световой микроскоп, археологи находили еще при раскопках древнего Вавилона, тем не менее, первые микроскопы появились в Средневековье.

    Что интересно, среди историков нет согласия по поводу того, кто первым изобрел микроскоп.

    Среди кандидатов на эту почтенную роль такие известные ученые и изобретатели как Галилео Галилей, Христиан Гюйгенс, Роберт Гук и Антонии ван Левенгук.

    Стоит также упомянуть итальянского врача Г. Фракосторо, который еще в далеком 1538 году первым предложил совместить несколько линз, чтобы получить больший увеличительный эффект. Это еще не было созданием микроскопа, но стало предтечей его возникновения.

    А в 1590 году некто Ханс Ясен, голландский мастер по созданию очков заявил, что его сын – Захарий Ясен – изобрел первый микроскоп, для людей Средневековья такое изобретение было сродни маленькому чуду. Однако, ряд историков сомневается в том, является ли Захарий Ясен истинным изобретателем микроскопа.

    Дело в том, что в его биографии немало темных пятен, в том числе пятен и на его репутации, так современники обвиняли Захарию в фальшивомонетчестве и краже чужой интеллектуальной собственности. Как бы там ни было, но точно узнать был ли Захарий Ясен изобретателем микроскопа или нет, мы, к сожалению, не можем.

    А вот репутация Галилео Галилея в этом плане безупречна. Этого человека мы знаем, прежде всего, как, великого астронома, ученого, гонимого католической церковью за свои убеждения о том, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот.

    Среди важных изобретений Галилея – первый телескоп, с помощью которого ученый проник своим взором в космические сферы. Но сфера его интересов не ограничивалась лишь звездами и планетами, ведь микроскоп, это по сути тот же телескоп, но только наоборот.

    И если с помощью увеличительных линз можно наблюдать за далекими планетами, то почему бы не обратить их мощь в другое направление – изучить то, что находится у нас «под носом».

    «Почему бы и нет», – наверное, подумал Галилей, и вот, в 1609 году он уже представляет широкой публике в Академии деи Личеи свой первый составной микроскоп, который состоял из выпуклой и вогнутой увеличительных линз.

    Старинные микроскопы.

    Позднее, спустя 10 лет, голландский изобретатель Корнелиус Дреббель усовершенствовал микроскоп Галилея, добавив в него еще одну выпуклую линзу.

    Но настоящую революцию в развитии микроскопов совершил Христиан Гюйгенс, голландский физик, механик и астроном. Так он первым создал микроскоп с двухлинзовой системой окуляров, которые регулировались ахроматически.

    Стоит заметить, что окуляры Гюйгенса применяются и по сей день.

    А вот знаменитый английский изобретатель и ученый Роберт Гук навеки вошел в историю науки, не только как создатель собственного оригинального микроскопа, но и как человек, сделавший при его помощи великое научное открытие.

    Именно он первым увидел через микроскоп органическую клетку, и предположил, что все живые организмы состоят из клеток, этих мельчайших единиц живой материи.

    Результаты своих наблюдений Роберт Гук опубликовал в своем фундаментальном труде – Микрографии.

    Опубликованная в 1665 году Лондонским королевским обществом, эта книга тут же стала научным бестселером тех времен и произвела подлинный фурор в научном сообществе. Еще бы, ведь в ней имелись гравюры с изображением увеличенной в микроскоп блохи, вши, мухи, комара, клетки растения. По сути, этот труд представлял собой удивительное описание возможностей микроскопа.

    Интересный факт: термин «клетка» Роберт Гук взял потому, что клетки растений ограниченные стенами напомнили ему монашеские кельи.

    Так выглядел микроскоп Робета Гука, изображение из «Микрографии».

    И последним выдающимся ученым, который внес свой вклад в развитие микроскопов, был голландец Антонии ван Левенгук. Вдохновленный трудом Роберта Гука, «Микрографией», Левенгук создал свой собственный микроскоп.

    Микроскоп Левенгука, хотя и обладал лишь одной линзой, но она была чрезвычайно сильной, таким образом, уровень детализации и увеличения у его микроскопа был лучшим на то время.

    Наблюдая в микроскоп живую природу, Левенгук сделал множество важнейших научных открытий в биологии: он первым увидел эритроциты, описал бактерии, дрожжи, зарисовал сперматозоиды и строение глаз насекомых, открыл инфузории и описал многие их формы.

    Работы Левенгука дали огромный толчок к развитию биологии, и помогли привлечь внимание биологов к микроскопу, сделали его неотъемлемой частью биологических исследований, аж по сей день. Такая в общих чертах история открытия микроскопа.

    Виды микроскопов

    Далее с развитием науки и техники стали появляться все более совершенные световые микроскопы, на смену первому световому микроскопу, работающему на основе увеличительных линз, пришел микроскоп электронный, а затем и микроскоп лазерный, микроскоп рентгеновский, дающие в разы более лучший увеличительный эффект и детализацию. Как же работают эти микроскопы? Об этом дальше.

    Электронный микроскоп

    История развития электронного микроскопа началась в 1931 году, когда некто Р. Руденберг получил патент на первый просвечивающий электронный микроскоп.

    Затем в 40-х годах прошлого века появились растровые электронные микроскопы, достигшие своего технического совершенства уже в 60-е годы прошлого века.

    Они формировали изображение объекта благодаря последовательному перемещению электронного зонда малого сечения по объекту.

    Как работает электронный микроскоп? В основе его работы лежит направленный пучок электронов, ускоренный в электрическом поле и выводящий изображение на специальные магнитные линзы, этот электронный пучок намного меньше длины волн видимого света. Все это дает возможность увеличить мощность электронного микроскопа и его разрешающую способность в 1000-10 000 раз по сравнению с традиционным световым микроскопом. Это главное преимущество электронного микроскопа.

    Так выглядит современный электронный микроскоп.

    Лазерный микроскоп

    Лазерный микроскоп представляет собой усовершенствованную версию электронного микроскопа, в основе его работы лежит лазерный пучок, позволяющий взору ученого наблюдать живые ткани на еще большой глубине.

    Рентгеновский микроскоп

    Рентгеновские микроскопы используются для исследования очень маленьких объектов, имеющих размеры сопоставимые с размерами рентгеновской волны. В основе их работы лежит электромагнитное излучение с длиной волны от 0,01 до 1 нанометра.

    Устройство микроскопа

    Конструкция микроскопа зависит от его вида, разумеется, электронный микроскоп будет отличаться своим устройством от светового оптического микроскопа или от рентгеновского микроскопа.

    В нашей статье мы рассмотрим строение обычного современного оптического микроскопа, который является наиболее популярным как среди любителей, так и профессионалов, так как с их помощью можно решить множество простых исследовательских задач.

    Итак, прежде всего в микроскопе можно выделить оптическую и механическую части. К оптической части относится:

    • Окуляр – это та часть микроскопа, которая прямо связана с глазами наблюдателя. В самых первых микроскопах он состоял из одной линзы, конструкция окуляра в современных микроскопах, разумеется, несколько сложнее.
    • Объектив – практически самая важная часть микроскопа, так как именно объектив обеспечивает основное увеличение.
    • Осветитель – отвечает за поток света на исследуемый объект.
    • Диафрагма – регулирует силу светового потока, поступающего на исследуемый объект.

    Механическая часть микроскопа состоит из таких важных деталей как:

    • Тубус, он представляет собой трубку, в которой заключается окуляр. Тубус должен быть прочным и не деформироваться, так как иначе пострадают оптические свойства микроскопа.
    • Основание, оно обеспечивает устойчивость микроскопа во время работы. Именно на него крепится тубус, держатель конденсатора, ручки фокусировки и другие детали микроскопа.
    • Револьверная головка – применяется для быстрой смены объективов, в дешевых моделях микроскопов отсутствует.
    • Предметный столик – это то место, на котором размещается исследованный объект или объекты.

    А тут на картинке изображено более подробное строение микроскопа.

    Правила работы с микроскопом

    • Работать с микроскопом необходимо сидя;
    • Перед работой микроскоп необходимо проверить и протереть от пыли мягкой салфеткой;
    • Установить микроскоп перед собой немного слева;
    • Начинать работу стоит с малого увеличения;
    • Установить освещение в поле зрения микроскопа, используя электроосветитель или зеркало. Глядя одним глазом в окуляр и пользуясь зеркалом с вогнутой стороной, направить свет от окна в объектив, а затем максимально и равномерно осветить поле зрения. Если микроскоп снабжен осветителем, то подсоединить микроскоп к источнику питания, включить лампу и установить необходимую яркость горения;
    • Положить микропрепарат на предметный столик так, чтобы изучаемый объект находился под объективом. Глядя сбоку, опускать объектив при помощи макровинта до тех пор, пока расстояние между нижней линзой объектива и микропрепаратом не станет 4-5 мм;
    • Передвигая препарат рукой, найти нужное место, расположить его в центре поля зрения микроскопа;
    • Для изучения объекта при большом увеличении, сначала нужно поставить выбранный участок в центр поля зрения микроскопа при малом увеличении. Затем поменять объектив на 40 х, поворачивая револьвер, так чтобы он занял рабочее положение. При помощи микрометренного винта добиться хорошего изображения объекта. На коробке микрометренного механизма имеются две черточки, а на микрометренном винте – точка, которая должна все время находиться между черточками. Если она выходит за их пределы, ее необходимо возвратить в нормальное положение. При несоблюдении этого правила, микрометренный винт может перестать действовать;
    • По завершении работы с большим увеличением, установить малое увеличение, поднять объектив, снять с рабочего столика препарат, протереть чистой салфеткой все части микроскопа, накрыть его полиэтиленовым пакетом и поставить в шкаф.

    При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.

    Источник: https://www.poznavayka.org/nauka-i-tehnika/istoriya-sozdaniya-mikroskopa-i-ego-ustroystvo/

    Краткая история микроскопа

    История изобретения и усовершенствования микроскопа. Микроскоп гука, первый микроскоп. От Левенгука до Аббе

    Микроскоп – это оптический прибор,  позволяющий получить увеличенные изображения мелких предметов или их деталей, которые невозможно рассмотреть невооружённым глазом.

    Дословно слово «микроскоп» означает «наблюдать за чем-то маленьким, (от греческого «малый» и «смотрю»).

    Глаз человека, как любая оптическая система, характеризуется определённым разрешением. Это наименьшее расстояние между двумя точками или линиями, когда они ещё не сливаются, а воспринимаются раздельно друг от друга.

    При нормальном зрении на расстоянии 250 мм разрешение составляет 0,176 мм. Поэтому все объекты, размер которых меньше этой величины, наш глаз уже не в состоянии различить. Мы не можем видеть клетки растений и животных, различные микроорганизмы и др.

    Но это можно сделать с помощью специальных оптических приборов – микроскопов.

    Как устроен микроскоп

    Классический микроскоп состоит из трех основных частей: оптической, осветительной и механической. Оптическая часть – это окуляры и объективы, осветительная – источники освещения, конденсор и диафрагма.

    К механической части принято относить все остальные элементы: штатив, револьверное устройство, предметный столик, систему фокусировки и многое другое. Все вместе и позволяет проводить исследования микромира.

    Что такое «диафрагма микроскопа»: поговорим об осветительной системе

    Для наблюдений микромира хорошее освещение настолько же важно, как и качество оптики микроскопа. Светодиоды, галогенные лампы, зеркало – для микроскопа могут использоваться разные источники освещения.

    У каждого есть свои плюсы и минусы. Подсветка может быть верхней, нижней или комбинированной.

    Ее расположение влияет на то, какие микропрепараты можно изучать при помощи микроскопа (прозрачные, полупрозрачные или непрозрачные).

    Под предметным столиком, на который кладется образец для исследований, располагается диафрагма микроскопа. Она может быть дисковой или ирисовой. Диафрагма предназначена для регулировки интенсивности освещения: с ее помощью можно отрегулировать толщину светового пучка, идущего от осветителя.

    Дисковая диафрагма – это небольшая пластина с отверстиями разного диаметра. Ее обычно устанавливают на любительские микроскопы. Ирисовая диафрагма состоит из множества лепестков, с помощью которых можно плавно изменять диаметр светопропускающего отверстия.

    Она чаще встречается в микроскопах профессионального уровня.

    Оптическая часть: окуляры и объективы

    Объективы и окуляры – наиболее популярные запчасти для микроскопа. Хотя далеко не все микроскопы поддерживают смену этих аксессуаров. Оптическая система отвечает за формирование увеличенного изображения. Чем она лучше и совершеннее, тем картинка получается четче и подробнее.

    Но высочайший уровень качества оптики нужен только в профессиональных микроскопах. Для любительских исследований достаточно стандартной стеклянной оптики, обеспечивающей увеличение до 500–1000 крат.

    А вот пластиковых линз мы рекомендуем избегать – качество картинки в таких микроскопах обычно расстраивает.

    Механические элементы

    В любом микроскопе присутствуют элементы, которые позволяют исследователю управлять фокусом, регулировать положение исследуемого образца, настраивать рабочее расстояние оптического прибора. Все это часть механики микроскопа: коаксиальные механизмы фокусировки, препаратоводитель и препаратодержатель, ручки регулировки резкости, предметный столик и многое другое.

    Микроскоп Левенгука

    История изобретения и усовершенствования микроскопа. Микроскоп гука, первый микроскоп. От Левенгука до Аббе

    Изобретателями микроскопа можно считать очковых мастеров, сделавших первые зрительные трубы: 3. Янсена, И. Липперсгея и Я. Мециуса. Ведь ранний микроскоп — это та же зрительная труба, только направленная на ближний объект. В 1624 г.

    свой составной микроскоп — оккиолино («маленький глаз») — из хорошо отшлифованных выпуклой и вогнутой линз создал Галилей. Предположительно оккиолино увеличивал в 20 раз. В 1625 г. друг Галилея Дж. Фабер предложил для этого прибора термин «микроскоп» («микро» — мелкий; «скопео» — смотрю). В 1665 г. А.

    Левенгук изобрёл микроскопы, увеличивающие в 250-300 раз, и стал первым исследователем микромира.

    Антони ван Левенгук

    От Гука до Левенгука

    Лучшие микроскопы первой половины XVII в. увеличивали не более чем в 20 раз. Таков был и микроскоп английского естествоиспытателя Р. Гука, рассмотревшего с его помощью строение коры пробкового дуба и открывшего живые клетки. В 1664 г.

    Гук издал книгу «Микрография» с гравюрами, изображающими увеличенных насекомых и клеточное строение растений.

    Под впечатлением от книги Гука голландский торговец Антони ван Левенгук увлёкся изучением микромира и создал микроскопы иной конструкции с 250-300-кратным увеличением.

    Зрительная труба. Начало XVII в.

    Открытие микромира

    Левенгук сконструировал более 20 микроскопов, 9 из них сохранились до наших дней и хранятся в разных музеях мира. Левенгук рассматривал в свои микроскопы всё, что попадалось под руку: чешуйки кожи со своей руки, глаз мухи, срез стебля растения, каплю воды.

    В капле воды Левенгук обнаружил настоящий микрозоосад, скопище одноклеточных организмов: амёб, инфузорий и бактерий. Так человек впервые увидел микромир. Левенгук также исследовал кровь и открыл входящие в её состав красные кровяные тельца — эритроциты.

    Приборы Левенгука и его открытия подстегнули развитие естественных наук.

    Микромир в капле воды

    Естествознание (естественная история) — совокупность знаний о природе.

    Греческие натурфилософы, изучая природу, не разделяли свои знания на отдельные науки — физику (науку о закономерностях природы, о строении и законах движения материи), химию (науку о веществах), астрономию (науку о Вселенной, звёздах и планетах), географию (науку о Земле), биологию (науку о животных и растениях). Древние изучали природу в целом, и до XVII в. все науки о природе объединялись в единую область знаний — естествознание.

    Микро-микроскоп

    Микроскоп Левенгука, величиной со спичечный коробок, был совсем не похож на привычный микроскоп — это была крохотная и мощная лупа. Её подносили к глазу, держа за ручку, и через линзу разглядывали объект (препарат), нанизанный на остриё держателя.

    Линзы в микроскопах Левенгука — это стеклянные шарики размерами от макового зёрнышка до горошины. Линзу-шарик с очень коротким фокусным расстоянием Левенгук помещал в «оправу» из двух бронзовых пластин. Чтобы линза сфокусировала лучи от препарата на сетчатке, глаз приходилось приближать к ней вплотную, что было неудобно.

    Левенгук сошлифовал одну сторону шарика-линзы, превратив его в плоско-выпуклую линзу и увеличив фокусное расстояние.

    Изготовление микроскопа. Из куска раскалённого стекла вытягивали нить (1). Кончик стеклянной нити нагревали над пламенем, и на её оплывшем конце нарастал стеклянный шарик-капля (2). Получались заготовки для линз диаметром 2-5 мм на «ножках» (3).

    В бронзовых пластинах (4) делали отверстия — гнездо под шарик-линзу (5). Линзу зажимали между пластинами «ножкой» вниз (6).

    Фокусное расстояние шарообразной линзы получалось слишком коротким, и, чтобы изображение рассматриваемого препарата (7) чётко отображалось на сетчатке (8), приходилось приближать глаз вплотную к линзе. Для увеличения фокусного расстояния линзу надо было превратить из двояковыпуклой в плоско-выпуклую.

    Шарик крепили между пластинами «ножкой» наружу (9) и вместе с пластиной сошлифовывали бок шарика со стороны «ножки» (10). Фокусное расстояние плоско — выпуклой линзы (11) увеличилось, глаз отодвинулся от линзы, а препарат, наоборот, можно было приблизить к линзе.

    Развитие идеи

    Сферические линзы, подобные шарикам Левенгука, сейчас применяются в волоконно-оптических линиях связи (телефония, Интернет). Оптические микроскопы современного типа появились в середине XVIII в.

    Как и телескопы, оптические микроскопы фокусируют свет системой линз, увеличивающей угол зрения, под которым мы рассматриваем объект. Современные оптические микроскопы увеличивают в 2000 раз.

    Оптические микроскопы нужны не только биологам для наблюдения микромира, но и врачам для исследования анализов больного, археологам, обследующим свои находки, всем, кто работает с мелкими объектами: ювелирам, часовщикам, сборщикам микросхем и пр.

    Физики и химики, изучая мельчайшие частицы материи (атомы), пользуются мощными электронными микроскопами, изобретёнными в середине XX в. и увеличивающими до 2 млн раз.

    Современный электронный микроскоп

    ссылкой

    Источник: https://SiteKid.ru/izobreteniya_i_tehnika/mikroskop_levenguka.html

    Кто изобрел первый микроскоп? | Статьи на сайте Познавая Мир

    История изобретения и усовершенствования микроскопа. Микроскоп гука, первый микроскоп. От Левенгука до Аббе

    В условиях современного мира существование человечества и его прогресс невозможно представить без микроскопов. Это одно из самых ценных изобретений, которое сыграло решающую роль в развитии и становлении естественных наук: медицины, химии, биологии, генетики. Кто изобрёл микроскоп и какие имена традиционно связывают с его применением?

    Микроскопы: как они появились?

    Ещё издревле любознательные люди подметили, что если поверхность стекла изогнута определённым образом, она обладает способностью к отражению и преломлению солнечных лучей. Первые опыты с таким стёклами когда-то провёл ещё Евклид в 3 веке до н.э.

    Рис.1. Древнегреческий математик Евклид.

    Он подробно описал феномен увеличения разных объектов, но его описание не возымело популярности в древние времена. Конечно, Евклид не изобретатель микроскопа, но именно его можно считать одним из первопроходцев в оптике.

    Первое упоминание о таком устройстве, как микроскоп, относится к эпохе Возрождения. В конце 16 века известный мастер из Нидерландов по имени Захария Янсен сумел совместить в одной трубке две стеклянные линзы и рассмотрел несколько предметов при 5 — и 10-кратном увеличении.

    Рис.2. Голландский очковый мастер Захария Янсен.

    Полноценным оптическим прибором такое устройство было назвать нельзя, но именно оно положило начало более серьёзным изобретениям, которым стало суждено появиться уже в недалёком будущем.

    Кто же сделал первый в мире микроскоп?

    «Золотым периодом» развития микроскопов принято считать 17-й век. Именно в 1619 году ещё один изобретатель из Голландии, которого звали Корнелий Дреббель, создал первый микроскоп из выпуклых линз. Немного позже его земляк Христиан Гюйгенс представил более сложную модель устройства с возможностью регулировки окуляров.

    Таким образом, нельзя точно ответить на вопрос о том, кто изготовил первый микроскоп. Всему является началом простая человеческая любознательность.

    Евклид был одним из первых, кто обратил внимание на уникальные свойства стекла, а следом за ним на протяжении многих столетий разные естествоиспытатели постепенно открывали для себя новые горизонты в оптике и вносили свой вклад в создание и усовершенствование первых оптических микроскопов.

    Многие считают, что изобретатель микроскопа — это Антоний ван Левенгук.

    Рис.3. Конструктор микроскопов Антоний ван Левенгук.

    Первое применение микроскопа связано с именем Левенгука неслучайно. Он первый сделал прибор, имеющий одну крупную линзу, что позволило ему получить очень высокое качество изображения для того времени.

    Интересным фактом является то, что Левенгука сложно было сначала назвать учёным. Его основным ремеслом была продажа тканей в суконной лавке. Качество своего товара Левенгук определял с помощью большого увеличительного стекла, внимательно рассматривая структур полотна.

    Рассказывают, что торговец как-то навёл стекло на капельку росы и, увидев на ней «скопище маленьких зверушек», не на шутку испугался и удивился. Однако любопытство взяло верх наз страхом и недоумением, и Левенгук принялся регулярно наблюдать за жизнью этих живых существ.

    Он сделал их подробное описание и сообщил о своём открытии представителям Королевского общества в Лондоне.

    Так человечество узнало о мельчайших микроорганизмах, которые позже получили название бактерий. Учёные мужи прониклись огромным уважением к талантливому суконщику и приняли его в своё сообщество, полностью изменив его жизнь. Исходя из этого можно с уверенностью сказать, что Левенгук — первый учёный, который наблюдал в микроскоп за жизнью микроорганизмов.

    Дальнейшее развитие микроскопов

    Есть версия о том, что английский учёный Роберт Гук тоже приложил свою руку к изобретению серьёзного микроскопа. В качестве основы он взял прибор, сконструированный Гюйгенсом, и добавил к нему ещё одно увеличительное стекло. Этот вид микроскопа получил широкое применение в науке того времени.

    Рис.4. Микроскоп Гука.

    Ближе к концу 19 века англичанин Генри Сорби изобрёл поляризационный вид микроскопа. С его помощью стало возможно исследование структуры метеоритов, упавших на Землю. Немного позже учёным Эрнстом Аббе была разработана целая теория в микроскопии. Также он открыл знаменитое «число Аббе», что положило начало производству более совершенных и точных оптических приборов.

    Что же касается электронных микроскопов с высокой способностью к разрешению, историю их изобретения связывают с именами Роберта Руденберга и Эрнста Руски.

    Рис.5. Первый электронный микроскоп.

    В 1930 году Руденберг получил патент на новое устройство, увеличивающее объекты путём применения электронных пучков, а Руска собрал микроскоп, похожий на современные электронные приборы. За это учёный получил Нобелевскую премию.

    История микроскопов удивительна. В их изобретение и усовершенствование внесли вклад выдающиеся представители человечества, о которых всегда можно найти информацию, а если вы желаете приобщиться к микромиру, вы можете купить любой микроскоп и с его помощью делать собственные маленькие открытия.

    Источник: https://poznavajamir.ru/information/stati-o-tovarah/mikroskopy-info/kto-izobrel-pervyj-mikroskop/

    Микроскоп Левенгука. Первый микроскоп

    История изобретения и усовершенствования микроскопа. Микроскоп гука, первый микроскоп. От Левенгука до Аббе

    Одним из наиболее важных изобретений средневековья является разработка микроскопа. Посредством данного устройства удалось рассмотреть структуры, невидимые глазу.

    Оно помогло сформировать положения клеточной теории, создало перспективы для развития микробиологии. Более того, первый микроскоп стал двигателем создания новых высокочувствительных микроскопирующих устройств.

    Они же стали инструментами, благодаря которым человек смог взглянуть на атом.

    Историческая справка о первом микроскопе

    Очевидно, что микроскоп – это необычный прибор. И что еще удивительно, так это факт, что его изобрели еще в средневековье. Его отцом считается Антони ван Левенгук.

    Но, не умаляя достоинств ученого, следует сказать, что первое микроскопирующее устройство разработал либо Галилей (1609 год), либо Ханс и Захарий Янсены (1590 год).

    Однако о последних информации очень мало, как и о виде их изобретения.

    По этой причине разработка Ханса и Захария Янсенов не воспринимается всерьез как первый микроскоп. А заслуги разработчика устройства принадлежат Галилео Галилею. Его устройство представляло собой комбинированную установку с простым окуляром и двумя линзами. Этот микроскоп называется составным световым. Позже Корнелиус Дреббель (1620 год) доработал это изобретение.

    Видимо, разработка Галилео и дальше была бы единственной, если бы Антони ван Левенгук в 1665 году не опубликовал труд о микроскопировании. В нем он описал живые организмы, которые видел при помощи своего однолинзового простейшего микроскопа. Эта разработка и гениально простая, и невероятно сложная одновременно.

    Микроскоп Левенгука, опередивший свое время

    Микроскоп Антони ван Левенгука – это изделие, состоящее из бронзовой пластинки с прикрепленной к ней линзе и крепежом.

    Устройство с легкостью помещалось на руке, но скрывало чрезвычайную мощь: оно позволяло увеличивать объекты в 275-500 раз. Это было обеспечено благодаря установке плоско-выпуклой линзы маленького размера.

    И что интересно, до 1970 года ведущие физики не могли придумать, как Левенгук создал такие увеличители.

    Ранее предполагалось, что линза для микроскопа шлифовалась на станке. Однако это требовало бы недюжинного упорства и чрезвычайной ювелирной точности. В 1970 году была предложена гипотеза, что Левенгук выплавлял линзы из стеклянной нити.

    Он нагревал ее, а потом шлифовал участок, которым была прикреплена стеклянная капля. Это уже намного проще и быстрее, хотя доказать это пока не удалось: собственники оставшихся микроскопов Левенгука не дали согласия на эксперименты.

    Однако таким способом можно собирать микроскоп Левенгука даже в домашних условиях.

    Структура изделия предельно проста, что говорит и о легкости его использования. В действительности, применять его было чрезвычайно сложно из-за неизвестности фокусного расстояния линзы.

    Поэтому перед рассмотрением приходилось подолгу приближать и отдалять устройство от исследуемого среза. Причем сам срез располагался между зажженной свечой и линзой, что позволяла максимально увеличить микроструктуры.

    И они становились видимы глазу человека.

    Характеристики микроскопа Левенгука

    Согласно результатам проведенных опытов, увеличение микроскопа Левенгука было поражающим, как минимум оно увеличивало в 275 раз. Многие исследователи полагают, что ведущий микроскопист средневековья создал устройство, позволившее увеличивать в 500 раз. Научные фантасты указывают цифру 1500, хотя это невозможно без применения иммерсионных масел. Их тогда просто не существовало.

    Тем не менее Левенгук задал тон развитию многих наук и понял, что глаз видит далеко не все. Существует микромир, невидимый нам. А в нем еще много увлекательного. С высоты веков следует отметить, что исследователь был пророчески прав. И сегодня микроскоп Левенгука, фото которого расположено ниже, считается одним из двигателей науки.

    Некоторые гипотезы о разработке микроскопа

    Многие ученые сегодня считают, что микроскоп Левенгука был создан не на пустом месте. Естественно, ученый знал некоторые факты о существовании оптики Галилео. Однако с изобретением итальянца у него нет сходств. Другие историки полагают, что Левенгук взял за основу разработки Ханса и Захария Янсенов. Кстати, о микроскопе последних тоже почти ничего не известно.

    Поскольку Ханс и его сын Захарий работали над производством очков, то их разработка, скорее, была похожа на изобретение Галилео Галилея. Микроскоп Левенгука является устройством намного более мощным, так как оно позволяло увеличивать в 275-500 раз.

    Такой мощности составные световые микроскопы и Янсенов, и Галилея не имели. Более того, из-за наличия двух линз у них имелось и вдвое больше погрешностей.

    При этом понадобилось около 150 лет для того, чтобы составной микроскоп догнал микроскоп Левенгука по качеству изображения и по мощности увеличения.

    Гипотезы о происхождении линзы микроскопа Левенгука

    Исторические источники позволяют подвести итог деятельности ученого. Согласно данным Королевского научного общества Англии, Левенгук собрал порядка 25 микроскопов.

    Также ему удалось изготовить почти 500 линз. Неизвестно, почему он не создал столько микроскопов, видимо, эти линзы не давали должного увеличения или были дефектными.

    Только лишь 9 микроскопов Левенгука дошли до современности.

    Существует интересная гипотеза, что микроскоп Левенгука создавался на основе природных линз вулканического происхождения. Многие ученые полагают, что он просто выплавлял каплю стекла для их изготовления. Другие сходятся во мнении, что ему удалось оплавлять стеклянную нить и делать линзы таким образом. Но факт, что из 500 линз ученому удалось создать только 25 микроскопов, говорит о многом.

    В частности он косвенно подтверждает все три гипотезы происхождения линз. Видимо, окончательный ответ вряд ли удастся получить без экспериментов. Но поверить в то, что без наличия высокоточных измерительных приборов и шлифовальных станков ему удалось создавать мощные линзы, достаточно сложно.

    Создание микроскопа Левенгука дома

    Многие люди, стараясь проверить некоторые гипотезы о происхождении линз, успешно изготовили микроскоп Левенгука у себя дома. Для этого на простой спиртовой горелке нужно расплавить тонкую стеклянную нить, пока на ней не появится капля. Он должна остыть, после чего ее нужно отшлифовать с одной (противоположной от сферической поверхности) стороны.

    Шлифовка позволяет создать плоско-выпуклую линзу, отвечающую требованиям микроскопирования. Она же даст увеличение примерно в 200-275 раз. После нужно лишь закрепить ее на твердом штативе и рассматривать интересующие объекты.

    Однако здесь существует одна проблема: саму линзу выпуклым концом нужно обратить к изучаемому веществу. Исследователь при этом смотрит на плоскую поверхность линзы. Только так следует применять микроскоп.

    Левенгук, отзывы Королевского научного общества о котором в свое время обеспечили ему славную репутацию, скорее всего, именно так создал и применял свое изобретение.

    Источник: https://FB.ru/article/191404/mikroskop-levenguka-pervyiy-mikroskop

    Роль и история изобретения микроскопа

    История изобретения и усовершенствования микроскопа. Микроскоп гука, первый микроскоп. От Левенгука до Аббе

    История и изобретение микроскопа связано с тем, что с древних времен человек хотел видеть гораздо меньшие предметы, чем позволял невооруженный человеческий глаз.

    Хотя первое использование линзы из-за давности времени  остается неизвестным, считается, что использование эффекта преломления света использовалось более чем 2000 лет назад.

    Во 2-м веке до нашей эры Клавдий Птолемей описал свойства света  в бассейне с водой и точно рассчитал константу преломления воды.

    В течение 1 века нашей эры (год 100), было изобретено стекло и римляне глядя через стекло его тестировали. Они экспериментировали с различными формами прозрачного стекла и один из их образцов был толще  в середине и тоньше по краям. Они обнаружили, что объект через такое стекло будет выглядеть больше.

    Слово «линза» на самом деле происходит от латинского слова «чечевица», они назвали потому, что напоминает форму бобового растения чечевица.

    В то же время римский философ Сенека описывает фактическое увеличение через кувшин с водой «…письма, малые и невнятные, рассматриваются расширенные и более четкие через стеклянный кувшин, заполненный  водой». Далее  линзы не применялись  до конца XIII века до изобретения очков. Затем около 1600 г, было обнаружено, что оптические инструменты могут быть сделаны с использованием линзы.

    Первые оптические приборы

    Ранние простые оптические приборы были с увеличительными стеклами и имели увеличение обычно около 6 x – 10 х.  В 1590 году, два голландских изобретателя Ганс Янсен и его сын Захарий при  шлифовке линз вручную обнаружили,  что сочетание двух линз позволило увеличить изображение предмета в несколько раз.

    Они смонтировали  несколько линз в трубку и сделали очень важное открытие – изобретение микроскопа.

    Их первые устройства были новизной, чем научный инструмент, поскольку максимальное увеличение было до  9 х. Первый микроскоп, сделанный для голландской королевской знати  имел 3 раздвижные трубы, 50 см  в длину и 5 см в диаметре. Было указано, что устройство  имело увеличение от 3 x до  9 x когда полностью раскрыто.

    Другой голландский ученый Антони ван Левенгук (1632-1723), считается одним из пионеров микроскопии, в конце XVII века стал первым человеком реально использовавшим  изобретение микроскопа на практике.

    Ван Левенгук достиг большего успеха, чем его предшественники путем разработки способа изготовления  линзы путем шлифовки и полировки. Он достиг увеличения до 270 x, лучшее известное на то время. Это увеличение дает возможность  просматривать объекты размером  одна миллионная метра.

    Антони Левенгук стал более активно участвовать в науке со своим новым изобретением микроскопа. Он мог видеть вещи, которые никто никогда не видел раньше. Он впервые  увидел бактерии, плавающие в капле воды.

    Он отметил ткани растений и животных, клетки спермы и клетки крови, минералы, окаменелости и многое другое.

    Он также обнаружил нематод и коловраток (микроскопических животных) и обнаружил бактерии, глядя на образцы зубного налета от своих собственных зубов.

    Люди стали понимать, что увеличение может выявить структуры, которые никогда не видели раньше – гипотеза, что все сделано из крошечных компонентов, невидимых невооруженным глазом тогда еще не рассматривалась.

    Работы Антони Левенгука в  дальнейшем развил английский ученый Роберт Гук, который опубликовал результаты микроскопических исследований «Микрография» в 1665 году. Роберт Гук описал подробные исследования в области микробиологии.

    Англичанин Роберт Гук открыл микроскопическую веху и основную единицу всей жизни – клетку. В середине XVII века Гук увидел структурные клетки  во время изучения образца, который напомнил ему о небольших монастырских комнатах. Гуку также приписывают быть первым, который использовал конфигурацию трех основных  линз, как сегодня используют после изобретения микроскопа.

    В 18-19 веках не так много изменений в конструкции основного микроскопа было введено. Были разработаны линзы  с использованием более чистого стекла и различной формы для решения таких проблем, как искажение цвета и разрешение плохого изображения.

    В конце 1800-х годов немецкий физик-оптик Эрнст Аббе обнаружил, что покрытые маслом  линзы предотвращают искажение света при высоком разрешении.

    Изобретение микроскопа помогло великому русскому учёному-энциклопедисту Ломоносову в середине 18 века   проводить свои опыты двигать русскую науку.

    Современное развитие микроскопии

    В 1931 году немецкие ученые начали работать над изобретением  электронного микроскопа. Этот вид прибора фокусирует  электроны на образце и формируют изображение, которое может быть захвачено электронно чувствительным элементом.

    Эта модель позволяет ученым просмотреть очень мелкие детали с усилением до одного миллиона раз. Единственным недостатком является то, что живые клетки не могут наблюдаться электронным микроскопом.

    Однако цифровые и другие новые технологии создали новый прибор для  микробиологов.

    Немцы Эрнст Руска и доктор Макс Кноль, сначала создали «линзу» магнитного поля и электрического тока. К 1933 году ученые построили электронный микроскоп, который превзошел  пределы увеличения оптического микроскопа на то время.

    Эрнст получил Нобелевскую премию по физике в 1986 году за свою работу. Электронный микроскоп может достичь гораздо более высокого разрешения, так как длина волны электрона меньше, чем длина волны видимого света, в особенности, когда электрон ускоряется в вакууме.

    Световая и электронная микроскопия продвинулаясь в 20-м веке. Сегодня увеличительные приборы используют флуоресцентные метки или поляризационные фильтры для просмотра образцов.  Более современные  используют компьютерные технологии для захвата и анализа изображений, которые не видны человеческому глазу.

    Изобретение микроскопа в 16 веке  позволило создать уже отражающие, фазовые, контрастные, конфокальные и даже ультрафиолетовые устройства.

    Современные электронные устройства могут дать изображение даже одного атома.

    Источник: https://v-nayke.ru/?p=8860

    Поделиться:
    Нет комментариев

      Добавить комментарий

      Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.