Cine a descoperit microscopul și când. Istoria creării microscopului și structura acestuia. C. Sistemul de ocular Huygens și dezvoltarea ulterioară a dispozitivului

Istoria creării microscopului

Orice ai spune, microscopul este unul dintre cele mai importante instrumente ale oamenilor de știință, una dintre principalele lor arme în înțelegerea lumii din jurul nostru. Cum a apărut primul microscop, care este istoria microscopului din Evul Mediu până în prezent, care este structura microscopului și regulile de lucru cu acesta, veți găsi răspunsurile la toate aceste întrebări în articolul nostru. Asadar, haideti sa începem.

Istoria creării microscopului

Deși primele lentile de mărire, pe baza cărora funcționează efectiv microscopul luminos, au fost găsite de arheologi în timpul săpăturilor din Babilonul antic, totuși, primele microscoape au apărut în Evul Mediu. Interesant este că nu există un acord între istorici despre cine a inventat primul microscop. Candidații pentru acest venerabil rol includ oameni de știință și inventatori celebri precum Galileo Galilei, Christiaan Huygens, Robert Hooke și Antoni van Leeuwenhoek.

De asemenea, merită menționat și medicul italian G. Fracostoro, care în 1538 a fost primul care a propus combinarea mai multor lentile pentru a obține un efect de mărire mai mare. Aceasta nu a fost încă crearea microscopului, dar a devenit precursorul apariției sale.

Și în 1590, un anume Hans Yasen, un producător de ochelari olandez, a spus că fiul său, Zachary Yasen, a inventat primul microscop; pentru oamenii din Evul Mediu, o astfel de invenție semăna cu un mic miracol. Cu toate acestea, un număr de istorici se îndoiesc dacă Zachary Yasen este adevăratul inventator al microscopului. Cert este că în biografia lui există multe puncte negre, inclusiv pete pe reputația sa, așa că contemporanii l-au acuzat pe Zacharias de contrafacere și furt de proprietate intelectuală a altor persoane. Oricum ar fi, noi, din păcate, nu putem afla cu certitudine dacă Zakhary Yasen a fost sau nu inventatorul microscopului.

Dar reputația lui Galileo Galilei în această privință este impecabilă. Îl cunoaștem pe acest om, în primul rând, ca un mare astronom, un om de știință persecutat de Biserica Catolică pentru convingerile sale că Pământul se învârte în jurul lui, și nu invers. Printre invențiile importante ale lui Galileo se numără și primul telescop, cu ajutorul căruia omul de știință și-a pătruns privirea în sferele cosmice. Însă sfera lui de interese nu s-a limitat doar la stele și planete, pentru că un microscop este în esență același telescop, ci doar în sens invers. Și dacă cu ajutorul lentilelor de mărire puteți observa planete îndepărtate, atunci de ce să nu le îndreptați puterea într-o altă direcție - pentru a studia ce este „sub nasul nostru”. „De ce nu”, s-a gândit probabil Galileo, și astfel, în 1609, a prezentat deja publicului larg de la Accademia dei Licei primul său microscop compus, care consta dintr-o lentilă de mărire convexă și concavă.

Microscoape antice.

Mai târziu, 10 ani mai târziu, inventatorul olandez Cornelius Drebbel a îmbunătățit microscopul lui Galileo adăugând o altă lentilă convexă. Dar adevărata revoluție în dezvoltarea microscoapelor a fost făcută de Christiaan Huygens, un fizician, mecanic și astronom olandez. Așa că a fost primul care a creat un microscop cu un sistem ocular cu două lentile care a fost ajustat acromatic. Este de remarcat faptul că ocularele Huygens sunt încă folosite astăzi.

Dar celebrul inventator și om de știință englez Robert Hooke a intrat pentru totdeauna în istoria științei, nu numai ca creatorul propriului său microscop original, ci și ca persoană care a făcut o mare descoperire științifică cu ajutorul său. El a fost primul care a văzut o celulă organică printr-un microscop și a sugerat că toate organismele vii constau din celule, aceste cele mai mici unități de materie vie. Robert Hooke a publicat rezultatele observațiilor sale în lucrarea sa fundamentală, Micrographia.

Publicată în 1665 de Societatea Regală din Londra, această carte a devenit imediat un bestseller științific al acelor vremuri și a creat o adevărată senzație în comunitatea științifică. Desigur, conținea gravuri înfățișând păduchi, muște și celule vegetale mărite printr-un microscop. În esență, această lucrare a fost o descriere uimitoare a capacităților microscopului.

Fapt interesant: Robert Hooke a luat termenul „celulă” deoarece celulele vegetale delimitate de pereți îi aminteau de celulele monahale.

Așa arăta microscopul lui Robert Hooke, imagine de la Micrographia.

Iar ultimul om de știință remarcabil care a contribuit la dezvoltarea microscoapelor a fost olandezul Antonia van Leeuwenhoek. Inspirat de opera lui Robert Hooke, Micrographia, Leeuwenhoek și-a creat propriul microscop. Microscopul lui Leeuwenhoek, deși avea doar o lentilă, era extrem de puternic, astfel încât nivelul de detaliu și mărirea microscopului său era cel mai bun la acea vreme. Observând natura vie printr-un microscop, Leeuwenhoek a făcut multe dintre cele mai importante descoperiri științifice din biologie: a fost primul care a văzut celule roșii din sânge, a descris bacterii, drojdie, spermatozoizi schițați și structura ochilor de insecte, a descoperit și descris multe dintre formele lor. . Munca lui Leeuwenhoek a dat un impuls uriaș dezvoltării biologiei și a ajutat la atragerea atenției biologilor asupra microscopului, făcându-l o parte integrantă a cercetării biologice, chiar și în zilele noastre. Aceasta este istoria generală a descoperirii microscopului.

Tipuri de microscoape

În plus, odată cu dezvoltarea științei și tehnologiei, au început să apară microscoape ușoare din ce în ce mai avansate; primul microscop cu lumină care funcționează pe baza lentilelor de mărire a fost înlocuit cu un microscop electronic, apoi cu un microscop laser, un microscop cu raze X, care dădea un efect de mărire și un detaliu mult mai bun. Cum funcționează aceste microscoape? Mai multe despre asta mai târziu.

Microscop electronic

Istoria dezvoltării microscopului electronic a început în 1931, când un anume R. Rudenberg a primit un brevet pentru primul microscop electronic cu transmisie. Apoi, în anii 40 ai secolului trecut, au apărut microscoapele electronice cu scanare, care și-au atins perfecțiunea tehnică deja în anii 60 ai secolului trecut. Ei au format o imagine a unui obiect prin deplasarea secvenţială a unei sonde electronice de secţiune mică peste obiect.

Cum funcționează un microscop electronic? Funcționarea sa se bazează pe un fascicul de electroni direcționat, accelerat într-un câmp electric și afișarea unei imagini pe lentile magnetice speciale; acest fascicul de electroni este mult mai scurt decât lungimea de undă a luminii vizibile. Toate acestea fac posibilă creșterea puterii unui microscop electronic și a rezoluției acestuia de 1000-10.000 de ori în comparație cu un microscop cu lumină tradițional. Acesta este principalul avantaj al unui microscop electronic.

Așa arată un microscop electronic modern.

Microscop cu laser

Un microscop laser este o versiune îmbunătățită a unui microscop electronic; activitatea sa se bazează pe un fascicul laser, care permite omului de știință să observe țesutul viu la o adâncime și mai mare.

microscop cu raze X

Microscoapele cu raze X sunt folosite pentru a studia obiecte foarte mici, cu dimensiuni comparabile cu dimensiunea unei unde de raze X. Munca lor se bazează pe radiații electromagnetice cu o lungime de undă de la 0,01 la 1 nanometru.

Dispozitiv de microscop

Designul unui microscop depinde de tipul său; desigur, un microscop electronic va diferi în designul său de un microscop optic ușor sau de un microscop cu raze X. În articolul nostru ne vom uita la structura unui microscop optic modern convențional, care este cel mai popular atât printre amatori, cât și printre profesioniști, deoarece pot fi utilizate pentru a rezolva multe probleme simple de cercetare.

Deci, în primul rând, un microscop poate fi împărțit în părți optice și mecanice. Partea optică include:

• Ocularul este partea microscopului care este direct conectată la ochii observatorului. În primele microscoape, a constat dintr-o singură lentilă; designul ocularului în microscoapele moderne, desigur, este ceva mai complicat.
• Lentila este practic cea mai importantă parte a microscopului, deoarece obiectivul este cel care oferă principala mărire.
• Iluminator – responsabil pentru fluxul de lumină către obiectul studiat.
• Diafragma – reglează puterea fluxului de lumină care intră în obiectul studiat.

Partea mecanică a microscopului constă din părți atât de importante precum:

• Tub, este un tub în care se află ocularul. Tubul trebuie să fie durabil și să nu se deformeze, altfel proprietățile optice ale microscopului vor avea de suferit.
• Baza asigură stabilitatea microscopului în timpul funcționării. Pe acesta sunt atașate tubul, suportul condensatorului, butoanele de focalizare și alte părți ale microscopului.
• Cap rotativ - folosit pentru schimbarea rapidă a lentilelor, nu este disponibil în modelele ieftine de microscoape.
• Tabelul cu obiecte este locul pe care sunt plasate obiectul sau obiectele examinate.

Și aici imaginea arată o structură mai detaliată a microscopului.

Reguli pentru lucrul cu microscopul

• Este necesar să lucrați cu un microscop în timp ce stați;
• Înainte de utilizare, microscopul trebuie verificat și șters de praf cu o cârpă moale;
• Așezați microscopul în fața dvs. ușor spre stânga;
• Merită să începeți lucrul cu o mărire scăzută;
• Configurați iluminarea în câmpul vizual al microscopului folosind o lumină electrică sau o oglindă. Privind în ocular cu un ochi și folosind o oglindă cu o parte concavă, direcționați lumina de la fereastră în lentilă și apoi iluminați câmpul vizual cât mai mult posibil și uniform. Dacă microscopul este echipat cu un iluminator, atunci conectați microscopul la sursa de alimentare, porniți lampa și setați luminozitatea necesară;
• Așezați microspecimenul pe scenă, astfel încât obiectul studiat să fie sub lentilă. Privind din lateral, coborâți lentila folosind macroșurubul până când distanța dintre lentila inferioară a lentilei și microspecimen devine 4-5 mm;
• Deplasând specimenul cu mâna, găsiți locația dorită și plasați-l în centrul câmpului vizual al microscopului;
• Pentru a studia un obiect la mărire mare, mai întâi trebuie să plasați zona selectată în centrul câmpului vizual al microscopului la mărire mică. Apoi schimbați lentila la 40x, rotind revolverul astfel încât să ia poziția de lucru. Folosind un șurub micrometru, obțineți o imagine bună a obiectului. Pe cutia mecanismului micrometrului sunt două linii, iar pe șurubul micrometrului există un punct care trebuie să fie întotdeauna între linii. Dacă depășește limitele lor, trebuie să fie readus în poziția normală. Dacă această regulă nu este respectată, șurubul micrometrului poate înceta să funcționeze;
• După terminarea lucrului cu mărire mare, setați o mărire scăzută, ridicați lentila, scoateți specimenul de pe masa de lucru, ștergeți toate părțile microscopului cu un șervețel curat, acoperiți-l cu o pungă de plastic și puneți-l într-un dulap.

Când am scris articolul, am încercat să îl fac cât mai interesant, util și de înaltă calitate posibil. Aș fi recunoscător pentru orice feedback și critică constructivă sub formă de comentarii la articol. De asemenea, puteți scrie dorința/întrebarea/sugestia pe adresa mea de e-mail. [email protected] sau pe Facebook, sincer autorul.

Din cele mai vechi timpuri, omul și-a dorit să vadă lucruri mult mai mici decât le poate percepe cu ochiul liber. Acum este imposibil să spunem cine a fost primul care a folosit lentile, dar se știe cu încredere, de exemplu, că strămoșii noștri știau acum mai bine de 2 mii de ani că sticla poate refracta lumina.

În secolul al II-lea î.Hr., Claudius Ptolemeu a descris modul în care un băț se „îndoaie” atunci când este scufundat în apă și chiar a calculat foarte precis constanta de refracție. Chiar și mai devreme, în China, dispozitivele erau fabricate din lentile și un tub umplut cu apă pentru a „vedea invizibilul”.

În 1267, Roger Bacon a descris principiile lentilelor și ideea generală a unui telescop și microscop, dar abia la sfârșitul secolului al XVI-lea Zacharias Jansen și tatăl său Hans, producători de ochelari din Olanda, au început să experimenteze cu lentile. Au plasat mai multe lentile într-un tub și au descoperit că obiectele văzute prin el păreau mult mai mari decât sub o simplă lupă.

Dar acest „microscop” al lor a fost mai mult o curiozitate decât un instrument științific. Există o descriere a instrumentului pe care tatăl și fiul l-au făcut pentru familia regală. Era alcătuit din trei tuburi glisante cu o lungime totală de puțin peste 45 de centimetri și un diametru de 5 centimetri. Când este închis, s-a mărit de 3 ori, iar când a fost deschis complet, s-a mărit de 9 ori, deși imaginea s-a dovedit puțin neclară.

În 1609, Galileo Galilei a creat un microscop compus cu lentile convexe și concave și a prezentat acest „occhiolino” („ochiul mic”) regelui Sigismund al III-lea al Poloniei în 1612. Câțiva ani mai târziu, în 1619, inventatorul olandez Cornelius Drebbel a demonstrat la Londra versiunea sa de microscop, cu două lentile convexe. Dar cuvântul „microscop” în sine a apărut abia în 1625, când, prin analogie cu „telescop”, a fost inventat de un botanist german din Bamberg, Johann (Giovanni) Faber.

De la Leeuwenhoek la Abbe

În 1665, naturalistul englez Robert Hooke și-a îmbunătățit instrumentul de mărire și a descoperit unitățile elementare de structură, celulele, studiind scoarța stejarului de plută. La 10 ani după aceasta, omul de știință olandez Antonie van Leeuwenhoek a reușit să obțină lentile și mai avansate. Microscopul său a mărit obiectele de 270 de ori, în timp ce alte dispozitive similare abia au atins o mărire de 50 de ori.

Datorită lentilelor sale șlefuite și șlefuite de înaltă calitate, Lenwenhoek a făcut multe descoperiri - a fost primul care a văzut și descris bacteriile, celulele de drojdie și a observat mișcarea celulelor sanguine în capilare. În total, omul de știință a realizat cel puțin 25 de microscoape diferite, dintre care doar nouă au supraviețuit până în prezent. Există sugestii că unele dintre dispozitivele pierdute aveau chiar și o mărire de 500x.

În ciuda tuturor progreselor în acest domeniu, microscoapele au rămas practic neschimbate în următorii 200 de ani. Abia în anii 1850, inginerul german Carl Zeiss a început să îmbunătățească lentilele pentru microscoapele produse de compania sa. În anii 1880 l-a angajat pe Otto Schott, specialist în ochelari optici. Cercetările sale au făcut posibilă îmbunătățirea semnificativă a calității dispozitivelor de mărire.

Un alt angajat al lui Carl Zeiss, fizicianul optic Ernst Abbe, a îmbunătățit însuși procesul de producere a instrumentelor optice. Anterior, toate lucrările cu ei erau efectuate prin încercare și eroare; Abbe a creat o bază teoretică pentru ei, metode de producție bazate științific.

Odată cu dezvoltarea tehnologiei, a apărut microscopul pe care îl cunoaștem astăzi. Cu toate acestea, acum microscoapele optice, capabile să se concentreze pe obiecte a căror dimensiune este mai mare sau egală cu lungimea de undă a luminii, nu mai puteau satisface oamenii de știință.

Microscoape electronice moderne

În 1931, fizicianul german Ernst Ruska a început să lucreze la crearea primului microscop electronic (microscop electronic cu transmisie). În 1986, va primi Premiul Nobel pentru această invenție.

În 1936, omul de știință german Erwin Wilgel Müller a inventat proiectorul electronic (microscopul electronic de câmp). Dispozitivul a făcut posibilă mărirea imaginii unui corp solid de milioane de ori. 15 ani mai târziu, Muller a făcut o altă descoperire în acest domeniu - un microscop cu ioni de câmp, care i-a oferit fizicianului posibilitatea de a vedea atomi pentru prima dată în istoria omenirii.

Alte lucrări au fost efectuate în paralel. În 1953, olandezul Fritz Zernike, profesor de fizică teoretică, a primit Premiul Nobel pentru dezvoltarea microscopiei cu contrast de fază. În 1967, Erwin Müller și-a îmbunătățit microscopul cu ioni de câmp prin adăugarea unui spectrometru de masă cu timp de zbor, creând prima „sondă atomică”. Acest dispozitiv permite nu numai identificarea unui atom individual, ci și determinarea raportului de masă și încărcare a ionului.

În 1981, Gerd Binnig și Heinrich Rohrer din Germania au creat un microscop de scanare (raster) de tunel; Cinci ani mai târziu, Binnig și colegii săi au inventat microscopul cu forță atomică de scanare. Spre deosebire de evoluțiile anterioare, AFM permite să sondeze atât suprafețele conductoare, cât și cele neconductoare și să manipuleze efectiv atomii. În același an, Binnig și Rohrer au primit Premiul Nobel pentru STM.

În 1988, trei oameni de știință din Marea Britanie au echipat „sonda atomică” Müller cu un detector sensibil la poziție, care a făcut posibilă determinarea poziției atomilor în trei dimensiuni.

În 1988, inginerul japonez Kingo Itaya a inventat microscopul de tunel cu scanare electrochimică, iar trei ani mai târziu a fost propus microscopul cu forță cu sondă Kelvin, o versiune fără contact a microscopului cu forță atomică.

Reveniți la articole

Invenția și perfecționarea microscopului

Dezvoltarea opticii a făcut posibilă construirea în secolul al XVII-lea. Microscopul este un dispozitiv care a avut un efect cu adevărat revoluționar asupra dezvoltării biologiei. Microscopia a deschis cercetătorilor lumea protozoarelor și bacteriilor. Studiul detaliilor până acum inaccesibile ale structurii animalelor, plantelor și ciupercilor a arătat că baza tuturor viețuitoarelor este o formațiune minusculă universală - celula.

Microscoapele în sensul modern includ doar un microscop „complex” - un dispozitiv format din două sisteme de lentile: un ocular și o lentilă. Dar, în zorii microscopiei, au fost utilizate pe scară largă și microscoapele „simple”, pe care astăzi le-am numi lupă.
Unul dintre primele microscoape compuse a fost construit în 1609-1610. Galileo ca telescop modificat. Microscopul compus modern își are originile în microscoapele engleze sau olandeze cu două lentile de la începutul secolului al XVII-lea. Obiectele din ele au fost văzute la lumina zilei în lumină incidentă; Nu existau dispozitive pentru focalizare.

Unul dintre primele microscoape de tipul cu care suntem familiarizați

Prima îmbunătățire majoră a microscopului compus este asociată cu numele fizicianului englez Robert Hooke (1635-1703). Îmbunătățirile au afectat atât caracteristicile de design optice, cât și mecanice. Sistemul de iluminare artificială a obiectului inventat de om de știință a fost, de asemenea, fundamental nou.

Dezvoltarea microscopiei în secolul al XVIII-lea a mers în principal pe calea îmbunătățirii designului pieselor mecanice. Tubul care transporta lentilele era acum montat mobil pe o coloană specială; mișcarea acestuia era asigurată de un șurub filetat special.

Istoria primului microscop sau unde a început totul

Îmbunătățirile aduse designului au făcut acum posibilă studierea atât a obiectelor transparente în lumină transmisă, cât și a obiectelor opace în lumină incidentă. Din 1715, microscopul are o oglindă familiară.

Microscop adaptat pentru fotografiere într-o cameră neagră

În toate microscoapele complexe din secolele al XVII-lea - al XVIII-lea. la măriri de peste 120 - 150 de ori (aberație sferică și cromatică) imaginea a fost foarte distorsionată. Prin urmare, devine clară preferința pe care microscopiștii din acea vreme, începând cu

A. Levenguk, a fost dat unui microscop simplu cu o singură lentilă. Problema aberației cromatice a fost rezolvată la sfârșitul secolului al XVIII-lea - începutul secolului al XIX-lea. prin utilizarea unei combinații de lentile din diferite tipuri de sticlă. Primul microscop acromatic a fost proiectat în 1784 de academicianul din Sankt Petersburg F. Epinus, dar din mai multe motive nu a devenit larg răspândit. Alți pași către acromatizarea microscopului au fost făcuți simultan de diferiți maeștri din Germania, Anglia și Franța. În 1827, J.B. Amici a folosit o lentilă frontală plată în lentilă, care a redus aberația sferică.

Tehnica de șlefuire și reglare reciprocă a lentilelor a atins o asemenea perfecțiune încât microscoapele din prima jumătate a secolului al XIX-lea. poate oferi o mărire de până la 1000 de ori. Aplicarea practică a unor astfel de sisteme puternice a fost limitată de faptul că câmpul vizual la măriri mari a rămas întunecat - o parte semnificativă a razelor, refractate în aer, nu a ajuns la lentilă. O îmbunătățire radicală a fost obținută odată cu începerea aplicării (imersie). Lentila cu imersie în ulei a fost creată de designeri de la compania K. Zeiss.

Crearea producției de microscoape în fabrică, competiția între fabrici concurente a dus la instrumente mai ieftine, iar în anii patruzeci ai secolului al XIX-lea, microscopul a devenit un instrument de laborator de zi cu zi pe care chiar și medicii și studenții individuali l-ar putea avea.
În 1886, compania lui K. Zeiss a lansat noi lentile apocromatice, unde corectarea aberației sferice și cromatice a fost adusă la limită. După cum au arătat calculele lui E. Abbe, odată cu fabricarea acestor lentile a fost atinsă limita puterii de rezoluție a microscopului cu lumină.

Unul dintre primele microscoape de la Carl Zeiss. Foto: Flavio

În paralel cu perfecţionarea microscopului, s-a dezvoltat tehnica de preparare a preparatelor microscopice. Multă vreme a rămas foarte primitivă - până la începutul secolului al XIX-lea. microscopiştii se uitau în principal la obiecte uscate. Sunt studiate preparatele proaspete care nu au fost supuse nicio prelucrare. Metodele de realizare a „preparatelor permanente”, care caracterizează microscopia modernă, nu existau încă; din această cauză, cercetătorul a fost lipsit de posibilitatea de a studia preparatul pentru o lungă perioadă de timp și de a compara preparatele noi cu cele vechi.

Până la începutul celui de-al doilea sfert al secolului al XIX-lea. Cercetătorii au început să folosească anumiți reactivi pentru a studia țesuturile; de ​​exemplu, adăugarea de acid acetic a făcut posibilă identificarea nucleelor ​​celulare. Reactivii au fost folosiți chiar acolo pe scena microscopului.
Din anii 80 al XIX-lea În practica cercetării microscopice, microtomul inventat de J. Purkinje devine un atribut indispensabil. Utilizarea unui microtom a făcut posibilă realizarea de secțiuni subțiri și obținerea unor serii continue de secțiuni, ceea ce a condus la progrese în studiul structurii fine a celulei.

La mijlocul secolului al XIX-lea. microscopistii incep sa foloseasca diverse metode de fixare si colorare a preparatelor, turnand obiectele studiate in medii mai dense. Din anii 70 al XIX-lea Balsamul de Canada a început să fie folosit în mod tradițional pentru producerea de preparate permanente.

Este greu de spus cine a adus primul microscop în Rusia. Cel mai probabil, acest lucru nu a fost mai devreme de secolul al XVII-lea.

Wikipedia are următoarele date:
Este imposibil de stabilit cu exactitate cine a inventat microscopul. Se crede că producătorul olandez de ochelari Hans Janssen și fiul său Zacharias Janssen au inventat primul microscop în 1590, dar aceasta a fost o afirmație făcută de însuși Zacharias Janssen la mijlocul secolului al XVII-lea. Data, desigur, nu este exactă, deoarece s-a dovedit că Zaharia s-a născut în jurul anului 1590.

Cum a fost inventat microscopul

Un alt candidat la titlul de inventator al microscopului a fost Galileo Galilei. A dezvoltat occhiolino, sau microscopul compus cu lentile convexe și concave, în 1609. Galileo și-a prezentat microscopul publicului la Accademia dei Lincei, fondată de Federico Cesi în 1603. Imaginea a trei albine a lui Francesco Stelluti făcea parte din sigiliul Papei. Urban VIII și este considerat primul simbol microscopic publicat (vezi Stephen Jay Gould, The Lying stones of Marrakech, 2000). Christiaan Huygens, un alt olandez, a inventat un sistem simplu de oculare cu două lentile la sfârșitul anilor 1600, care era reglabil acromatic și, prin urmare, un mare pas înainte în istoria dezvoltării microscopului. Ocularele Huygens sunt produse și astăzi, dar le lipsește un câmp vizual larg, iar amplasarea ocularului este inconfortabilă pentru ochi în comparație cu ocularele moderne cu câmp larg. Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723) este considerat a fi primul care a adus microscopul în atenția biologilor, în ciuda faptului că lentile simple de mărire au fost deja produse din anii 1500, iar proprietățile de mărire ale vaselor de sticlă umplute cu apă au fost produse. amintit de vechii romani (Seneca). Fabricate manual, microscoapele lui Van Leeuwenhoek erau produse foarte mici, cu o lentilă foarte puternică. Erau incomod de utilizat, dar făceau posibilă examinarea imaginilor în detaliu numai pentru că nu preluau deficiențele unui microscop compus (mai multe lentile ale unui astfel de microscop dublau defectele de imagine). A fost nevoie de aproximativ 150 de ani de dezvoltare în optică pentru ca un microscop compus să poată produce aceeași calitate a imaginii ca și microscoapele simple Leeuwenhoek. Deci, deși Anton Van Leeuwenhoek a fost un mare maestru al microscopului, el nu a fost inventatorul acestuia, contrar credinței populare. http://ru.wikipedia.org/wiki/light microscope.

Primul microscop nu a fost proiectat de un om de știință profesionist, ci de un amator, un comerciant de textile pe nume Anthony Van Leeuwenhoek, care a trăit în Olanda în secolul al XVII-lea. Acest autodidact iscoditor a fost primul care a privit o picătură de apă printr-un dispozitiv pe care și-l fabricase singur și a văzut mii de creaturi minuscule, pe care le-a numit cu cuvântul latin animalculus (animale mici). În timpul vieții sale, Leeuwenhoek a reușit să descrie mai mult de două sute de specii de animale și, studiind secțiuni subțiri de carne, fructe și legume, a descoperit structura celulară a țesutului viu. Pentru serviciile oferite științei, Leeuwenhoek a fost ales membru cu drepturi depline al Societății Regale în 1680, iar puțin mai târziu a devenit academician al Academiei Franceze de Științe.

Microscoapele lui Leeuwenhoek, din care a făcut personal mai mult de trei sute în timpul vieții sale, erau o lentilă sferică mică, de mărimea unui bob de mazăre, introdusă într-un cadru. Microscoapele aveau o etapă, a cărei poziție față de lentilă putea fi reglată cu ajutorul unui șurub, dar aceste instrumente optice nu aveau un suport sau trepied; trebuiau ținute în mâini. Din punctul de vedere al opticii de astăzi, dispozitivul, care se numește microscop Leeuwenhoek, nu este un microscop, ci o lupă foarte puternică, deoarece partea sa optică constă dintr-o singură lentilă. http://www.foto.ru /articole/?article_mic…
linkul va apărea după verificarea de către un moderator Istoricul microscopului
Primul microscop acromatic a fost dezvoltat în Rusia (în jurul anului 1784) de către Franz Ulrich Theodor Epinus, german. Aepinus, (2(13 decembrie), 1724, Rostock 10 august(22), 1802, Dorpat, acum Tartu) Fizician rus, membru al Academiei de Științe din Sankt Petersburg (1756).http://ru.wikipedia.org /wiki/Epinus,_Fr…

Care a fost semnificația invenției microscopului? Istoria invenției microscopului

Un microscop este un dispozitiv unic conceput pentru a mări microimaginile și pentru a măsura dimensiunea obiectelor sau formațiunilor structurale observate prin lentilă. Această dezvoltare este uimitoare, iar semnificația invenției microscopului este extrem de mare, deoarece fără el unele domenii ale științei moderne nu ar exista. Și de aici mai detaliat.

Un microscop este un dispozitiv legat de un telescop, care este utilizat în scopuri complet diferite. Cu ajutorul acestuia, este posibil să se examineze structura obiectelor care sunt invizibile pentru ochi. Vă permite să determinați parametrii morfologici ai microformațiilor, precum și să evaluați locația volumetrică a acestora. Prin urmare, este chiar dificil de imaginat ce semnificație a avut invenția microscopului și modul în care aspectul său a influențat dezvoltarea științei.

Istoria microscopului și a opticii

Astăzi este greu de răspuns cine a inventat primul microscop. Această problemă va fi probabil la fel de larg discutată ca și crearea unei arbalete. Cu toate acestea, spre deosebire de arme, invenția microscopului a avut loc de fapt în Europa. Și de către cine este încă necunoscut. Probabilitatea ca descoperitorul dispozitivului să fi fost Hans Jansen, un producător olandez de ochelari, este destul de mare. Fiul său, Zacharias Jansen, a susținut în 1590 că el și tatăl său au construit un microscop.

Dar deja în 1609, a apărut un alt mecanism, care a fost creat de Galileo Galilei. L-a numit occhiolino și l-a prezentat publicului la Accademia Nazionale dei Lincei. Dovada că un microscop ar fi putut fi folosit deja în acel moment este semnul de pe sigiliul Papei Urban al III-lea. Se crede că reprezintă o modificare a unei imagini obținute prin microscopie. Microscopul luminos (compozit) al lui Galileo Galilei a constat dintr-o lentilă convexă și una concavă.

Îmbunătățirea și implementarea în practică

La doar 10 ani după invenția lui Galileo, Cornelius Drebbel a creat un microscop compus cu două lentile convexe. Și mai târziu, adică până la sfârșitul anilor 1600, Christian Huygens a dezvoltat un sistem de ocular cu două lentile. Sunt produse și astăzi, deși le lipsește vizibilitatea. Dar, mai important, cu ajutorul unui astfel de microscop în 1665, Robert Hooke a efectuat un studiu al unei secțiuni a unui stejar de plută, unde omul de știință a văzut așa-numiții faguri. Rezultatul experimentului a fost introducerea conceptului de „celulă”.

Un alt tată al microscopului, Anthony van Leeuwenhoek, doar l-a reinventat, dar a reușit să atragă atenția biologilor asupra dispozitivului. Și după aceasta a devenit clar ce semnificație a avut inventarea microscopului pentru știință, deoarece a permis dezvoltarea microbiologiei. Probabil că dispozitivul menționat a accelerat semnificativ dezvoltarea științelor naturii, deoarece până când omul a văzut microbi, el a crezut că bolile provin din necurăție. Și în știință au domnit conceptele de alchimie și teoriile vitaliste ale existenței viețuitoarelor și ale generației spontane a vieții.

Microscopul Leeuwenhoek

Invenția microscopului este un eveniment unic în știința Evului Mediu, deoarece datorită dispozitivului a fost posibil să se găsească multe subiecte noi pentru discuții științifice. Mai mult, multe teorii au fost distruse datorită microscopiei. Și acesta este marele merit al lui Anthony van Leeuwenhoek. El a reușit să îmbunătățească microscopul, astfel încât să permită celulelor să fie văzute în detaliu. Și dacă luăm în considerare problema în acest context, Leeuwenhoek este într-adevăr părintele acestui tip de microscop.

Structura dispozitivului

Însuși microscopul luminos al lui Leeuwenhoek era o placă cu o lentilă capabilă să mărească de mai multe ori obiectele în cauză. Această placă cu lentilă avea un trepied. Folosindu-l, a fost montat pe o masă orizontală. Îndreptând lentila spre lumină și plasând materialul studiat între acesta și flacăra lumânării, au putut fi văzute celule bacteriene. Mai mult, primul material pe care Antonie van Leeuwenhoek l-a studiat a fost placa dentara. În ea, omul de știință a văzut multe creaturi, pe care încă nu le-a putut numi.

Unicitatea microscopului Leeuwenhoek este uimitoare. Modelele compozite disponibile la acel moment nu ofereau o calitate ridicată a imaginii. Mai mult, prezența a două lentile nu a făcut decât să intensifice defectele. Prin urmare, a durat mai mult de 150 de ani până când microscoapele compuse dezvoltate inițial de Galileo și Drebbel au început să producă aceeași calitate a imaginii ca și dispozitivul lui Leeuwenhoek. Anthony van Leeuwenhoek însuși încă nu este considerat părintele microscopului, dar este pe bună dreptate un maestru recunoscut al microscopiei materialelor și celulelor native.

Invenția și îmbunătățirea lentilelor

Însuși conceptul de lentilă exista deja în Roma antică și în Grecia. De exemplu, în Grecia era posibil să se aprindă un foc folosind sticlă convexă. Și la Roma, proprietățile vaselor de sticlă pline cu apă au fost observate de mult. Au făcut posibilă mărirea imaginilor, deși nu de multe ori. Dezvoltarea ulterioară a lentilelor este necunoscută, deși este evident că progresul nu a putut sta pe loc.

Se știe că în secolul al XVI-lea folosirea ochelarilor a intrat în practică la Veneția. Acest lucru este confirmat de faptele despre prezența mașinilor de șlefuit sticla, care au făcut posibilă obținerea de lentile.

Cine a inventat microscopul?

Erau și desene cu instrumente optice, care erau oglinzi și lentile. Paternitatea acestor lucrări îi aparține lui Leonardo da Vinci. Dar și mai devreme, oamenii lucrau cu lupe: în 1268, Roger Bacon a propus ideea creării unei lunete. Ulterior a fost implementat.

Evident, autorul lentilei nu aparținea nimănui. Dar acest lucru a fost observat până când Carl Friedrich Zeiss s-a apucat de optică. În 1847 a început să producă microscoape. Compania sa a devenit apoi lider în dezvoltarea ochelarilor optici. Există până astăzi, rămânând principalul din industrie. Toate companiile care produc camere foto și video, obiective optice, telemetrie, telescoape și alte dispozitive cooperează cu acesta.

Îmbunătățirea microscopiei

Istoria invenției microscopului este uimitoare atunci când este studiată în detaliu. Dar nu mai puțin interesantă este istoria îmbunătățirii ulterioare a microscopiei. Au început să apară noi tipuri de microscoape, iar gândirea științifică care le-a dat naștere s-a scufundat din ce în ce mai adânc. Acum, scopul omului de știință a fost nu numai să studieze microbii, ci și să ia în considerare componente mai mici. Acestea sunt molecule și atomi. Deja în secolul al XIX-lea puteau fi studiate prin analiza de difracție cu raze X. Dar știința cerea mai mult.

Deci, deja în 1863, cercetătorul Henry Clifton Sorby a dezvoltat un microscop polarizant pentru a studia meteoriții. Și în 1863, Ernst Abbe a dezvoltat teoria microscopului. A fost adoptat cu succes de Carl Zeiss. Datorită acestui fapt, compania sa a devenit un lider recunoscut în industria instrumentelor optice.

Dar curând a venit 1931 - momentul creării microscopului electronic. A devenit un nou tip de dispozitiv care vă permite să vedeți mult mai mult decât lumina. Nu a folosit fotoni sau lumină polarizată pentru transmisie, ci electroni - particule mult mai mici decât cei mai simpli ioni. Invenția microscopului electronic a permis dezvoltarea histologiei. Acum, oamenii de știință au câștigat încredere deplină că judecățile lor despre celulă și organelele sale sunt într-adevăr corecte. Cu toate acestea, abia în 1986 a fost acordat Premiul Nobel creatorului microscopului electronic, Ernst Ruska. Mai mult, deja în 1938, James Hiller a construit un microscop electronic cu transmisie.

Cele mai noi tipuri de microscoape

Știința, după succesele multor oameni de știință, s-a dezvoltat din ce în ce mai repede. Prin urmare, scopul dictat de noile realități a fost nevoia de a dezvolta un microscop foarte sensibil. Și deja în 1936, Erwin Müller a produs un dispozitiv de emisie de câmp. Și în 1951, a fost produs un alt dispozitiv - un microscop cu ioni de câmp. Importanța sa este extremă, deoarece a permis oamenilor de știință să vadă atomii pentru prima dată. Și în plus, în 1955, Jerzy Nomarski a dezvoltat bazele teoretice ale microscopiei de contrast cu interferență diferențială.

Îmbunătățirea celor mai recente microscoape

Invenția microscopului nu este încă un succes, deoarece, în principiu, nu este dificil să treacă ionii sau fotonii prin medii biologice și apoi să examinăm imaginea rezultată. Dar problema îmbunătățirii calității microscopiei a fost cu adevărat importantă. Și după aceste concluzii, oamenii de știință au creat un analizor de masă fly-by, care a fost numit un microscop ionic de scanare.

Acest dispozitiv a făcut posibilă scanarea unui singur atom și obținerea de date despre structura tridimensională a moleculei. Împreună cu analiza de difracție cu raze X, această metodă a făcut posibilă accelerarea semnificativă a procesului de identificare a multor substanțe găsite în natură. Și deja în 1981, a fost introdus un microscop tunel de scanare, iar în 1986 - un microscop cu forță atomică. 1988 este anul inventării microscopului tunel electrochimic cu scanare. Iar cea mai recentă și cea mai utilă este sonda de forță Kelvin. A fost dezvoltat în 1991.

Evaluarea semnificației globale a invenției microscopului

Începând cu 1665, când Leeuwenhoek a început să prelucreze sticla și să producă microscoape, industria s-a dezvoltat și a devenit mai complexă. Și când vă întrebați care a fost semnificația invenției microscopului, merită să luați în considerare principalele realizări ale microscopiei. Deci, această metodă a făcut posibilă examinarea celulei, care a servit ca un alt impuls pentru dezvoltarea biologiei. Apoi, dispozitivul a făcut posibilă discernământul organelelor celulei, ceea ce a făcut posibilă formularea modelelor de structură celulară.

Microscopul a făcut apoi posibil să se vadă molecula și atomul, iar mai târziu oamenii de știință au putut să le scaneze suprafața. Mai mult, printr-un microscop puteți vedea chiar și nori de electroni de atomi. Deoarece electronii se mișcă cu viteza luminii în jurul nucleului, este complet imposibil să examinăm această particulă. În ciuda acestui fapt, ar trebui să înțelegem semnificația invenției microscopului. El a făcut posibil să se vadă ceva nou care nu poate fi văzut cu ochiul. Aceasta este o lume uimitoare, al cărei studiu a adus omul mai aproape de realizările moderne în fizică, chimie și medicină. Și merită toată munca.

Istoria și invenția microscopului este legată de faptul că, din cele mai vechi timpuri, oamenii și-au dorit să vadă obiecte mult mai mici decât permitea ochiul uman. Deși prima utilizare a lentilei rămâne necunoscută din cauza timpului, se crede că utilizarea efectului de refracție a luminii a fost folosită în urmă cu mai bine de 2000 de ani. În secolul al II-lea î.Hr., Claudius Ptolemeu a descris proprietățile luminii într-un bazin de apă și a calculat cu exactitate constanta de refracție a apei.

În secolul I d.Hr. (anul 100), sticla a fost inventată, iar romanii s-au uitat prin sticlă și au testat-o. Au experimentat cu diferite forme de sticlă transparentă, iar una dintre probele lor a fost mai groasă la mijloc și mai subțire la margini. Ei au descoperit că un obiect ar părea mai mare printr-o astfel de sticlă.

Cuvântul „lentila” provine de fapt din cuvântul latin pentru „linte”, l-au numit pentru că seamănă cu forma lintei plantei de leguminoase.

În același timp, filosoful roman Seneca descrie mărirea efectivă printr-un ulcior cu apă, „...litere, mici și neclare, se văd extinse și mai clare printr-un ulcior de sticlă umplut cu apă”. Mai mult, lentilele nu au fost folosite până la sfârșitul secolului al XIII-lea î.Hr. Apoi, în jurul anului 1600, s-a descoperit că instrumentele optice pot fi realizate folosind o lentilă.

Primele instrumente optice

Instrumentele optice simple timpurii aveau lupe și aveau de obicei măriri de aproximativ 6 x – 10 x. În 1590, doi inventatori olandezi Hans Jansen și fiul său Zachary, în timp ce șlefuiau lentilele cu mâna, au descoperit că combinația a două lentile făcea posibilă mărirea imaginii unui obiect de mai multe ori.

Au montat mai multe lentile într-un tub și au făcut o descoperire foarte importantă - invenția microscopului..

Primele lor dispozitive au fost mai noi decât un instrument științific, deoarece mărirea maximă era de până la 9x. Primul microscop realizat pentru nobilimea regală olandeză avea 3 tuburi glisante, de 50 cm lungime și 5 cm în diametru. S-a declarat că dispozitivul are o mărire de 3x până la 9x atunci când este complet extins.

Microscopul Leeuwenhoek

Un alt om de știință olandez, Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723), este considerat unul dintre pionierii microscopiei; la sfârșitul secolului al XVII-lea, a devenit prima persoană care a folosit efectiv invenția microscopului în practică.

Van Leeuwenhoek a obținut un succes mai mare decât predecesorii săi prin dezvoltarea unei metode de fabricare a lentilelor prin șlefuire și lustruire. A obținut măriri de până la 270x, cele mai cunoscute la acea vreme. Această mărire face posibilă vizualizarea obiectelor de o milioneme dintr-un metru în dimensiune.

Antoni Leeuwenhoek s-a implicat mai mult în știință cu noua sa invenție a microscopului. Putea să vadă lucruri pe care nimeni nu le văzuse până acum. A fost prima dată când a văzut bacterii plutind într-o picătură de apă. El a observat țesuturi vegetale și animale, spermatozoizi și celule sanguine, minerale, fosile și multe altele. De asemenea, a descoperit nematozi și rotifere (animale microscopice) și a descoperit bacterii uitându-se la mostre de placă de la proprii dinți.

Oamenii au început să realizeze că mărirea ar putea dezvălui structuri care nu au mai fost văzute până acum — ipoteza că totul era făcut din componente minuscule invizibile cu ochiul liber nu fusese încă luată în considerare.

Lucrarea lui Anthony Leeuwenhoek a fost dezvoltată în continuare de omul de știință englez Robert Hooke, care a publicat rezultatele studiilor microscopice „Micrografie” în 1665. Robert Hooke a descris cercetări detaliate în microbiologie.

Englezul Robert Hooke a descoperit piatra de hotar microscopică și unitatea de bază a întregii vieți - celula. La mijlocul secolului al XVII-lea, Hooke a văzut celule structurale în timp ce studia un exemplar care îi amintea de încăperile mici ale mănăstirii. Hooke este, de asemenea, creditat că a fost primul care a folosit o configurație cu trei lentile primare, așa cum este folosit astăzi după invenția microscopului.

În secolele al XVIII-lea și al XIX-lea, nu au fost introduse multe modificări în designul microscopului de bază. Lentilele au fost dezvoltate folosind sticlă mai clară și diferite forme pentru a rezolva probleme precum distorsiunea culorilor și rezoluția slabă a imaginii. La sfârșitul anilor 1800, fizicianul optic german Ernst Abbe a descoperit că lentilele acoperite cu ulei împiedicau distorsiunea luminii la rezoluție înaltă. Invenția microscopului l-a ajutat pe marele enciclopedist rus Lomonosov să-și efectueze experimentele la mijlocul secolului al XVIII-lea și să avanseze știința rusă.

Dezvoltarea modernă a microscopiei

În 1931, oamenii de știință germani au început să lucreze la inventarea microscopului electronic. Acest tip de instrument concentrează electronii pe o probă și formează o imagine care poate fi captată de un element de detectare a electronilor. Acest model permite oamenilor de știință să vadă detalii foarte fine cu o amplificare de până la un milion de ori. Singurul dezavantaj este că celulele vii nu pot fi observate cu un microscop electronic. Cu toate acestea, tehnologiile digitale și alte tehnologii noi au creat un nou instrument pentru microbiologi.

Germanii Ernst Ruska și Dr. Max Knoll au creat pentru prima dată o „lentila” de câmp magnetic și curent electric. Până în 1933, oamenii de știință au construit un microscop electronic care depășea limitele de mărire ale microscopului optic la acea vreme.

Ernst a primit Premiul Nobel pentru Fizică în 1986 pentru munca sa. Un microscop electronic poate atinge o rezoluție mult mai mare, deoarece lungimea de undă a electronului este mai scurtă decât cea a luminii vizibile, mai ales atunci când electronul este accelerat în vid.

Microscopia luminoasă și electronică a avansat în secolul al XX-lea. Astăzi, instrumentele de mărire folosesc etichete fluorescente sau filtre polarizante pentru a vizualiza mostre. Cele mai moderne sunt folosite pentru a captura și analiza imagini care sunt invizibile pentru ochiul uman.

Invenția microscopului în secolul al XVI-lea a făcut posibilă crearea de dispozitive reflectorizante, de fază, de contrast, confocale și chiar ultraviolete..

Dispozitivele electronice moderne pot oferi chiar și o imagine a unui singur atom.

Istoria creării primului microscop este plină de secrete și speculații. Nici măcar inventatorul său nu este atât de ușor de numit. Dar se știe cu încredere că primele înregistrări ale unui microscop datează din 1595. Ei poartă numele lui Zachary Jansen, fiul producătorului olandez de ochelari Hans Jansen.

Zachary a crescut ca un băiat curios și a petrecut mult timp în atelierul tatălui său. Într-o zi, în absența tatălui său, a făcut o țeavă neobișnuită dintr-un cilindru de metal și resturi de sticlă. Particularitatea sa a fost că, atunci când sunt privite prin ea, obiectele din jur au crescut în dimensiune, au devenit mult mai apropiate și păreau să fie la distanță de braț. Băiatul a încercat să privească obiecte prin celălalt capăt al tubului. Imaginează-ți surprinderea când i-a văzut mici și foarte îndepărtați.

Zachary i-a povestit tatălui său despre experiența sa neobișnuită, care și-a încurajat fiul în orice mod posibil pe această cale. Hans Jansen, fără să știe, a îmbunătățit țeava „magică” - a înlocuit cilindrul metalic cu un sistem de tuburi care se puteau plia unul în celălalt. Acum vizualizarea obiectelor a devenit și mai interesantă, deoarece acestea au devenit mai clare și mai mari. Datorită lungimii care se schimbă a tubului, a fost posibil să se apropie sau să se îndepărteze imaginea, să examineze mici detalii și să se vadă ceea ce înainte era imposibil de văzut cu orice ochelari.

Deci, ca urmare a distracției copiilor, a fost făcută o descoperire istorică - a fost creat primul microscop, iar omenirea a avut ocazia să se familiarizeze cu o lume nouă, fără precedent până acum - lumea creaturilor microscopice. Și deși mărirea microscopului a fost doar de 3 până la 10 ori, a fost o descoperire de cea mai mare semnificație!

Treptat, zvonurile despre tubul de mărire s-au răspândit cu mult dincolo de Țările de Jos și au ajuns în Italia, unde Galileo Galilei a trăit și a predat astronomie la universitatea din orașul Padova. Și-a dat foarte repede seama de avantajele noii invenții și pe baza acesteia și-a creat propriul tub de lupă. Ceva mai târziu, în laboratorul personal al lui Galileo Galilei, el a stabilit producția de microscoape simple.

Odată cu trecerea timpului, în 1648, în Țările de Jos, viitorul fondator al microscopiei științifice, Antonie van Leeuwenhoek, a făcut cunoștință cu un microscop. Acest dispozitiv l-a fascinat atât de mult pe tânărul Leeuwenhoek, încât a început să-și dedice tot timpul liber studierii lucrărilor științifice dedicate studiului microlumii. În paralel cu citirea cărților, tânărul Leeuwenhoek a stăpânit profesia de șlefuitor de lentile, ceea ce i-a permis ulterior să-și creeze propriul microscop cu o capacitate de mărire de până la 500 de ori. Cu ajutorul lui, a făcut un număr mare de descoperiri semnificative. De exemplu, el a fost primul care a descris bacterii și ciliați, a descoperit și schițat celulele roșii din sânge - globule roșii, fibrele cristalinului ochiului, fibrele musculare și celulele pielii.

Simultan cu Leeuwenhoek, un alt mare om de știință care a adus o contribuție uriașă la microscopie, englezul Robert Hooke, a lucrat la îmbunătățirea microscopului. El nu numai că a construit un model de microscop care era diferit de alții, dar a studiat cu atenție structura celulelor plantelor și ale unor animale și a schițat structura acestora. În lucrarea sa științifică intitulată „Micrografie”, Hooke a oferit o descriere detaliată a structurii celulare a fructelor de soc, morcovilor, mărarului, ochiului unei muște, aripii unei albine, unei larve de țânțar și multe altele. Apropo, Hooke a fost cel care a introdus termenul „celulă” și i-a dat o definiție științifică.

Pe măsură ce omenirea s-a dezvoltat, structura microscopului a devenit mai complexă și îmbunătățită și au apărut noi tipuri de microscoape, cu o putere de mărire mai mare și o calitate îmbunătățită a imaginii. Astăzi există o mare varietate de microscoape - optice, electronice, sondă de scanare, raze X. Toate sunt concepute pentru a mări obiectele microscopice și a le studia în detaliu, dar sunt incomparabil mai puternice și mai multifuncționale decât microscoapele cu lumină.

Din cele mai vechi timpuri, omul și-a dorit să vadă lucruri mult mai mici decât le poate percepe cu ochiul liber. Acum este imposibil să spunem cine a fost primul care a folosit lentile, dar se știe cu încredere, de exemplu, că strămoșii noștri știau acum mai bine de 2 mii de ani că sticla poate refracta lumina.

În secolul al II-lea î.Hr., Claudius Ptolemeu a descris modul în care un băț se „îndoaie” atunci când este scufundat în apă și chiar a calculat foarte precis constanta de refracție. Chiar și mai devreme, în China, dispozitivele erau fabricate din lentile și un tub umplut cu apă pentru a „vedea invizibilul”.

În 1267, Roger Bacon a descris principiile lentilelor și ideea generală a unui telescop și microscop, dar abia la sfârșitul secolului al XVI-lea Zacharias Jansen și tatăl său Hans, producători de ochelari din Olanda, au început să experimenteze cu lentile. Au plasat mai multe lentile într-un tub și au descoperit că obiectele văzute prin el păreau mult mai mari decât sub o simplă lupă.

Dar acest „microscop” al lor a fost mai mult o curiozitate decât un instrument științific. Există o descriere a instrumentului pe care tatăl și fiul l-au făcut pentru familia regală. Era alcătuit din trei tuburi glisante cu o lungime totală de puțin peste 45 de centimetri și un diametru de 5 centimetri. Când este închis, s-a mărit de 3 ori, iar când a fost deschis complet, s-a mărit de 9 ori, deși imaginea s-a dovedit puțin neclară.

În 1609, Galileo Galilei a creat un microscop compus cu lentile convexe și concave și a prezentat acest „occhiolino” („ochiul mic”) regelui Sigismund al III-lea al Poloniei în 1612. Câțiva ani mai târziu, în 1619, inventatorul olandez Cornelius Drebbel a demonstrat la Londra versiunea sa de microscop, cu două lentile convexe. Dar cuvântul „microscop” în sine a apărut abia în 1625, când, prin analogie cu „telescop”, a fost inventat de un botanist german din Bamberg, Johann (Giovanni) Faber.

De la Leeuwenhoek la Abbe

În 1665, naturalistul englez Robert Hooke și-a îmbunătățit instrumentul de mărire și a descoperit unitățile elementare de structură, celulele, studiind scoarța stejarului de plută. La 10 ani după aceasta, omul de știință olandez Antonie van Leeuwenhoek a reușit să obțină lentile și mai avansate. Microscopul său a mărit obiectele de 270 de ori, în timp ce alte dispozitive similare abia au atins o mărire de 50 de ori.

Datorită lentilelor sale șlefuite și șlefuite de înaltă calitate, Lenwenhoek a făcut multe descoperiri - a fost primul care a văzut și descris bacteriile, celulele de drojdie și a observat mișcarea celulelor sanguine în capilare. În total, omul de știință a realizat cel puțin 25 de microscoape diferite, dintre care doar nouă au supraviețuit până în prezent. Există sugestii că unele dintre dispozitivele pierdute aveau chiar și o mărire de 500x.

În ciuda tuturor progreselor în acest domeniu, microscoapele au rămas practic neschimbate în următorii 200 de ani. Abia în anii 1850, inginerul german Carl Zeiss a început să îmbunătățească lentilele pentru microscoapele produse de compania sa. În anii 1880 l-a angajat pe Otto Schott, specialist în ochelari optici. Cercetările sale au făcut posibilă îmbunătățirea semnificativă a calității dispozitivelor de mărire.

Un alt angajat al lui Carl Zeiss, fizicianul optic Ernst Abbe, a îmbunătățit însuși procesul de producere a instrumentelor optice. Anterior, toate lucrările cu ei erau efectuate prin încercare și eroare; Abbe a creat o bază teoretică pentru ei, metode de producție bazate științific.

Odată cu dezvoltarea tehnologiei, a apărut microscopul pe care îl cunoaștem astăzi. Cu toate acestea, acum microscoapele optice, capabile să se concentreze pe obiecte a căror dimensiune este mai mare sau egală cu lungimea de undă a luminii, nu mai puteau satisface oamenii de știință.

Microscoape electronice moderne

În 1931, fizicianul german Ernst Ruska a început să lucreze la crearea primului microscop electronic (microscop electronic cu transmisie). În 1986, va primi Premiul Nobel pentru această invenție.

În 1936, omul de știință german Erwin Wilgel Müller a inventat proiectorul electronic (microscopul electronic de câmp). Dispozitivul a făcut posibilă mărirea imaginii unui corp solid de milioane de ori. 15 ani mai târziu, Muller a făcut o altă descoperire în acest domeniu - un microscop cu ioni de câmp, care i-a oferit fizicianului posibilitatea de a vedea atomi pentru prima dată în istoria omenirii.

Alte lucrări au fost efectuate în paralel. În 1953, olandezul Fritz Zernike, profesor de fizică teoretică, a primit Premiul Nobel pentru dezvoltarea microscopiei cu contrast de fază. În 1967, Erwin Müller și-a îmbunătățit microscopul cu ioni de câmp prin adăugarea unui spectrometru de masă cu timp de zbor, creând prima „sondă atomică”. Acest dispozitiv permite nu numai identificarea unui atom individual, ci și determinarea raportului de masă și încărcare a ionului.

În 1981, Gerd Binnig și Heinrich Rohrer din Germania au creat un microscop de scanare (raster) de tunel; Cinci ani mai târziu, Binnig și colegii săi au inventat microscopul cu forță atomică de scanare. Spre deosebire de evoluțiile anterioare, AFM permite să sondeze atât suprafețele conductoare, cât și cele neconductoare și să manipuleze efectiv atomii. În același an, Binnig și Rohrer au primit Premiul Nobel pentru STM.

În 1988, trei oameni de știință din Marea Britanie au echipat „sonda atomică” Müller cu un detector sensibil la poziție, care a făcut posibilă determinarea poziției atomilor în trei dimensiuni.

În 1988, inginerul japonez Kingo Itaya a inventat microscopul de tunel cu scanare electrochimică, iar trei ani mai târziu a fost propus microscopul cu forță cu sondă Kelvin, o versiune fără contact a microscopului cu forță atomică.