У дома Горски плодове Съвременни методи за микроскопско изследване. История на микроскопията История на микроскопа и оптиката

Съвременни методи за микроскопско изследване. История на микроскопията История на микроскопа и оптиката

В днешно време съвременните технологии се използват активно в много области на човешката дейност. Например, в медицината вече има много устройства, които помагат да се постави човек на крака. Но въпреки това, въпреки големия скок в развитието на технологиите, в медицината има много инструменти, които нямат аналози и които не могат да бъдат заменени с нещо друго.

Един от тези инструменти е изследователски биологичен микроскоп, който се използва активно както в клиничната практика, така и в микробиологичната лаборатория. Дори съвременните устройства нямат функциите и възможностите, които има микроскопът, например за микробиологично изследване или анализ на кръвни клетки.

Днес биомедицинските микроскопи са най-разпространеният вид оптична технология. Тези инструменти могат да се използват при всякакви изследвания, които са свързани с изучаване на обекти от естествен произход. Микроскопите от този тип са разделени на два вида: изследователски и биологични лаборатории. А също и за рутинни и работещи. По принцип биологичният микроскоп се използва в различни изследователски центрове, научни институции или болници.

Бих искал да говоря и за бинокулярните микроскопи, които са нов етап в еволюцията на тези инструменти. Тези устройства имат два окуляра, което значително улеснява работата, а работата става по-удобна.

Днес той е просто незаменим в болници или научни лаборатории. Тези микроскопи ще бъдат добра покупка за студенти, които просто се нуждаят от практика в различни образователни работни места, за да натрупат опит.

С помощта на два окуляра ще бъде много лесно да се изследва експерименталният обект, освен това качеството на въпросния обект, благодарение на окулярите, ще се повиши няколко пъти. Едно от основните предимства на това устройство е, че към него можете да прикачите съвременни фотоапарати или фотоапарати и в резултат на това можете да получите снимки на обекта или микроскопска фотография.

Когато избирате това устройство за себе си, на първо място, обърнете внимание на следните детайли, параметри и характеристики: револвер с множество лещи, параметри на осветление, начини за преместване на сцената. В допълнение, микроскопът може да бъде допълнен с допълнителни аксесоари като лампи, обективи, окуляри и др.

снимка от scop-pro.fr

Технологията на микроскопията отвори нови възможности в медицинската и лабораторната практика. Днес нито диагностичните изследвания, нито хирургичните интервенции не могат без специална оптика. Най-значимата роля на микроскопите в стоматологията, офталмологията, микрохирургията. Тук става дума не само за подобряване на видимостта и улесняване на работата, а за принципно нов подход към изследванията и операциите.

Въздействието върху фините структури на клетъчно ниво означава, че пациентът по-лесно ще се подложи на интервенцията, ще се възстанови по-бързо и няма да претърпи увреждане на здравите тъкани и усложнения. Зад всички тези предимства на съвременната медицина често стои микроскоп - мощно високотехнологично устройство, проектирано с помощта на най-новите постижения в оптиката.

В зависимост от предназначението, микроскопите се делят на:

  • лаборатория;
  • дентална;
  • хирургически;
  • офталмологичен;
  • отоларингологични.

Оптичните системи за биохимични, хематологични, дерматологични, цитологични изследвания са функционално различни от медицинските. Офталмологичните микроскопи са признати за най-модерните и мощни - с тяхна помощ беше възможно да се направи радикален пробив в лечението на катаракта, далекогледство, миопия и астигматизъм. Операциите на микронно ниво, извършени при 40x увеличение, са сравними по инвазивност с инжекция, пациентът се възстановява от операцията за няколко дни.

Не по-малко интересни са и тези, които позволяват целенасочено третиране на зъбни канали и други миниатюрни структури, които не се различават от човешкото око при 25-кратно увеличение. Използвайки най-новата оптика, зъболекарите почти винаги успяват да осигурят висококачествено лечение и да спасят зъба.

Увеличителните устройства за микрохирургия се отличават с разширено зрително поле, повишена острота на изображението, възможност за плавно или стъпаловидно регулиране на увеличението. Всичко това осигурява най-добри условия за видимост на хирурга и асистентите.

Важно е новото поколение микроскопски устройства да е максимално удобно за използване: работата с увеличителна оптика е проста и не изисква много усилия или специални умения. Благодарение на вградената осветителна система и удобната форма на окуляра, специалистът не изпитва умора и дискомфорт дори след продължителна непрекъсната работа.

Микроскопът е доста крехко устройство, което изисква внимателно боравене. Това важи особено за лещите: не е желателно да докосвате оптичните повърхности с ръце; за почистване на устройството използвайте специална четка и меки салфетки, потопени в етилов алкохол.

Помещенията, където се намират микроскопите, трябва да се поддържат при стайна температура и ниска влажност (по-малко от 60%).

Днес е трудно да си представим човешката научна дейност без микроскоп. Микроскопът се използва широко в повечето лаборатории по медицина и биология, геология и материалознание.

Резултатите, получени с помощта на микроскоп, са необходими за поставяне на точна диагноза, като същевременно се наблюдава хода на лечението. С помощта на микроскоп се разработват и въвеждат нови лекарства, правят се научни открития.

микроскоп- (от гръцки mikros - малък и skopeo - гледам), оптично устройство за получаване на увеличено изображение на малки предмети и техните детайли, които не се виждат с просто око.

Човешкото око е в състояние да различи части от обект, които са на най-малко 0,08 mm една от друга. Със светлинен микроскоп можете да видите части с разстояние до 0,2 µm. Електронният микроскоп ви позволява да получите разделителна способност до 0,1-0,01 nm.

Изобретяването на микроскопа, устройство, толкова важно за цялата наука, се дължи преди всичко на влиянието на развитието на оптиката. Някои от оптичните свойства на кривите повърхности вече са били известни на Евклид (300 г. пр. н. е.) и Птолемей (127-151 г.), но способността им за увеличаване не е намерила практическо приложение. В тази връзка първите очила са изобретени от Салвинио делхи Арлеати в Италия едва през 1285 г. През 16 век Леонардо да Винчи и Мауролико показват, че е по-добре да се изучават малки предмети с лупа.

Първият микроскоп е създаден едва през 1595 г. от З. Янсен. Изобретението се състои във факта, че Захариус Янсен монтира две изпъкнали лещи в една тръба, като по този начин полага основите за създаване на сложни микроскопи. Фокусирането върху разглеждания обект е постигнато с помощта на прибираща се тръба. Увеличението на микроскопа варира от 3 до 10 пъти. И това беше истински пробив в областта на микроскопията! Всеки следващ микроскоп той значително се подобряваше.

През този период (16 век) постепенно започват своето развитие датски, английски и италиански изследователски инструменти, полагайки основите на съвременната микроскопия.

Бързото разпространение и усъвършенстване на микроскопите започва, след като Г. Галилей, подобрявайки проектирания от него телескоп, започва да го използва като вид микроскоп (1609-1610), променяйки разстоянието между обектива и окуляра.

По-късно, през 1624 г., след като постига производството на лещи с по-къс фокус, Галилей значително намалява размера на своя микроскоп.

През 1625 г. член на римската „Академия на бдителния“ („Akudemia dei lincei“) И. Фабер предлага термина "микроскоп"... Първите успехи, свързани с използването на микроскопа в научните биологични изследвания, са постигнати от Р. Хук, който пръв описва растителна клетка (около 1665 г.). В книгата си Micrographia Хук описва конструкцията на микроскоп.

През 1681 г. Лондонското кралско общество на заседанието си обсъжда подробно особената ситуация. холандец Левенгук(А. ван Леенвенхук) описва удивителните чудеса, които открива с микроскопа си в капка вода, в запарка от черен пипер, в калта на река, в хралупата на собствения си зъб. С помощта на микроскоп Левенхук открива и скицира сперматозоиди от различни протозои, подробности за структурата на костната тъкан (1673-1677).

"С най-голямо учудване видях в капката много животни, които се движеха бързо във всички посоки, като щука във вода. Най-малкото от тези малки животни е хиляди пъти по-малко от окото на възрастна въшка."

Най-добрите цикли на Левенгук бяха увеличени 270 пъти. С тях той видя за първи път кръвни телца, движението на кръвта в капилярните съдове на опашката на попова лъжица и ивици. Той отвори ресничките. Той за първи път се потопи в света на микроскопичните едноклетъчни водорасли, където е границата между животните и растенията; където движещо се животно, подобно на зелено растение, притежава хлорофил и се храни чрез поглъщане на светлина; където растението, все още прикрепено към субстрата, е загубило хлорофил и поглъща бактерии. Накрая той дори видя бактерии в голямо разнообразие. Но, разбира се, тогава все още нямаше далечна възможност да се разбере нито значението на бактериите за хората, нито значението на зеленото вещество - хлорофил, или границата между растенията и животните.

Отваряше се нов свят на живи същества, по-разнообразен и безкрайно по-оригинален от света, който виждаме.

През 1668 г. Е. Дивини, като прикачи полева леща към окуляра, създаде окуляр от модерен тип. През 1673 г. Хавелий въвежда микрометърен винт, а Хертел предлага да се постави огледало под стъпалото на микроскопа. Така микроскопът започна да се сглобява от онези основни части, които са част от съвременния биологичен микроскоп.

В средата на 17 век Нютоноткрил сложния състав на бялата светлина и го разширил с призма. Рьомер доказа, че светлината се движи с ограничена скорост и я измери. Нютон изложи известната хипотеза - неправилна, както знаете - че светлината е поток от летящи частици с такава необикновена малка и честота, че те проникват в прозрачни тела, като стъкло през лещата на окото, и, удряйки ретината с удари, произвеждат физиологично усещане за светлина... Хюйгенс за първи път говори за вълнообразната природа на светлината и доказва колко естествено обяснява както законите на простото отражение и пречупване, така и законите за двойното пречупване в исландския шпат. Мислите на Хюйгенс и Нютон се срещнаха в рязък контраст. Така през XVII век. в разгорещен дебат наистина възникна проблемът за същността на светлината.

Както решението на въпроса за същността на светлината, така и усъвършенстването на микроскопа напредваха бавно. Спорът между идеите на Нютон и Хюйгенс продължава цял век. Известният Ойлер се присъедини към концепцията за вълновата природа на светлината. Но проблемът беше разрешен едва след повече от сто години от Френел, талантлив изследовател, какъвто науката познаваше.

Каква е разликата между потока от разпространяващи се вълни - идеята на Хюйгенс - от потока от движещи се малки частици - идеята на Нютон? два знака:

1. След като се срещнат, вълните могат взаимно да се унищожат, ако гърбицата на едната лежи върху долината на другата. Светлина + светлина заедно могат да дадат тъмнина. Това явление намеса, това са пръстените на Нютон, неразбрани от самия Нютон; това не може да се случи с потоците от частици. Два потока от частици винаги са двоен поток, двойна светлина.

2. Потокът от частици минава през дупката направо, без да се разминава в страни, а потокът от вълни със сигурност се разминава, разпръсква. Това дифракция.

Френел доказа теоретично, че отклонението във всички посоки е незначително, ако вълната е малка, но въпреки това той открива и измерва тази пренебрежимо малка дифракция и определя дължината на вълната на светлината по нейната величина. От интерференционните явления, които са толкова добре познати на оптиците, полиращи до „един цвят“ до „две ивици“, той измерва и дължината на вълната – тя е половин микрон (половин хилядна от милиметъра). И оттук вълновата теория и изключителната тънкост и острота на проникване в същността на живата материя станаха неоспорими. Оттогава всички ние в различни модификации потвърждаваме и прилагаме мислите на Френел. Но дори и без да знаете тези мисли, можете да подобрите микроскопа.

Такъв е случаят през 18 век, въпреки че събитията се развиват много бавно. Сега е трудно дори да си представим, че първата тръба на Галилей, през която той наблюдава света на Юпитер, и микроскопът на Левенгук са били прости неахроматични лещи.

Голяма пречка в бизнеса с ахроматизация беше липсата на добър кремък. Както знаете, ахроматизацията изисква две стъкла: корона и кремък. Последното е стъкло, в което една от основните части е тежък оловен оксид, който има непропорционално голяма дисперсия.

През 1824 г. огромният успех на микроскопа дава простата практическа идея на Салиг, възпроизведена от френската фирма Chevalier. Обективът, който се състоеше от една леща, се разчленява на части, започва да се прави от много ахроматични лещи. По този начин броят на параметрите беше умножен, даде се възможност за коригиране на системни грешки и за първи път стана възможно да се говори за истински големи увеличения - 500 и дори 1000 пъти. Границата на крайното зрение се е преместила от два на един микрон. Микроскопът на Левенгук е оставен далеч назад.

През 70-те години на 19 век победният марш на микроскопията се придвижва напред. Този, който каза, беше абат(Е. Абе).

Постигнато е следното:

Първо, ограничителната разделителна способност се е преместила от половин микрон на една десета от микрона.

Второ, при конструирането на микроскоп вместо грубия емпиризъм е въведена висока научна степен.

На трето място, накрая, границите на възможното с микроскоп са показани и тези граници са преодоляни.

Създаден е щабът на учени, оптици и калкулатори, работещи във фирмата Zeiss. В фундаменталните трудове учениците на Абе дадоха теорията на микроскопа и като цяло на оптичните инструменти. Разработена е система от измервания, която определя качеството на микроскопа.

Когато стана ясно, че съществуващите видове стъкло не отговарят на научните изисквания, системно се създават нови разновидности. Отвъд тайните на наследниците на Гуинан - Пара-Мантуа (наследниците на Бонтан) в Париж и Шансовете в Бирмингам - бяха пресъздадени методите за топене на стъкло и бизнесът с практична оптика беше развит до такава степен, че може да се каже: аби почти спечели световната война 1914-1918 с оптичното оборудване на своята армия двугодишно

И накрая, призовавайки за помощ основите на вълновата теория на светлината, Абе за първи път ясно показа, че всяка острота на инструмента съответства на собствената си граница на възможност. Най-тънкият от всички инструменти е дължината на вълната. Не можете да видите обекти, по-малки от половината дължина на вълната, казва теорията на дифракцията на Абе, и не можете да получите изображения по-малко от половината дължина на вълната, т.е. по-малко от 1/4 микрона. Или с различни трикове за потапяне, когато използваме медии, в които дължината на вълната е по-къса – до 0,1 микрона. Вълната ни ограничава. Вярно, границите са много малки, но все пак са граници за човешката дейност.

Оптичният физик усеща, когато обект е вмъкнат в пътя на светлинна вълна с дебелина от хилядна, десетохилядна, в някои случаи дори една стохилядна от дължината на вълната. Самата дължина на вълната се измерва от физиците с точност до една десетмилионна от нейната стойност. Възможно ли е да се мисли, че оптиците, които са обединили усилията си с цитолозите, няма да овладеят стотната дължина на вълната, която стои в поставената от тях задача? Има десетки начини да заобиколите границата на дължината на вълната. Вие сте запознати с един от тези байпаси, така наречения ултрамикроскопски метод. Ако микробите, невидими в микроскопа, са поставени далеч един от друг, тогава можете да ги осветите отстрани с ярка светлина. Колкото и малки да са, те ще блестят като звезда на тъмен фон. Тяхната форма не може да се определи, може само да се констатира тяхното присъствие, но това често е изключително важно. Този метод се използва широко от бактериологията.

Трудовете на английския оптик Дж. Сиркс (1893) поставят основата на интерференционната микроскопия. През 1903 г. R. Zsigmondy и N. Siedentopf създават ултрамикроскоп, през 1911 г. M. Sagnac описва първия двулъчев интерференционен микроскоп, през 1935 г. F. Zernicke предлага използването на фазовия контрастен метод за наблюдение на прозрачни, слабо разсейващи се обекти в микроскопи. В средата на XX век. е изобретен електронният микроскоп, през 1953 г. анотралния микроскоп е изобретен от финландския физиолог А. Вилска.

М.В. Ломоносов, И.П. Кулибин, Л.И. Манделщам, Д.С. Рождественски, А.А. Лебедев, С.И. Вавилов, В.П. Линик, Д.Д. Максутов и др.

литература:

Д.С. Избрани произведения на Рождественски. М.-Л., "Наука", 1964г.

Д. С. Рождественски По въпроса за изображението на прозрачни обекти в микроскоп. - Тр. ГОИ, 1940 г., т. 14

Sobol S.L. Историята на микроскопа и микроскопските изследвания в Русия през 18 век. 1949 г.

Clay R.S., Court T.H. Историята на микроскопа. Л., 1932; Бредбъри С. Еволюцията на микроскопа. Оксфорд, 1967 г.

Микроскопът е уникално устройство, предназначено за увеличаване на микроизображения и измерване на размера на обекти или структурни образувания, наблюдавани през леща. Това развитие е удивително, а значението на изобретяването на микроскопа е изключително голямо, защото без него някои области на съвременната наука не биха съществували. И от тук по-подробно.

Микроскопът е устройство, подобно на телескоп, което се използва за напълно различни цели. С негова помощ е възможно да се изследва структурата на обекти, които са невидими за окото. Позволява ви да определите морфологичните параметри на микроформациите, както и да оцените тяхното обемно местоположение. Ето защо е дори трудно да си представим колко важно е било изобретението на микроскопа и как появата му е повлияла на развитието на науката.

История на микроскопа и оптиката

Днес е трудно да се отговори кой пръв е изобретил микроскопа. Вероятно този въпрос ще бъде толкова широко обсъждан, колкото създаването на арбалета. Въпреки това, за разлика от оръжията, изобретяването на микроскопа наистина се случи в Европа. А кой точно все още не се знае. Вероятността устройството да е пионер от Ханс Янсен, холандски производител на очила, е доста голяма. Синът му Захари Янсен обяви през 1590 г., че той и баща му са конструирали микроскоп.

Но още през 1609 г. се появява друг механизъм, който е създаден от Галилео Галилей. Той го нарече occhiolino и го представи на обществеността на Académie Nacional dei Lincei. Знакът върху печата на папа Урбан III е доказателство, че микроскопът вече може да се използва по това време. Смята се, че е модификация на микроскопско изображение. Светлинният микроскоп (композитен) на Галилео Галилей се състоеше от една изпъкнала и една вдлъбната леща.

Усъвършенстване и прилагане на практика

Вече 10 години след изобретението на Галилей, Корнелиус Дреббел създава композитен микроскоп с две изпъкнали лещи. И по-късно, тоест към края, Кристиан Хюйгенс разработи окулярна система с две лещи. Те все още се произвеждат днес, въпреки че им липсва видимост. Но по-важното е, че с помощта на такъв микроскоп през 1665 г. е извършено изследване върху разрез от корков дъб, където ученият е видял така наречените пчелни пити. Резултатът от експеримента беше въвеждането на понятието "клетка".

Друг баща на микроскопа - Антъни ван Льовенхук - само го преоткрива, но успява да привлече вниманието на биолозите към устройството. И след това стана ясно колко важно е изобретението на микроскопа за науката, защото позволява развитието на микробиологията. Вероятно гореспоменатото устройство значително ускори развитието на природните науки, защото докато човек не видя микроби, той вярваше, че болестите произлизат от нечистотата. А в науката царуваха концепциите на алхимията и виталистичните теории за съществуването на живите и спонтанното зараждане на живота.

Микроскоп на Левенгук

Изобретяването на микроскопа е уникално събитие в науката на Средновековието, тъй като благодарение на устройството беше възможно да се намерят много нови теми за научна дискусия. Освен това много теории се сринаха благодарение на микроскопията. И това е голямата заслуга на Антъни ван Льовенхук. Той успя да подобри микроскопа, така че да му позволи да види клетките в детайли. И ако разгледаме въпроса в този контекст, тогава Левенхук наистина е бащата на този тип микроскоп.

Структура на устройството

Самата светлина представляваше плоча с леща, способна да умножава разглежданите обекти. Тази плоча за лещи имаше статив. Чрез него тя беше монтирана на хоризонтална маса. Чрез насочване на лещата към светлината и поставяне на изследвания материал между нея и пламъка на свещта, беше възможно да се различи, че първият материал, който Антъни ван Льовенхук изследва, е плака. В него ученият видял много същества, които все още не можел да назове.

Уникалността на микроскопа Левенгук е поразителна. Композитните модели, налични по това време, не осигуряват високо качество на изображението. Освен това наличието на две лещи само изостри дефектите. Следователно са били необходими повече от 150 години, за да могат композитните микроскопи, първоначално разработени от Галилео и Дреббел, да произведат същото качество на изображението като устройството на Левенгук. Самият Антъни ван Льовенхук все още не се смята за баща на микроскопа, но с право е признат майстор на микроскопията на местни материали и клетки.

Изобретяване и усъвършенстване на лещи

Самата концепция за леща вече е съществувала в Древен Рим и Гърция. Например, в Гърция с помощта на изпъкнали очила беше възможно да се запали огън. А в Рим отдавна са забелязани свойствата на стъклените съдове, пълни с вода. Те направиха възможно увеличаването на изображенията, макар и не много пъти. По-нататъшното развитие на лещите е неизвестно, въпреки че е очевидно, че напредъкът не може да стои на едно място.

Известно е, че през 16-ти век използването на очила навлиза на практика във Венеция. Това се потвърждава от фактите за наличието на машини за шлайфане на стъкло, които направиха възможно получаването на лещи. Имаше и чертежи на оптични устройства, които бяха огледала и лещи. Авторството на тези произведения принадлежи на Леонардо да Винчи. Но още по-рано хората работеха с лупи: през 1268 г. Роджър Бейкън изложи идеята за създаване на телескоп. По-късно беше приложено.

Очевидно авторството на обектива не принадлежи на никого. Но това се наблюдава до момента, когато Карл Фридрих Цайс се зае с оптиката. През 1847 г. започва да произвежда микроскопи. Тогава неговата компания става лидер в разработването на оптични очила. Той съществува и до днес, като остава основен в бранша. С него си сътрудничат всички фирми, които се занимават с производство на фото и видео камери, оптични мерници, далекомери, телескопи и други устройства.

Подобряване на микроскопията

Историята на изобретяването на микроскопа е поразителна, когато се изучава подробно. Но не по-малко интересна е историята на по-нататъшното усъвършенстване на микроскопията. Започнаха да се появяват нови и научната мисъл, която ги генерира, затъва все по-дълбоко и по-дълбоко. Сега целта на учения беше не само да изследва микробите, но и да разгледа по-малки компоненти. Те са молекули и атоми. Още през 19 век е възможно те да бъдат изследвани с помощта на рентгенов структурен анализ. Но науката изискваше повече.

И така, още през 1863 г. е разработен поляризационен микроскоп от изследователя Хенри Клифтън Сорби за изследване на метеорити. И през 1863 г. Ернст Абе разработва теорията на микроскопа. Той беше успешно приет от Carl Zeiss. В резултат на това неговата компания се превърна в признат лидер в индустрията на оптичните устройства.

Но скоро настъпи 1931 г. - времето на създаването на електронния микроскоп. Той се превърна в нов тип апарат, който ви позволява да виждате много повече от светлина. В него за предаване са използвани не фотони и не поляризирана светлина, а електрони - частици, много по-малки от най-простите йони. Именно изобретяването на електронния микроскоп позволи развитието на хистологията. Сега учените са придобили пълна увереност, че техните преценки за клетката и нейните органели са наистина правилни. Но едва през 1986 г. създателят на електронния микроскоп Ернст Руска е удостоен с Нобелова награда. Нещо повече, още през 1938 г. Джеймс Хилиър изгражда трансмисионен електронен микроскоп.

Най-новите видове микроскопи

Науката, след успехите на много учени, се развива все по-бързо. Следователно целта, продиктувана от новите реалности, беше необходимостта от разработване на високочувствителен микроскоп. И още през 1936 г. Ервин Мюлер произвежда устройство за полеви емисии. И през 1951 г. е произведено друго устройство - полевият йонен микроскоп. Неговото значение е изключително, защото позволява на учените да видят атомите за първи път. И в допълнение към това, през 1955 г. Йежи Номарски разработва теоретичните основи на диференциалната интерференционна контрастна микроскопия.

Подобряване на най-новите микроскопи

Изобретението на микроскопа все още не е успешно, тъй като по принцип не е трудно да се накарат йони или фотони да преминат през биологични среди и след това да се изследва полученото изображение. Но въпросът за подобряване на качеството на микроскопията беше наистина важен. И след тези заключения учените създадоха масов анализатор за прелитане, който беше наречен сканиращ йонен микроскоп.

Това устройство направи възможно сканирането на единичен атом и получаването на данни за триизмерната структура на молекулата. Заедно с този метод той значително ускори процеса на идентифициране на много вещества, открити в природата. И още през 1981 г. беше представен сканиращ тунелен микроскоп, а през 1986 г. - атомно-силов. 1988 е годината на изобретяването на сканиращия електрохимичен тунелен микроскоп. И най-новата и най-полезната е сондата Kelvin Force. Той е разработен през 1991 г.

Оценка на глобалното значение на изобретението на микроскопа

От 1665 г., когато Левенхук се заема с обработката на стъкло и микроскопите, индустрията се разраства и се усложнява. И когато се чудите колко важно е било изобретението на микроскопа, си струва да разгледаме основните постижения на микроскопията. И така, този метод направи възможно изследването на клетката, което послужи като друг тласък за развитието на биологията. Тогава устройството направи възможно да се видят органелите на клетката, което направи възможно образуването на закономерностите на клетъчната структура.

Тогава микроскопът позволи да се видят молекулата и атома, а по-късно учените успяха да сканират повърхността им. Нещо повече, дори електронни облаци от атоми могат да се видят през микроскоп. Тъй като електроните се движат със скоростта на светлината около ядрото, е напълно невъзможно да се разгледа тази частица. Въпреки това трябва да се разбере колко важно е изобретението на микроскопа. Той направи възможно да се види нещо ново, което не може да се види с окото. Това е невероятен свят, чието изучаване доближи човек до съвременните постижения на физиката, химията и медицината. И си струва цялата работа.

  • Историята на създаването на микроскопа

    Казвайте каквото искате, но микроскопът е един от най-важните инструменти на учените, едно от основните им оръжия за разбиране на света около тях. Как се появи първият микроскоп, каква е историята на микроскопа от Средновековието до наши дни, каква е структурата на микроскопа и правилата за работа с него, ще намерите отговорите на всички тези въпроси в нашата статия. Така че нека започваме.

    Историята на създаването на микроскопа

    Въпреки че първите увеличителни лещи, на базата на които всъщност работи светлинният микроскоп, са открити от археолозите по време на разкопки на древен Вавилон, въпреки това първите микроскопи се появяват през Средновековието. Интересното е, че няма консенсус сред историците кой първи е изобретил микроскопа. Кандидатите за тази почтена роля включват такива известни учени и изобретатели като Галилео Галилей, Кристиан Хюйгенс, Робърт Хук и Антония ван Льовенхук.

    Заслужава да се спомене и италианският лекар Г. Фракосторо, който още през 1538 г. е първият, който предлага комбинирането на няколко лещи, за да се получи по-голям ефект на увеличение. Това все още не беше създаването на микроскопа, но беше предшественикът на появата му.

    И през 1590 г. някакъв Ханс Ясен, холандски майстор на очила, обяви, че синът му Захари Ясен е изобретил първия микроскоп, за хората от Средновековието подобно изобретение е подобно на малко чудо. Въпреки това редица историци се съмняват дали Захари Ясен е истинският изобретател на микроскопа. Факт е, че в биографията му има много тъмни петна, включително петна върху репутацията му, тъй като съвременниците обвиняват Захария в фалшифициране и кражба на чужда интелектуална собственост. Каквото и да беше, но да знаем със сигурност дали Захари Ясен е изобретателят на микроскопа или не, ние, за съжаление, не можем.

    Но репутацията на Галилео Галилей в това отношение е безупречна. Познаваме този човек преди всичко като велик астроном, учен, преследван от католическата църква заради вярата си, че Земята се върти около, а не обратното. Сред важните изобретения на Галилей е първият телескоп, с помощта на който ученият прониква с очите си в космическите сфери. Но сферата на неговите интереси не се ограничаваше само до звезди и планети, защото микроскопът по същество е същият телескоп, а точно обратното. И ако с помощта на увеличителни лещи човек може да наблюдава далечни планети, тогава защо да не насочим силата им в друга посока - да изучаваме какво е „под носа ни“. „Защо не“, вероятно си помисли Галилей и така през 1609 г. той представи на широката публика в Accademia dei Licei първия си композитен микроскоп, който се състоеше от изпъкнали и вдлъбнати увеличителни лещи.

    Антични микроскопи.

    По-късно, 10 години по-късно, холандският изобретател Корнелиус Дреббел подобри микроскопа на Галилей, като добави още една изпъкнала леща. Но истинската революция в развитието на микроскопите е направена от Кристиан Хюйгенс, холандски физик, механик и астроном. Така той е първият, който създава микроскоп със система от две лещи от окуляри, които са регулирани ахроматично. Струва си да се отбележи, че окулярите на Хюйгенс се използват и днес.

    Но известният английски изобретател и учен Робърт Хук влезе завинаги в историята на науката не само като създател на собствен оригинален микроскоп, но и като човек, който направи голямо научно откритие с негова помощ. Той беше този, който за първи път видя през микроскоп органична клетка и предположи, че всички живи организми се състоят от клетки, тези най-малки единици жива материя. Робърт Хук публикува резултатите от наблюденията си във фундаменталния си труд – Микрография.

    Публикувана през 1665 г. от Лондонското кралско общество, тази книга веднага се превръща в научен бестселър от онези времена и прави истинска сензация в научната общност. Всъщност той съдържаше гравюри с изображение на въшки, мухи и растителни клетки, уголемени под микроскоп. Всъщност тази работа беше невероятно описание на възможностите на микроскопа.

    Интересен факт: Робърт Хук е взел термина "клетка", защото растителните клетки, ограничени от стени, му напомняли за монашески килии.

    Ето как изглежда микроскопът на Робет Хук, изображение от Micrographia.

    И последният изключителен учен, допринесъл за развитието на микроскопите, е холандецът Антъни ван Льовенхук. Вдъхновен от работата на Робърт Хук Микрография, Левенхук създава свой собствен микроскоп. Микроскопът на Левенгук, въпреки че имаше само една леща, беше изключително здрав, така че нивото на детайлност и увеличение на микроскопа му беше най-доброто по това време. Наблюдавайки дивата природа през микроскоп, Левенхук прави много важни научни открития в биологията: той е първият, който вижда еритроцитите, описва бактерии, дрожди, скицирани сперматозоиди и структурата на очите на насекомите, открива и описва много от техните форми. Работата на Левенгук даде огромен тласък на развитието на биологията и помогна да се привлече вниманието на биолозите към микроскопа, направи го неразделна част от биологичните изследвания дори и до днес. Това е в общи линии историята на откриването на микроскопа.

    Видове микроскопи

    Освен това, с развитието на науката и технологиите започнаха да се появяват все по-сложни светлинни микроскопи, първият светлинен микроскоп, работещ на базата на увеличителни лещи, беше заменен от електронен микроскоп, а след това лазерен микроскоп, рентгенов микроскоп, които дават многократно по-добър увеличаващ ефект и детайлност. Как работят тези микроскопи? Повече за това по-късно.

    Електронен микроскоп

    Историята на развитието на електронния микроскоп започва през 1931 г., когато известен Р. Руденберг получава патент за първия трансмисионен електронен микроскоп. Тогава, през 40-те години на миналия век, се появяват сканиращи електронни микроскопи, които достигат техническото си съвършенство още през 60-те години на миналия век. Те формират изображение на обекта поради последователното движение на електронна сонда с малък участък над обекта.

    Как работи електронният микроскоп? В основата на неговата работа е насочен лъч от електрони, ускорени в електрическо поле и показва изображението върху специални магнитни лещи, този електронен лъч е много по-малък от дължината на вълната на видимата светлина. Всичко това дава възможност да се увеличи мощността на електронния микроскоп и неговата разделителна способност с 1000-10 000 пъти в сравнение с традиционния светлинен микроскоп. Това е основното предимство на електронния микроскоп.

    Ето как изглежда съвременният електронен микроскоп.

    Лазерен микроскоп

    Лазерният микроскоп е подобрена версия на електронен микроскоп, неговата работа се основава на лазерен лъч, който позволява на погледа на учения да наблюдава живите тъкани на още по-голяма дълбочина.

    Рентгенов микроскоп

    Рентгеновите микроскопи се използват за изследване на много малки обекти с размери, сравними с размерите на рентгенова вълна. Работата им се основава на електромагнитно излъчване с дължина на вълната от 0,01 до 1 нанометър.

    Устройство за микроскоп

    Дизайнът на микроскопа зависи от неговия тип, разбира се, електронният микроскоп ще се различава по своята структура от светлинния оптичен микроскоп или от рентгеновия микроскоп. В тази статия ще разгледаме структурата на конвенционален модерен оптичен микроскоп, който е най-популярен както сред любители, така и сред професионалисти, тъй като те могат да се използват за решаване на много прости изследователски задачи.

    Така че, на първо място, в микроскоп можете да различите оптичните и механичните части. Оптичната част включва:

    • Окулярът е частта от микроскопа, която е пряко свързана с очите на наблюдателя. В първите микроскопи той се състоеше от една леща; дизайнът на окуляра в съвременните микроскопи, разбира се, е малко по-сложен.
    • Обективът е практически най-важната част от микроскопа, тъй като именно обективът осигурява основното увеличение.
    • Осветител - отговорен за потока светлина върху обекта, който се изследва.
    • Апертура - регулира силата на светлинния поток, влизащ в изследвания обект.

    Механичната част на микроскопа се състои от такива важни части като:

    • Тръба, това е тръба, която съдържа окуляр. Тръбата трябва да е здрава и да не се деформира, в противен случай оптичните свойства на микроскопа ще пострадат.
    • Основата осигурява стабилност на микроскопа по време на работа. Именно върху него са прикрепени тръбата, държачът на кондензатор, фокусиращите копчета и други части на микроскопа.
    • Въртяща се глава - използва се за бърза смяна на обективите, липсва при евтините модели микроскопи.
    • Предметната маса е мястото, на което се поставят изследвания обект или предмети.

    И тук снимката показва по-подробна структура на микроскопа.

    Правила за работа с микроскоп

    • Необходимо е да се работи с микроскопа, докато седите;
    • Преди работа микроскопът трябва да се провери и да се избърше праха с мека кърпа;
    • Поставете микроскопа пред себе си малко вляво;
    • Струва си да започнете работа с малко увеличение;
    • Задайте осветлението в зрителното поле на микроскопа с помощта на електрическа светлина или огледало. Гледайки през окуляра с едно око и използвайки огледало с вдлъбната страна, насочете светлината от прозореца към лещата и след това осветете зрителното поле възможно най-много и равномерно. Ако микроскопът е оборудван с осветител, свържете микроскопа към източник на захранване, включете лампата и задайте необходимата яркост на горене;
    • Поставете микропрепарата на сцената, така че изследваният обект да е под обекта. Поглеждайки отстрани, спуснете лещата с помощта на макровинта, докато разстоянието между долната леща на обектива и микропрепарата стане 4-5 mm;
    • Премествайки образеца с ръка, намерете правилното място, поставете го в центъра на зрителното поле на микроскопа;
    • За да изследвате обект при голямо увеличение, първо трябва да поставите избраната област в центъра на зрителното поле на микроскопа при ниско увеличение. След това променете целта на 40x, като завъртите револвера, така че да е в работно положение. Постигнете добро изображение на обекта с помощта на микрометърния винт. На кутията на микрометърния механизъм има две чертички, а на винта на микрометъра има точка, която винаги трябва да е между редовете. Ако излезе извън техните граници, трябва да се върне в нормалното си положение. Ако това правило не се спазва, винтът на микрометъра може да спре да работи;
    • След приключване на работата с голямо увеличение, задайте ниско увеличение, повдигнете лещата, извадете препарата от работната маса, избършете всички части на микроскопа с чиста салфетка, покрийте го с найлонов плик и го поставете в шкаф.

    При написването на статията се опитах да я направя възможно най-интересна, полезна и качествена. Ще бъда благодарен за всяка обратна връзка и градивна критика под формата на коментари към статията. Също така, можете да напишете вашето желание / въпрос / предложение на моята поща [защитен с имейл]или Facebook, искрено авторът.

  • Ново в сайта

    >

    Най - известен