Kopš seniem laikiem cilvēks ir vēlējies redzēt lietas, kas ir daudz mazākas, nekā spēj uztvert ar neapbruņotu aci. Tagad nav iespējams pateikt, kurš pirmais sāka lietot lēcas, taču ir droši zināms, piemēram, ka mūsu senči jau vairāk nekā pirms 2 tūkstošiem gadu zināja, ka stikls spēj lauzt gaismu.
Otrajā gadsimtā pirms mūsu ēras Klaudijs Ptolemajs aprakstīja, kā nūja “izliecas”, iemērcot ūdenī, un pat ļoti precīzi aprēķināja refrakcijas konstanti. Pat agrāk Ķīnā ierīces tika izgatavotas no lēcām un caurules, kas piepildīta ar ūdeni, lai "redzētu neredzamo".
1267. gadā Rodžers Bēkons aprakstīja lēcu darbības principus un vispārējo teleskopa un mikroskopa ideju, taču tikai 16. gadsimta beigās Zaharijs Jansens un viņa tēvs Hanss, briļļu izgatavotāji no Holandes, sāka eksperimentēt ar lēcām. . Viņi ievietoja vairākas lēcas mēģenē un atklāja, ka objekti, kas skatīti caur to, izskatās daudz lielāki nekā zem vienkārša palielināmā stikla.
Bet šis viņu "mikroskops" bija vairāk zinātkāre nekā zinātnisks instruments. Ir saglabājies apraksts par instrumentu, ko tēvs un dēls izgatavoja karaliskajai ģimenei. Tas sastāvēja no trim bīdāmām caurulēm kopējais garums 45 ar maziem centimetriem un 5 centimetru diametru. AT slēgts viņš palielināja 3 reizes, pilnībā atvērtajā - 9 reizes, tomēr attēls izrādījās nedaudz izplūdis.
1609. gadā Galileo Galilejs izveidoja saliktu mikroskopu ar izliektām un ieliektām lēcām un 1612. gadā ieviesa šo "okhiolino" ("mazo aci"). Polijas karalis Sigismunds III. Dažus gadus vēlāk, 1619. gadā, holandiešu izgudrotājs Kornēlijs Drebels Londonā demonstrēja savu mikroskopa versiju ar divām izliektām lēcām. Bet pats vārds “mikroskops” parādījās tikai 1625. gadā, kad pēc analoģijas ar “teleskopu” to izdomāja vācu botāniķis no Bambergas Johans (Džovanni) Fabers.
No Lēvenhukas līdz Abbei
1665. gadā angļu dabaszinātnieks Roberts Huks pilnveidoja palielināmo instrumentu un atklāja elementārās struktūrvienības, šūnas, pētot korķozola mizu. 10 gadus pēc tam holandiešu zinātniekam Entonijam van Lēvenhukam izdevās iegūt vēl labākas lēcas. Viņa mikroskops palielināja objektus 270 reizes, bet citas līdzīgas ierīces tik tikko sasniedza 50 reižu palielinājumu.
Pateicoties savām augstas kvalitātes slīpētajām un pulētajām lēcām, Lenvenhuks veica daudzus atklājumus – viņš pirmais ieraudzīja un aprakstīja baktērijas, rauga šūnas, kā arī novēroja asins šūnu kustību kapilāros. Kopumā zinātnieks izgatavoja vismaz 25 dažādus mikroskopus, no kuriem līdz mūsdienām ir saglabājušies tikai deviņi. Ir ierosinājumi, ka dažām pazaudētajām ierīcēm bija pat 500x palielinājums.
Neskatoties uz visiem sasniegumiem šajā jomā, nākamo 200 gadu laikā mikroskopi nav daudz mainījušies. Tikai 1850. gados vācu inženieris Karls Zeiss sāka uzlabot viņa uzņēmuma ražotās mikroskopu lēcas. 1880. gados viņš nolīga Oto Šotu, optisko briļļu speciālistu. Viņa pētījumi ir būtiski uzlabojuši palielināmo instrumentu kvalitāti.
Cits Carl Zeiss darbinieks, optiskais fiziķis Ernsts Abbe, uzlaboja pašu optisko instrumentu ražošanas procesu. Iepriekš viss darbs ar viņiem tika veikts izmēģinājumu un kļūdu veidā; Savukārt Abbe radīja tiem teorētisko pamatu, zinātniski pamatotas ražošanas metodes.
Attīstoties tehnoloģijām, parādījās mums tagad zināmais mikroskops. Tomēr tagad optiskie mikroskopi, kas spēj fokusēties uz objektiem, kas ir lielāki par gaismas viļņa garumu vai vienādi ar to, zinātniekus vairs nespēj apmierināt.
Mūsdienu elektronu mikroskopi
1931. gadā vācu fiziķis Ernsts Ruska sāka darbu pie pirmā elektronu mikroskopa (transmisijas (transmisijas) elektronu mikroskopa) izveides. 1986. gadā viņš saņēma Nobela prēmiju par šo izgudrojumu.
1936. gadā vācu zinātnieks Ervins Vilgels Millers izgudroja elektronu projektoru (lauka elektronu mikroskopu). Ierīce ļāva palielināt attēlu ciets ķermenis miljons reižu. Pēc piecpadsmit gadiem Mullers veica vēl vienu izrāvienu šajā jomā – lauka jonu mikroskopu, kas fiziķim pirmo reizi cilvēces vēsturē deva iespēju ieraudzīt atomus.
Paralēli tika veikti citi darbi. 1953. gadā holandietis Frics Zernike, teorētiskās fizikas profesors, saņēma Nobela prēmiju par fāzu kontrasta mikroskopijas izstrādi. 1967. gadā Ervins Millers uzlaboja savu lauka jonu mikroskopu, pievienojot tam lidojuma laika masas spektrometru, izveidojot pirmo "atomu zondi". Šī ierīce ļauj ne tikai identificēt vienu atomu, bet arī noteikt jona masu un lādiņu daudzveidību.
1981. gadā Gerds Binigs un Heinrihs Rorers no Vācijas izveidoja skenējošu (skenējošo) tuneļmikroskopu; piecus gadus vēlāk Binigs un viņa kolēģi izgudroja skenējošu atomu spēka mikroskopu. Atšķirībā no iepriekšējās izstrādes, AFM ļauj izpētīt gan vadošas, gan nevadošas virsmas un faktiski manipulēt ar atomiem. Tajā pašā gadā Binigs un Rorers saņēma Nobela prēmiju par STM.
1988. gadā trīs zinātnieki no Apvienotās Karalistes aprīkoja Mullera "atomu zondi" ar pozīcijas jutīgu detektoru, kas ļāva noteikt atomu stāvokli trīs dimensijās.
1988. gadā japāņu inženieris Kingo Itaja izgudroja elektroķīmisko skenēšanas tuneļa mikroskopu, un trīs gadus vēlāk tika piedāvāts Kelvina zondes spēka mikroskops, bezkontakta atomu spēka mikroskopa versija.
Atpakaļ uz rakstiem
Mikroskopa izgudrojums un uzlabošana
Optikas attīstība ļāva projektēt 17. gs. Mikroskops ir ierīce, kurai ir bijusi patiesi revolucionāra ietekme uz bioloģijas attīstību. Mikroskopija pētniekiem atvēra vienšūņu un baktēriju pasauli. Līdz šim nepieejamo dzīvnieku, augu un sēņu uzbūves detaļu izpēte parādīja, ka visa dzīvā pamats ir universāls sīks veidojums – šūna.
Mikroskopi mūsdienu izpratnē ietver tikai "sarežģītu" mikroskopu - ierīci, kas sastāv no divām lēcu sistēmām: okulāra un objektīva. Bet mikroskopijas rītausmā plaši tika izmantoti arī "vienkāršie" mikroskopi, kurus šodien mēs sauktu par palielināmo stiklu.
Viens no pirmajiem saliktajiem mikroskopiem tika izstrādāts 1609.–1610. Galileo kā modificēts teleskops. Mūsdienu saliktā mikroskopa pirmsākumi meklējami angļu vai holandiešu divu lēcu mikroskopos 17. gadsimta sākumā. Tajos esošie objekti tika pārbaudīti dienas gaismā krītošā gaismā; nebija fokusēšanas ierīču.
Viens no pirmajiem mums pazīstamajiem mikroskopiem
Pirmais lielais saliktā mikroskopa uzlabojums ir saistīts ar angļu fiziķa Roberta Huka (1635-1703) vārdu. Uzlabojumi ir skāruši gan optiku, gan mehāniskās konstrukcijas iezīmes. Principiāli jauna bija arī zinātnieka izgudrotā objekta mākslīgā apgaismojuma sistēma.
Mikroskopijas attīstība 18. gadsimtā noritēja galvenokārt mehānisko detaļu dizaina uzlabošanas ceļā. Caurule, kurā bija lēcas, tagad bija kustīgi nostiprināta uz īpašas kolonnas, tās kustību nodrošināja īpaša vītņota skrūve.
Pirmā mikroskopa vēsture jeb kā tas viss sākās
Dizaina uzlabojumi tagad ļāva pētīt gan caurspīdīgus objektus caurlaidīgā gaismā, gan necaurspīdīgus objektus krītošā gaismā. Kopš 1715. gada pie mikroskopa ir parādījies mums pazīstams spogulis.
Mikroskops pielāgots fotogrāfijām melnā telpā
Visos saliktajos mikroskopos 17. - 18. gs. pie palielinājumiem virs 120 - 150 reizēm (sfēriskas un hromatiskas aberācijas) attēls tika stipri izkropļots. Līdz ar to kļūst skaidrs priekšroka, ko tā laika mikroskopisti, sākot no
A. Levenguks, iedeva vienkāršu viena lēca mikroskopu. Hromatiskās aberācijas problēma tika atrisināta 18. gadsimta beigās un 19. gadsimta sākumā. izmantojot lēcu kombināciju dažādas šķirnes stikls. Pirmo ahromatisko mikroskopu 1784. gadā izstrādāja Sanktpēterburgas akadēmiķis F. Epinuss, taču vairāku iemeslu dēļ tas netika plaši izmantots. Turpmākos soļus mikroskopa ahromatizācijas virzienā veica dažādi meistari Vācijā, Anglijā un Francijā. 1827. gadā J. B. Amici objektīvā izmantoja plakanu frontālo lēcu, kas samazināja sfērisko aberāciju.
Lēcu slīpēšanas un savstarpējās regulēšanas tehnika ir sasniegusi tādu pilnību, ka mikroskopi 19. gadsimta pirmās puses. var nodrošināt palielinājumu līdz 1000 reizēm. Praktiska lietošana tik spēcīgas sistēmas ierobežoja fakts, ka redzes lauks saglabājās tumšs pie liela palielinājuma - ievērojama staru daļa, kas lauzās gaisā, neiekļuva objektīvā. Radikāls uzlabojums tika panākts, uzsākot uzklāšanu (iegremdēšanu). Eļļas imersijas lēcu radījuši kompānijas K. Zeiss dizaineri.
Mikroskopu rūpnīcas ražošanas izveide, konkurence starp konkurējošām rūpnīcām noveda pie lētākiem instrumentiem, un 19. gadsimta četrdesmitajos gados mikroskops kļuva par ikdienas laboratorijas instrumentu, kas varēja būt pat atsevišķiem ārstiem un studentiem.
1886. gadā firma Carl Zeiss izlaida jaunas apohromatiskās lēcas, kurās sfērisko un hromatisko aberāciju korekcija tika samazināta līdz robežai. Kā parādīja E. Abbe aprēķini, ar šo lēcu izgatavošanu tika sasniegta gaismas mikroskopa izšķirtspējas robeža.
Viens no pirmajiem Carl Zeiss mikroskopiem. Foto: Flavio
Paralēli mikroskopa pilnveidošanai tika izstrādāta mikroskopisko preparātu sagatavošanas tehnika. Ilgu laiku tā saglabājās ļoti primitīva – līdz 19. gadsimta sākumam. mikroskopi pārsvarā skatījās uz žāvētiem priekšmetiem. Pārbauda svaigus izstrādājumus, kas nav pakļauti nekādai apstrādei. "Pastāvīgo preparātu" ražošanas metodes, kurām raksturīgs mūsdienu mikroskopija, vēl neeksistēja, tādēļ pētniekam tika liegta iespēja ilgstoši pētīt šīs zāles un salīdzināt jaunas zāles ar vecajām.
Līdz XIX gadsimta otrā ceturkšņa sākumam. pētnieki sāka izmantot noteiktus reaģentus, lai pētītu audus, piemēram, pievienošanu etiķskābeļāva identificēt šūnu kodolus. Reaģenti tika uzklāti turpat, uz mikroskopa skatuves.
Kopš 80. gadiem 19. gadsimts mikroskopisko pētījumu praksē par neaizstājamu atribūtu kļūst J. Purkinjē izgudrotais mikrotoms. Mikrotoma izmantošana ļāva izveidot plānas sekcijas un iegūt nepārtrauktu sekciju sēriju, kas ļāva panākt progresu šūnas smalkās struktūras izpētē.
XIX gadsimta vidū. sāk lietot mikroskopi dažādas metodes fiksēšanas un krāsošanas preparāti, pētāmo objektu ieliešana blīvākā vidē. No 70. gadiem. 19. gadsimts Kanādas balzams tradicionāli tiek izmantots pastāvīgu preparātu ražošanai.
Grūti pateikt, kurš uz Krieviju atveda pirmo mikroskopu. Visticamāk, tas nebija agrāk par 17. gadsimtu.
Vikipēdijā ir šāda informācija:
Nav iespējams precīzi noteikt, kurš izgudroja mikroskopu. Tiek uzskatīts, ka nīderlandiešu briļļu izgatavotājs Hanss Jansens un viņa dēls Zaharijs Jansens pirmo mikroskopu izgudroja 1590. gadā, taču to 17. gadsimta vidū apgalvoja pats Zahariass Jansens. Datums, protams, nav precīzs, jo izrādījās, ka Cakarija dzimis ap 1590. gadu.
Kā tika izgudrots mikroskops
Vēl viens pretendents uz mikroskopa izgudrotāja titulu bija Galileo Galilejs. 1609. gadā viņš izstrādāja occhiolino (occhiolino) jeb salikto mikroskopu ar izliektām un ieliektām lēcām. Galileo savu mikroskopu prezentēja sabiedrībai Accademia dei Lincei, ko 1603. gadā dibināja Federiko Cesi. Frančesko Steleti trīs bišu attēlojums bija daļa no pāvesta Urbana VIII zīmoga un tiek uzskatīts par pirmo publicēto mikroskopisko simbolu (skat. Stīvens Džejs Goulds, The Lying stones of Marrakech, 2000). Kristians Huigenss, cits holandietis, 1600. gadu beigās izgudroja vienkāršu divu objektīvu okulāru sistēmu, kas bija ahromatiski regulējama un tāpēc bija milzīgs solis uz priekšu mikroskopa izstrādes vēsturē. Huygens okulāri tiek ražoti līdz šai dienai, taču tiem trūkst redzes lauka platuma, un okulāru izvietojums ir neērts acīm, salīdzinot ar mūsdienu plaša lauka okulāriem. Antons van Lēvenhuks (16321723) tiek uzskatīts par pirmo, kurš biologu uzmanību pievērsa mikroskopam, neskatoties uz to, ka vienkāršas palielināmās lēcas ir ražotas jau kopš 1500. gadiem un ar ūdeni pildītu stikla trauku palielināšanas īpašības ir pieminējuši senie romieši (Seneka). Ar rokām izgatavotie Van Lēvenhuka mikroskopi bija ļoti mazi gabali ar vienu ļoti spēcīgu lēcu. Tos bija neērti lietot, taču tie ļāva ļoti detalizēti izpētīt attēlus tikai tāpēc, ka tie nepieņēma saliktā mikroskopa trūkumus (vairākas šāda mikroskopa lēcas dubultoja attēla defektus). Bija nepieciešami aptuveni 150 gadi optikas izstrādes, lai saliktais mikroskops spētu nodrošināt tādu pašu attēla kvalitāti kā vienkāršie Lēvenhuka mikroskopi. Tātad, lai gan Antons van Lēvenhuks bija lielisks mikroskopa meistars, pretēji plaši izplatītam uzskatam viņš nebija tā izgudrotājs. http://ru.wikipedia.org/wiki/light microscope
Pirmo mikroskopu nekādā gadījumā nav izstrādājis profesionāls zinātnieks, bet gan amatieris manufaktūras tirgotājs Entonijs Van Lēvenhuks, kurš 17. gadsimtā dzīvoja Holandē. Tieši šis zinātkārais autodidakts bija pirmais, kurš ar paša izgatavotu ierīci ieskatījās ūdens pilē un ieraudzīja tūkstošiem mazāko radījumu, kurus nosauca latīņu valodā animalculus (mazi dzīvnieki). Savas dzīves laikā Lēvenhukam izdevās aprakstīt vairāk nekā divsimt dzīvnieku sugu, un, pētot plānas gaļas, augļu un dārzeņu daļas, viņš atklāja šūnu struktūra dzīvi audi. Par nopelniem zinātnē Lēvenhuks 1680. gadā tika ievēlēts par pilntiesīgu Karaliskās biedrības locekli un nedaudz vēlāk kļuva par Francijas Zinātņu akadēmijas akadēmiķi.
Lēvenhuka mikroskopi, no kuriem viņš personīgi savā dzīvē izgatavoja vairāk nekā trīs simtus, bija maza, zirņa izmēra sfēriska lēca, kas ievietota rāmī. Mikroskopiem bija objektu galdiņš, kura stāvokli attiecībā pret objektīvu varēja regulēt ar skrūvi, taču šiem optiskajiem instrumentiem nebija ne statīva, ne statīva, tie bija jātur rokās. No mūsdienu optikas viedokļa ierīce, ko sauc par Lēvenhuka mikroskopu, nav mikroskops, bet gan ļoti spēcīgs palielināmais stikls, jo tā optiskā daļa sastāv tikai no viena objektīva.http://www.foto.ru /articles/?article_mic…
saite parādīsies pēc tam, kad moderators pārbaudīs mikroskopa vēsturi
Izstrādāja Krievijā pirmo ahromatisko mikroskopu (apmēram 1784) Franz Ulrich Theodor Epinus, vācu. Epinus, (1724. gada 2. (13.) decembris, Rostoka 1802. gada 10. (22.) augusts, Derpta, tagad Tartu) krievu fiziķis, Sanktpēterburgas Zinātņu akadēmijas loceklis (1756). http://ru.wikipedia.org /wiki/Epinus,_Fr…
Kāda bija mikroskopa izgudrojuma nozīme? Mikroskopa izgudrošanas vēsture
Mikroskops ir unikāls instruments, kas paredzēts, lai palielinātu mikroattēlus un izmērītu objektu vai strukturālu veidojumu izmērus, kas novēroti caur objektīvu. Šī attīstība ir pārsteidzoša, un mikroskopa izgudrojuma nozīme ir ārkārtīgi liela, jo bez tā daži virzieni nepastāvētu. mūsdienu zinātne. Un no šejienes sīkāk.
Mikroskops ir ierīce, kas saistīta ar teleskopu un tiek izmantota pavisam citam mērķim. Ar to ir iespējams apsvērt acij neredzamu objektu struktūru. Tas ļauj noteikt mikroveidojumu morfoloģiskos parametrus, kā arī novērtēt to tilpuma izvietojumu. Tāpēc ir pat grūti iedomāties, kāda nozīme bija mikroskopa izgudrojumam un kā tā izskats ietekmēja zinātnes attīstību.
Mikroskopa un optikas vēsture
Šodien ir grūti atbildēt, kurš pirmais izgudroja mikroskopu. Iespējams, arī šis jautājums tiks plaši apspriests, kā arī arbaleta izveide. Tomēr atšķirībā no ieročiem mikroskopa izgudrojums patiesībā notika Eiropā. Kurš tieši, joprojām nav zināms. Varbūtība, ka šīs ierīces atklājējs bija nīderlandiešu briļļu ražotājs Hanss Jansens, ir diezgan liela. Viņa dēls Zaharijs Jansens 1590. gadā apgalvoja, ka kopā ar tēvu uzbūvējis mikroskopu.
Bet jau 1609. gadā parādījās cits mehānisms, kuru radīja Galileo Galilejs. Viņš to nosauca par occhiolino un prezentēja to sabiedrībai Nacionālajā akadēmijā dei Lincei. Pierādījums tam, ka tolaik jau varēja izmantot mikroskopu, ir zīme uz pāvesta Urbāna III zīmoga. Tiek uzskatīts, ka tā ir attēla modifikācija, kas iegūta ar mikroskopiju. Galileo Galilei gaismas mikroskops (kompozīts) sastāvēja no vienas izliektas un vienas ieliektas lēcas.
Pilnveidošana un ieviešana praksē
Jau 10 gadus pēc Galileo izgudrošanas Kornēlijs Drēbels izveido saliktu mikroskopu ar divām izliektām lēcām. Un vēlāk, tas ir, līdz 1600. gadu beigām, Christian Huygens izstrādāja divu objektīvu okulāru sistēmu. Tie joprojām tiek ražoti, lai gan tiem trūkst redzes loka. Bet, kas ir vēl svarīgāk, ar šāda mikroskopa palīdzību 1665. gadā Roberts Huks veica korķa ozola griezuma izpēti, kur zinātnieks ieraudzīja tā sauktās medus kāres. Eksperimenta rezultāts bija jēdziena "šūna" ieviešana.
Cits mikroskopa tēvs Entonijs van Lēvenhuks to tikai izgudroja no jauna, taču viņam izdevās pievērst biologu uzmanību ierīcei. Un pēc tam kļuva skaidrs, kāda nozīme zinātnei bija mikroskopa izgudrojumam, jo tas ļāva attīstīties mikrobioloģijai. Iespējams, minētā iekārta būtiski paātrināja dabaszinātņu attīstību, jo līdz brīdim, kad cilvēks redzēja mikrobus, viņš uzskatīja, ka slimības dzimst no netīrības. Un zinātnē valdīja alķīmijas jēdzieni un vitalistiskās teorijas par dzīvo un spontānas dzīves paaudzes esamību.
Lēvenhuka mikroskops
Mikroskopa izgudrošana ir unikāls notikums viduslaiku zinātnē, jo, pateicoties ierīcei, bija iespējams atrast daudz jaunu priekšmetu zinātniskai diskusijai. Turklāt daudzas teorijas ir iznīcinātas ar mikroskopiju. Un tas ir Entonija van Lēvenhuka lielais nopelns. Viņš spēja uzlabot mikroskopu tā, lai tas ļautu detalizēti redzēt šūnas. Un, ja mēs aplūkojam šo jautājumu šajā kontekstā, tad Lēvenhuks patiešām ir šāda veida mikroskopa tēvs.
Ierīces struktūra
Pats Lēvenhuka gaismas mikroskops bija plāksne ar lēcu, kas spēj atkārtoti palielināt aplūkojamos objektus. Šai plāksnei ar objektīvu bija statīvs. Caur to viņa tika uzstādīta uz horizontāla galda. Pavēršot lēcu pret gaismu un novietojot testa materiālu starp to un sveces liesmu, varēja redzēt baktēriju šūnas. Turklāt pirmais materiāls, ko Entonijs van Lēvenhuks pārbaudīja, bija plāksne. Tajā zinātnieks redzēja daudzas radības, kuras viņš vēl nevarēja nosaukt.
Lēvenhuka mikroskopa unikalitāte ir pārsteidzoša. Tajā laikā pieejamie kompozītmateriālu modeļi nenodrošināja augstu attēla kvalitāti. Turklāt divu lēcu klātbūtne tikai saasināja defektus. Tāpēc bija vajadzīgi vairāk nekā 150 gadi, lai Galileo un Drebbel sākotnēji izstrādātie saliktie mikroskopi radītu tādu pašu attēla kvalitāti kā Lēvenhuka ierīce. Pats Entonijs van Lēvenhuks joprojām netiek uzskatīts par mikroskopa tēvu, taču viņš pamatoti ir atzīts vietējo materiālu un šūnu mikroskopijas meistars.
Lēcu izgudrošana un uzlabošana
Pats objektīva jēdziens jau pastāvēja Senā Roma un Grieķija. Piemēram, Grieķijā ar izliekta stikla palīdzību bija iespējams iekurt uguni. Un Romā jau sen ir pamanītas ar ūdeni pildītu stikla trauku īpašības. Viņi ļāva attēlus palielināt, lai gan ne vairākkārt. Tālāka attīstība lēcas nav zināmas, lai gan ir acīmredzams, ka progress nevarēja stāvēt uz vietas.
Zināms, ka 16. gadsimtā Venēcijā briļļu lietošana ienāca praksē. To apstiprina fakti par stikla slīpmašīnu pieejamību, kas ļāva iegūt lēcas.
Kas izgudroja mikroskopu?
Bija arī optisko ierīču rasējumi, kas ir spoguļi un lēcas. Šo darbu autorība pieder Leonardo da Vinči. Bet pat agrāk cilvēki strādāja ar palielināmajiem stikliem: 1268. gadā Rodžers Bēkons izvirzīja ideju izveidot teleskopu. Vēlāk tas tika īstenots.
Acīmredzot objektīva autorība nepiederēja nevienam. Bet tas tika novērots līdz brīdim, kad Kārlis Frīdrihs Zeiss sāka izmantot optiku. 1847. gadā viņš sāka ražot mikroskopus. Pēc tam viņa uzņēmums kļuva par līderi optisko briļļu izstrādē. Tas pastāv līdz šai dienai, joprojām ir galvenais šajā nozarē. Ar to sadarbojas visi uzņēmumi, kas ražo foto un video kameras, optiskos tēmēkļus, tālmērus, teleskopus un citas ierīces.
Mikroskopijas uzlabošana
Mikroskopa izgudrošanas vēsture ir pārsteidzoša tās detalizētajā izpētē. Bet ne mazāk interesanta ir mikroskopijas turpmākās uzlabošanas vēsture. Sāka parādīties jauni mikroskopu veidi, un zinātniskā doma, kas tos radīja, ienira arvien dziļāk. Tagad zinātnieka mērķis bija ne tikai mikrobu izpēte, bet arī mazāku komponentu apsvēršana. Tās ir molekulas un atomi. Jau 19. gadsimtā tos varēja izpētīt ar rentgenstaru difrakcijas analīzi. Taču zinātne prasīja vairāk.
Tātad jau 1863. gadā pētnieks Henrijs Kliftons Sorbijs izstrādāja polarizējošo mikroskopu meteorītu pētīšanai. Un 1863. gadā Ernsts Abbe izstrādāja mikroskopa teoriju. Tas tika veiksmīgi pieņemts Carl Zeiss ražošanā. Tādējādi viņa uzņēmums ir kļuvis par atzītu līderi optisko instrumentu jomā.
Taču drīz pienāca 1931. gads – elektronu mikroskopa radīšanas laiks. Tas ir kļuvis par jauna veida aparātu, kas ļauj redzēt daudz vairāk nekā gaismu. Tajā pārraidei tika izmantoti nevis fotoni un nevis polarizētā gaisma, bet gan elektroni - daļiņas, kas ir daudz mazākas par vienkāršākajiem joniem. Tieši elektronu mikroskopa izgudrojums ļāva attīstīt histoloģiju. Tagad zinātnieki ir guvuši pilnīgu pārliecību, ka viņu spriedumi par šūnu un tās organellām patiešām ir pareizi. Tomēr tikai 1986. gadā elektronu mikroskopa radītājam Ernstam Ruskam tika piešķirta Nobela prēmija. Turklāt jau 1938. gadā Džeimss Hillers uzbūvēja transmisijas elektronu mikroskopu.
Jaunākie mikroskopu veidi
Zinātne pēc daudzu zinātnieku panākumiem attīstījās arvien ātrāk. Tāpēc mērķis, ko noteica jaunā realitāte, bija nepieciešamība izstrādāt ļoti jutīgu mikroskopu. Un jau 1936. gadā Ervins Mullers ražoja lauka emisijas ierīci. Un 1951. gadā tika ražota vēl viena ierīce - lauka jonu mikroskops. Tās nozīme ir ārkārtīgi liela, jo tā ļāva zinātniekiem pirmo reizi ieraudzīt atomus. Un papildus tam 1955. gadā attīstās Jerzy Nomarski teorētiskā bāze diferenciālinterferences-kontrast mikroskopija.
Jaunāko mikroskopu uzlabošana
Mikroskopa izgudrojums vēl nav veiksmīgs, jo principā nav grūti likt joniem vai fotoniem iziet cauri bioloģiskajiem barotnēm un pēc tam apsvērt iegūto attēlu. Bet jautājums par mikroskopijas kvalitātes uzlabošanu bija patiešām svarīgs. Un pēc šiem secinājumiem zinātnieki izveidoja tranzīta masas analizatoru, ko sauca par skenējošu jonu mikroskopu.
Šī ierīce ļāva skenēt vienu atomu un iegūt datus par molekulas trīsdimensiju struktūru. Kopā ar rentgenstaru difrakcijas analīzi šī metode ļāva ievērojami paātrināt daudzu dabā sastopamo vielu identificēšanas procesu. Un jau 1981. gadā tika ieviests skenējošs tunelēšanas mikroskops, bet 1986. gadā - atomu spēka mikroskops. 1988. gads ir skenējošā elektroķīmiskā tuneļmikroskopa izgudrošanas gads. Un jaunākā un noderīgākā ir Kelvina spēka zonde. Tas tika izstrādāts 1991. gadā.
Mikroskopa izgudrojuma globālās nozīmes novērtējums
Kopš 1665. gada, kad Lēvenhuks uzsāka stikla apstrādi un mikroskopu ražošanu, nozare ir attīstījusies un kļuvusi sarežģītāka. Un, domājot, kāda bija mikroskopa izgudrojuma nozīme, ir vērts apsvērt galvenos mikroskopijas sasniegumus. Tātad šī metode ļāva apsvērt šūnu, kas kalpoja kā vēl viens stimuls bioloģijas attīstībai. Tad ierīce ļāva redzēt šūnas organellus, kas ļāva veidot šūnu struktūras modeļus. 
Pēc tam mikroskops ļāva redzēt molekulu un atomu, un vēlāk zinātnieki varēja skenēt to virsmu. Turklāt caur mikroskopu var redzēt pat atomu elektronu mākoņus. Tā kā elektroni ap kodolu pārvietojas ar gaismas ātrumu, ir absolūti neiespējami uzskatīt šo daļiņu. Neskatoties uz to, ir jāsaprot, cik svarīgs bija mikroskopa izgudrojums. Viņš ļāva ieraudzīt kaut ko jaunu, ko ar aci nevar redzēt. Šī ir pārsteidzoša pasaule, kuras izpēte tuvināja cilvēku mūsdienu sasniegumi fizika, ķīmija un medicīna. Un tas ir visa smagā darba vērts.
Optikas attīstība ļāva projektēt 17. gs. Mikroskops ir ierīce, kurai ir bijusi patiesi revolucionāra ietekme uz bioloģijas attīstību. Mikroskopija pētniekiem atvēra vienšūņu un baktēriju pasauli. Līdz šim nepieejamo dzīvnieku, augu un sēņu uzbūves detaļu izpēte parādīja, ka visa dzīvā pamats ir universāls sīks veidojums – šūna.
Mikroskopi mūsdienu izpratnē ietver tikai "sarežģītu" mikroskopu - ierīci, kas sastāv no divām lēcu sistēmām: okulāra un objektīva. Bet mikroskopijas rītausmā plaši tika izmantoti arī "vienkāršie" mikroskopi, kurus šodien mēs sauktu par palielināmo stiklu.
Viens no pirmajiem saliktajiem mikroskopiem tika izstrādāts 1609.–1610. Galileo kā modificēts teleskops. Mūsdienu saliktā mikroskopa pirmsākumi meklējami angļu vai holandiešu divu lēcu mikroskopos 17. gadsimta sākumā. Tajos esošie objekti tika pārbaudīti dienas gaismā krītošā gaismā; nebija fokusēšanas ierīču.
Pirmais lielais saliktā mikroskopa uzlabojums ir saistīts ar angļu fiziķa Roberta Huka (1635-1703) vārdu. Uzlabojumi ir skāruši gan optiku, gan mehāniskās konstrukcijas iezīmes. Principiāli jauna bija arī zinātnieka izgudrotā objekta mākslīgā apgaismojuma sistēma.
Mikroskopijas attīstība 18. gadsimtā noritēja galvenokārt mehānisko detaļu dizaina uzlabošanas ceļā. Caurule, kurā bija lēcas, tagad bija kustīgi nostiprināta uz īpašas kolonnas, tās kustību nodrošināja īpaša vītņota skrūve. Dizaina uzlabojumi tagad ļāva pētīt gan caurspīdīgus objektus caurlaidīgā gaismā, gan necaurspīdīgus objektus krītošā gaismā. Kopš 1715. gada pie mikroskopa ir parādījies mums pazīstams spogulis.
Visos saliktajos mikroskopos 17. - 18. gs. pie palielinājumiem virs 120 - 150 reizēm (sfēriskas un hromatiskas aberācijas) attēls tika stipri izkropļots. Līdz ar to kļūst skaidrs priekšroka, ko tā laika mikroskopisti, sākot no
A. Levenguks, iedeva vienkāršu viena lēca mikroskopu. Hromatiskās aberācijas problēma tika atrisināta 18. gadsimta beigās un 19. gadsimta sākumā. izmantojot lēcu kombināciju, kas izgatavota no dažāda veida stikla. Pirmo ahromatisko mikroskopu 1784. gadā izstrādāja Sanktpēterburgas akadēmiķis F. Epinuss, taču vairāku iemeslu dēļ tas netika plaši izmantots. Turpmākos soļus mikroskopa ahromatizācijas virzienā veica dažādi meistari Vācijā, Anglijā un Francijā. 1827. gadā J. B. Amici objektīvā izmantoja plakanu frontālo lēcu, kas samazināja sfērisko aberāciju.
Lēcu slīpēšanas un savstarpējās regulēšanas tehnika ir sasniegusi tādu pilnību, ka mikroskopi 19. gadsimta pirmās puses. var nodrošināt palielinājumu līdz 1000 reizēm. Tik spēcīgu sistēmu praktisko pielietojumu ierobežoja fakts, ka redzes lauks saglabājās tumšs pie liela palielinājuma - ievērojama staru daļa, kas lauzās gaisā, nenokļuva objektīvā. Radikāls uzlabojums tika panākts, uzsākot uzklāšanu (iegremdēšanu). Eļļas imersijas lēcu radījuši kompānijas K. Zeiss dizaineri.
Mikroskopu rūpnīcas ražošanas izveide, konkurence starp konkurējošām rūpnīcām noveda pie lētākiem instrumentiem, un 19. gadsimta četrdesmitajos gados mikroskops kļuva par ikdienas laboratorijas instrumentu, kas varēja būt pat atsevišķiem ārstiem un studentiem.
1886. gadā firma Carl Zeiss izlaida jaunas apohromatiskās lēcas, kurās sfērisko un hromatisko aberāciju korekcija tika samazināta līdz robežai. Kā parādīja E. Abbe aprēķini, ar šo lēcu izgatavošanu tika sasniegta gaismas mikroskopa izšķirtspējas robeža.
Viens no pirmajiem Carl Zeiss mikroskopiem. Foto: Flavio
Paralēli mikroskopa pilnveidošanai tika izstrādāta mikroskopisko preparātu sagatavošanas tehnika. Ilgu laiku tā palika ļoti primitīva – līdz pat 19. gadsimta sākumam. mikroskopi pārsvarā skatījās uz žāvētiem priekšmetiem. Pārbauda svaigus izstrādājumus, kas nav pakļauti nekādai apstrādei. "Pastāvīgo preparātu" izgatavošanas metodes, kas raksturo mūsdienu mikroskopiju, vēl nepastāvēja, tāpēc pētniekam tika liegta iespēja ilgstoši pētīt preparātu un salīdzināt jaunus preparātus ar vecajiem.
Līdz XIX gadsimta otrā ceturkšņa sākumam. pētnieki sāka izmantot dažus reaģentus audu pētīšanai, piemēram, etiķskābes pievienošana ļāva identificēt šūnu kodolus. Reaģenti tika uzklāti turpat, uz mikroskopa skatuves.
Kopš 80. gadiem 19. gadsimts mikroskopisko pētījumu praksē par neaizstājamu atribūtu kļūst J. Purkinjē izgudrotais mikrotoms. Mikrotoma izmantošana ļāva izveidot plānas sekcijas un iegūt nepārtrauktu sekciju sēriju, kas ļāva panākt progresu šūnas smalkās struktūras izpētē.
XIX gadsimta vidū. mikroskopisti sāk izmantot dažādas preparātu fiksēšanas un krāsošanas metodes, pētāmos priekšmetus ielejot blīvākos barotnēs. No 70. gadiem. 19. gadsimts Kanādas balzams tradicionāli tiek izmantots pastāvīgu preparātu ražošanai.
Mikroskops ir optisks instruments, kas ļauj iegūt palielinātus attēlus no maziem objektiem vai to detaļām, kuras nav redzamas ar neapbruņotu aci.
Burtiski vārds “mikroskops” nozīmē “novērot kaut ko mazu” (no grieķu valodas “mazs” un “izskatīties”).
Cilvēka acij, tāpat kā jebkurai optiskajai sistēmai, ir raksturīga noteikta izšķirtspēja. Tas ir mazākais attālums starp diviem punktiem vai līnijām, kad tie vēl nesaplūst, bet tiek uztverti atsevišķi viens no otra. Ar normālu redzi 250 mm attālumā izšķirtspēja ir 0,176 mm. Tāpēc visus objektus, kuru izmērs ir mazāks par šo vērtību, mūsu acs vairs nespēj atšķirt. Mēs nevaram redzēt augu un dzīvnieku šūnas, dažādus mikroorganismus utt. Bet to var izdarīt ar īpašu optisko instrumentu - mikroskopu palīdzību.
Kā darbojas mikroskops
Klasiskais mikroskops sastāv no trim galvenajām daļām: optiskā, apgaismojošā un mehāniskā. Optiskā daļa ir okulāri un lēcas, apgaismojuma daļa ir gaismas avoti, kondensators un diafragma. Ir ierasts atsaukties uz visu pārējo elementu mehānisko daļu: statīvu, rotējošu ierīci, objektu galdu, fokusēšanas sistēmu un daudz ko citu. Viss kopā un ļauj veikt mikropasaules izpēti.
Kas ir "mikroskopa apertūra": parunāsim par apgaismojuma sistēmu
Mikrokosmosa novērojumiem labs apgaismojums ir tikpat svarīgs kā mikroskopa optikas kvalitāte. Gaismas diodes, halogēna lampas, spogulis - mikroskopam var izmantot dažādus gaismas avotus. Katram ir savi plusi un mīnusi. Fona apgaismojums var būt augšējais, apakšējais vai kombinētais. Tās atrašanās vieta ietekmē to, kurus priekšmetstikliņus var pārbaudīt mikroskopā (caurspīdīgus, caurspīdīgus vai necaurspīdīgus).
Zem priekšmeta galda, uz kuras novietots paraugs izpētei, atrodas mikroskopa diafragma. Tas var būt disks vai varavīksnene. Diafragma paredzēta apgaismojuma intensitātes regulēšanai: ar tās palīdzību var regulēt no apgaismotāja nākošā gaismas stara biezumu. Diska diafragma ir maza plāksne ar dažāda diametra caurumiem. Parasti to uzstāda amatieru mikroskopos. Varavīksnenes diafragma sastāv no daudzām ziedlapiņām, ar kurām var vienmērīgi mainīt gaismu caurlaidīgās atveres diametru. Tas ir biežāk sastopams profesionālās klases mikroskopos.
Optiskā daļa: okulāri un objektīvi
Objektīvi un okulāri ir vispopulārākās mikroskopa rezerves daļas. Lai gan ne visi mikroskopi atbalsta šo piederumu maiņu. Optiskā sistēma ir atbildīga par palielināta attēla veidošanos. Jo labāks un pilnīgāks tas ir, jo skaidrāks un detalizētāks ir attēls. Bet augstākā līmeņa optiskā kvalitāte ir nepieciešama tikai profesionālajos mikroskopos. Amatieru pētījumiem pietiek ar standarta stikla optiku, kas nodrošina pieaugumu līdz 500-1000 reizēm. Bet mēs iesakām izvairīties no plastmasas lēcām - attēla kvalitāte šādos mikroskopos parasti ir apgrūtinoša.
Mehāniskie elementi
Jebkurā mikroskopā ir elementi, kas ļauj pētniekam kontrolēt fokusu, pielāgot testa parauga pozīciju, pielāgot darba attālumu optiskais instruments. Tas viss ir daļa no mikroskopa mehānikas: koaksiālie fokusēšanas mehānismi, sagatavošanas un sagatavošanas turētājs, asuma regulēšanas pogas, skatuve un daudz kas cits.
Mikroskopa vēsture
Kad parādījās pirmais mikroskops, nav precīzi zināms. Vienkāršākās palielināšanas ierīces - abpusēji izliektas optiskās lēcas tika atrastas izrakumos Senās Babilonas teritorijā.
Tiek uzskatīts, ka pirmo mikroskopu 1590. gadā izveidoja holandiešu optiķis Hanss Jansens un viņa dēls Zaharijs Jansens. Tā kā tajos laikos lēcas tika pulētas ar rokām, tām bija dažādi defekti: skrāpējumi, pumpiņas. Lēcu defekti tika meklēti, izmantojot citu objektīvu - palielināmo stiklu. Izrādījās, ka, ja aplūko objektu ar divu lēcu palīdzību, tas tiek palielināts daudzkārt. Uzstādot 2 izliektas lēcas vienā mēģenē, Zakharijs Jansens saņēma ierīci, kas atgādināja izlūkošanas stiklu. Šīs caurules vienā galā bija objektīvs, kas darbojās kā objektīvs, bet otrā - okulāra lēca. Taču atšķirībā no teleskopa Jansena ierīce objektus nevis tuvināja, bet gan palielināja.
1609. gadā itāļu zinātnieks Galileo Galilejs izstrādāja saliktu mikroskopu ar izliektām un ieliektām lēcām. Viņš to sauca par "occhiolino" - mazu aci.
10 gadus vēlāk, 1619. gadā, holandiešu izgudrotājs Korneliuss Džeikobsons Drebbels izstrādāja saliktu mikroskopu ar divām izliektām lēcām.
Tikai daži cilvēki zina, ka mikroskops savu nosaukumu ieguva tikai 1625. gadā. Terminu "mikroskops" ierosināja Galileo Galilei draugs, vācu ārsts un botāniķis Džovanni Fabers.
Visi tolaik izveidotie mikroskopi bija apmierināti ar primitīvajiem. Tātad Galileo mikroskops varēja palielināt tikai 9 reizes. Uzlabojis Galileo optisko sistēmu, angļu zinātnieks Roberts Huks 1665. gadā izveidoja pats savu mikroskopu, kuram jau bija 30x palielinājums.
1674. gadā holandiešu dabaszinātnieks Entonijs van Lēvenhuks izveidoja vienkāršāko mikroskopu, kurā tika izmantots tikai viens objektīvs. Jāteic, ka lēcu veidošana bija viens no zinātnieka vaļaspriekiem. Un, pateicoties viņa augstajai slīpēšanas prasmei, visas viņa izgatavotās lēcas bija ļoti augstas kvalitātes. Leuvenhuks tos sauca par "mikroskopiju". Tie bija mazi, apmēram naga lielumā, bet varēja palielināties 100 vai pat 300 reizes.
Lēvenhuka mikroskops bija metāla plāksne ar lēcu centrā. Novērotājs caur to skatījās uz paraugu, kas fiksēts otrā pusē. Un, lai gan darbs ar šādu mikroskopu nebija īpaši ērts, Lēvenhuks ar savu mikroskopu palīdzību spēja veikt svarīgus atklājumus.
Tajos laikos par cilvēka orgānu uzbūvi zināja maz. Ar savu lēcu palīdzību Lēvenhuks atklāja, ka asinis sastāv no daudzām sīkām daļiņām – eritrocītiem, bet muskuļu audi – no vissmalkākajām šķiedrām. Risinājumos viņš saskatīja mazākās radības dažādas formas kas pārvietojās, sadūrās un izklīda. Tagad mēs zinām, ka tās ir baktērijas: koki, baciļi utt. Bet pirms Lēvenhuka tas nebija zināms.
Kopumā zinātnieki izgatavoja vairāk nekā 25 mikroskopus. 9 no tiem ir saglabājušies līdz mūsdienām. Tie spēj palielināt attēlu 275 reizes.
Lēvenhuka mikroskops bija pirmais mikroskops, kas tika atvests uz Krieviju Pētera Lielā vadībā.
Pamazām mikroskops tika pilnveidots un ieguva mūsdienīgai formu. Milzīgu ieguldījumu šajā procesā deva arī Krievijas zinātnieki. 18. gadsimta sākumā Sanktpēterburgā Zinātņu akadēmijas darbnīcā tika izveidoti uzlaboti mikroskopu dizaini. Krievu izgudrotājs I.P. Kuļibins uzbūvēja savu pirmo mikroskopu, nezinot, kā tas tika darīts ārzemēs. Viņš radīja stikla ražošanu lēcām, izgudroja ierīces to slīpēšanai.
Lielais krievu zinātnieks Mihails Vasiļjevičs Lomonosovs bija pirmais krievu zinātnieks, kurš savos zinātniskajos pētījumos izmantoja mikroskopu.
Droši vien nav viennozīmīgas atbildes uz jautājumu “Kas izgudroja mikroskopu?” Labākie dažādu laikmetu zinātnieki un izgudrotāji veicināja mikroskopiskās zinātnes attīstību.
Mikroskopa izgudrošana sākās ar faktu, ka kādu dienu Galileo uzbūvēja ļoti garu teleskopu. Tas notika dienas laikā. Kad viņš bija pabeidzis, viņš tēmēja trompeti pret logu, lai pārbaudītu lēcu tīrību gaismā. Pieķēries pie okulāra, Galilejs bija apmulsis: kaut kāda pelēka dzirkstoša masa aizņēma visu redzes lauku. Caurule nedaudz šūpojās, un zinātnieks ieraudzīja milzīgu galvu ar izspiedušām melnām acīm sānos. Briesmonim bija melns rumpis ar zaļu nokrāsu, sešas izliektas kājas ... Kāpēc, tā ir ... muša! Paņēmis pīpi no acs, Galilejs pārliecinājās, ka uz palodzes tiešām sēž muša.
Tā radās mikroskops – ierīce, kas sastāv no divām lēcām mazu objektu attēla palielināšanai. Savu nosaukumu - "mikroskops" - tas ieguvis no "Academia dei linchei" ("Lūša acu akadēmija") biedra.
I. Fabers 1625. gadā. Tā bija zinātniska biedrība, kas cita starpā apstiprināja un atbalstīja optisko instrumentu izmantošanu zinātnē.
Un pats Galilejs 1624. gadā mikroskopā ievietoja īsāka fokusa (izliektākas) lēcas, kuru dēļ caurule kļuva īsāka.
Roberts Huks un viņa sasniegumi
Nākamā lappuse mikroskopa tapšanas vēsturē ir saistīta ar Roberta Huka vārdu. Viņš bija ļoti apdāvināts cilvēks un talantīgs zinātnieks. Nozīmīgākie Huka sasniegumi ir šādi:
- spirālveida atsperes izgudrojums pulksteņa regulēšanai; spirālveida zobratu izveide;
- Marsa un Jupitera griešanās ātruma noteikšana ap savu asi; optiskā telegrāfa izgudrošana;
- iekārtas izveide ūdens svaiguma noteikšanai; termometra izveidošana zemu temperatūru mērīšanai;
- kušanas ledus un verdoša ūdens temperatūras noturības noteikšana; elastīgo ķermeņu deformācijas likuma atklāšana; pieņēmums par gaismas viļņu raksturu un zemes gravitācijas dabu.
Pēc Oksfordas universitātes absolvēšanas 1657. gadā Huks kļuva par Roberta Boila asistentu. Tā bija lieliska skola vienā no lielākajām zinātnieki laiks. 1663. gadā Huks jau strādāja par Anglijas Karaliskās biedrības (Zinātņu akadēmijas) sekretāru un eksperimentu demonstrētāju. Kad kļuva zināms par mikroskopu, Hukam tika uzdots veikt novērojumus šajā ierīcē. Meistara Drebela rīcībā esošais mikroskops bija pusmetru gara zeltīta caurule, kas novietota stingri vertikāli. Nācās strādāt neērtā pozā – izliektā.
Huka mikroskopa uzlabojumi
Pirmkārt, Huks izgatavoja cauruli - cauruli - slīpi. Lai nebūtu atkarīgs no saulainām dienām, kuru Anglijā ir maz, viņš ierīces priekšā uzstādīja oriģināla dizaina eļļas lampu. Tomēr saule spīdēja daudz spožāk. Tāpēc radās doma stiprināt gaismas starus no lampas, koncentrēties. Tā parādījās Hūka nākamais izgudrojums – liela stikla bumbiņa, kas piepildīta ar ūdeni, kam sekoja speciāls objektīvs. Šāda optiskā sistēma simtiem reižu palielināja apgaismojuma spilgtumu.
Atjautīgais Āķis viegli tika galā ar visām grūtībām, kas parādījās viņa ceļā. Piemēram, kad viņam vajadzēja izveidot ļoti mazu perfekti apaļas formas lēcu, viņš iemērca adatas galu izkausētā stiklā un pēc tam ātri to noņēma - adatas galā dzirkstīja piliens. Huks to nedaudz nopulēja - un objektīvs bija gatavs. Un, kad kļuva nepieciešams uzlabot attēla kvalitāti mikroskopā, Huks ievietoja trešo, kolektīvo, starp divām tradicionālajām lēcām - objektīvu un okulāru, un attēls kļuva skaidrāks, vienlaikus palielinoties redzes laukam.
Kad mikroskops bija gatavs, Huks sāka novērot. To rezultātus viņš aprakstīja savā grāmatā Mikrogrāfija, kas izdota 1665. gadā. 300 gadu laikā tā tika atkārtoti izdota desmitiem reižu. Papildus aprakstiem tajā bija brīnišķīgas ilustrācijas - paša Huka gravējumi.
Atklājumi un atklājumi, šūnas uzbūve
Īpaši interesants tajā ir novērojums Nr. 17 - "Par shematismu jeb korķa struktūru un dažu citu tukšu ķermeņu šūnām un porām." Hūks parastā korķa griezumu apraksta šādi: “Tas viss ir perforēts un porains, kā šūnveida šūnām, bet tā poras ir neregulāras formas, un šajā ziņā tas atgādina šūnveida... Turklāt šīs poras jeb šūnas, ir sekla, bet sastāv no daudzām šūnām, kas atdalītas ar starpsienām”.
Šajā novērojumā vārds "šūna" ir pārsteidzošs. Tāpēc Hooke sauca to, ko tagad sauc par šūnām, piemēram, par augu šūnām. Tajos laikos cilvēkiem par to nebija ne jausmas. Huks bija pirmais, kas tos novēroja un deva vārdu, kas viņiem palika uz visiem laikiem. Tas bija ļoti svarīgs atklājums.
Entonija van Lēvenhuka novērojumi
Drīz pēc Huka savus novērojumus sāka veikt holandietis Entonijs van Lēvenhuks. Viņš bija interesants cilvēks – tirgojās ar audumiem un lietussargiem, bet nekādu zinātnisko izglītību nesaņēma. Bet viņam bija zinātkārs prāts, novērojums, neatlaidība un apzinīgums. Lēcas, kuras viņš pats pulēja, palielināja objektu 200-300 reizes, tas ir, 60 reizes labāk nekā tajā laikā izmantotie instrumenti. Visus savus novērojumus viņš izklāstīja vēstulēs, kuras viņš rūpīgi nosūtīja Londonas Karaliskajai biedrībai. Vienā no savām vēstulēm viņš paziņoja par mazāko dzīvo radību - dzīvnieku cilpu, kā tos sauca Lēvenhuks, atklāšanu.
Izrādījās, ka dzīvnieki ir sastopami visur - zemē, augos, dzīvnieku ķermenī. Šis notikums radīja apvērsumu zinātnē – tika atklāti mikroorganismi.
1698. gadā Entonijs van Lēvenhuks tikās ar Krievijas imperatoru Pēteri I un parādīja viņam savu mikroskopu un dzīvnieku. Imperatoru tik ļoti interesēja viss, ko viņš redzēja un ko holandiešu zinātnieks viņam paskaidroja, ka viņš Krievijai nopirka mikroskopus no holandiešu meistariem. Tos var redzēt Sanktpēterburgas Kunstkamerā.
Lēvenhukam pieder vēl viens svarīgs atklājums. Uzsildot ūdeni līdz vārīšanās temperatūrai, viņš pamanīja, ka gandrīz visi dzīvnieki iet bojā. Tātad, šādā veidā jūs varat atbrīvoties no patogēniūdenī cilvēki dzer.
Pinhole kamera
Pabeidzot sarunu par optiskajiem instrumentiem, jāpiemin itāļu inženiera G. Fontana 1420. gadā izgudrotā camera obscura. Camera obscura ir vienkāršākā optiskā ierīce, kas ļauj saņemt ekrānā redzamo objektu attēlus. Šī ir tumša kaste ar nelielu caurumu vienā no sienām, kuras priekšā ir novietots attiecīgais objekts. No tā izplūstošie gaismas stari iziet cauri caurumam un rada apgrieztu objekta attēlu uz kastes (ekrāna) pretējās sienas.
1558. gadā itālis J. Porta pielāgoja camera obscura zīmējumu veikšanai. Viņš arī nāca klajā ar ideju izmantot camera obscura, lai projicētu zīmējumus, kas novietoti pie kameras atveres un spēcīgi apgaismoti ar svecēm vai sauli.
Mikroskops ir unikāla optiska ierīce, kas ļauj apskatīt, pētīt un izmērīt mazākos objektus un struktūras, kas ir neredzamas. cilvēka acs. Ar tās palīdzību tika izdarīti daudzi atklājumi, kas mainīja cilvēces likteni, parādījās jauna zinātne- mikrobioloģija. Ir zināms, ka, ļaujot jums palielināt objektus simtiem un tūkstošiem reižu, tas gadu gaitā ir uzlabots. Šajā rakstā mēs apsvērsim, kurš izgudroja pirmo mikroskopu un lika pamatus cilvēka acij nepieejamo Visuma objektu izpētei.
Pirmā mikroskopa tapšanas vēsture
Tas, ka izliektas virsmas spēj vizuāli palielināt objektus, bija zināms jau pirms mūsu ēras. 1550. gadā šie neparastas īpašības atrada ceļu Nīderlandes briļļu ražotāja uzbūvētajā ierīcē. Viņu sauca Hanss Jansens, ar dēla palīdzību viņš izgatavoja ierīci, kas ļauj sasniegt objektu pieaugumu 30 reizes. Tas bija iespējams, izmantojot divas lēcas, kas ievietotas vienā mēģenē. Pirmais no tiem palielināja pētāmo objektu, bet otrais uzlaboja efektu, padarot iegūto attēlu lielāku. Taču uzbūvētā ierīce neatrada plašs pielietojums, tāpēc mikroskopa izgudrošanas vēsture turpinājās citu pētnieku darbos:
- Galileo Galilejs- izveidoja ierīci, kas sastāv no divu veidu lēcām. Izliekti un ieliekti optiskie elementi ļāva panākt labāku attēlu un lielāks palielinājums objektus. Šis notikums notika 1609. gadā;
- Kornēlijs Drebels- veikts būtisks saliktā mikroskopa uzlabojums, palielināšanai izmantojot divas izliektas lēcas;
- Kristians Huigenss– izstrādāts regulēta sistēma okulāri, kas bija milzīgs sasniegums mikropasaules izpētē.
Visi iepriekš minētie pētnieki ir devuši nenovērtējamu ieguldījumu svarīgas optiskās ierīces izveidē. Tomēr mikroskopa izgudrošanas un izplatīšanas vēsture sākas ar Lēvenhuka radītajām ierīcēm. Slavenais holandietis nebija zinātnieks, viņa atklājumu pamatā ir tikai amatieru interese. Lēvenhuka mikroskopam bija tikai viens, bet ļoti spēcīgs objektīvs, kas ļāva attēlu palielināt vairākus simtus reižu. Šāda ierīce ļāva detalizēti un skaidri izpētīt pētāmo objektu. Ar to Lēvenhuks atklāja eritrocītus cilvēka asinis, uzskata par šķiedrām muskuļu audi un arī pirmo reizi ieraudzīja baktērijas. Šis mikroskops bija pirmā šāda veida ierīce, kas pēc Pētera I pasūtījuma tika importēta Krievijā. Tā neapstrīdama priekšrocība salīdzinājumā ar salikto mikroskopu bija vairāku objektīvu radītu attēla defektu neesamība.
Mūsdienu atklājumi un sasniegumi
Mūsdienu mikroskopi ir ievērojami mainījušies un uzlabojušies, salīdzinot ar pašiem pirmajiem modeļiem. Parādījās elektroniskās ierīces, kas ļauj daudzkārt palielināt attēlu, izmantojot elektronu plūsmu gaismas vietā. Kas izgudroja elektronu mikroskopu? 20. gadsimta 30. gados vācu inženieris R. Rudenbergs patentēja caurspīdīgu ierīci ar elektronu fokusēšanu. Šo ierīci sauca par gaismas mikroskopu un plaši izmantoja daudzos zinātniskos pētījumos.
Vēl progresīvāks modelis ir nanoskops. Tas ir visvairāk moderns izskats optiskais mikroskops, kas ļauj novērot fantastiski mazus objektus. Ar šīs ierīces palīdzību kļuva iespējams izpētīt mikropasaules elementus, kuru izmēri ir mazāki par 10 nanometriem. Turklāt ierīce ļauj iegūt augstas kvalitātes trīsdimensiju attēlus. Kurš zinātnieks pirmais izgudroja mikroskopu ar šādām iespējām? Pie nanoskopa atklāšanas strādāja vesela zinātnieku grupa vācu pētnieka Stefana Hela vadībā. Pazīstams izgudrotājs un fizisko zinātņu doktors, viņš saņēma Nobela prēmiju par nenovērtējamo ieguldījumu optisko tehnoloģiju attīstībā.
Izmantojot modernas ierīces kļuva iespējams novērot unikālas parādības un veikt sensacionālus atklājumus. Zinātniekiem izdevās izsekot atsevišķu molekulu kustībai šūnā, iegūt skaidru atoma attēlu un arī noteikt molekulārās izmaiņas ķīmiskā reakcija. Protams, tas, kurš izgudroja pirmo mikroskopu, sniedza nenovērtējamu ieguldījumu visas cilvēces attīstībā.