सूक्ष्म अनुसंधान के आधुनिक तरीके। माइक्रोस्कोपी का इतिहास माइक्रोस्कोप और ऑप्टिक्स का इतिहास

आजकल, मानव गतिविधि के कई क्षेत्रों में आधुनिक तकनीकों का सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, चिकित्सा में पहले से ही कई उपकरण हैं जो किसी व्यक्ति को उसके पैरों पर खड़ा करने में मदद करते हैं। लेकिन फिर भी, प्रौद्योगिकी के विकास में बड़ी छलांग के बावजूद, चिकित्सा में ऐसे कई उपकरण हैं जिनका कोई एनालॉग नहीं है, और जिन्हें किसी और चीज़ से बदला नहीं जा सकता है।

ऐसा ही एक उपकरण अनुसंधान जैविक सूक्ष्मदर्शी है, जो नैदानिक ​​अभ्यास और सूक्ष्मजीवविज्ञानी प्रयोगशाला दोनों में सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है। यहां तक ​​​​कि आधुनिक उपकरणों में भी कार्य और क्षमताएं नहीं होती हैं, उदाहरण के लिए, सूक्ष्म जीव विज्ञान अनुसंधान या रक्त कोशिका विश्लेषण में।

आज तक, बायोमेडिकल माइक्रोस्कोप सबसे लोकप्रिय प्रकार के ऑप्टिकल उपकरण हैं। इन उपकरणों का उपयोग प्राकृतिक उत्पत्ति की वस्तुओं के अध्ययन से संबंधित किसी भी शोध में किया जा सकता है। इस प्रकार के सूक्ष्मदर्शी को दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है: अनुसंधान और जैविक प्रयोगशालाएँ। और दिनचर्या और कार्यकर्ताओं के लिए भी। जैविक सूक्ष्मदर्शी मुख्य रूप से विभिन्न अनुसंधान केंद्रों, वैज्ञानिक संस्थानों या अस्पतालों में उपयोग किया जाता है।

मैं दूरबीन सूक्ष्मदर्शी के बारे में भी बात करना चाहूंगा, जो इन उपकरणों के विकास में एक नया चरण है। इन उपकरणों में दो ऐपिस होते हैं, जिससे काम करना बहुत आसान हो जाता है, और काम अधिक आरामदायक हो जाता है।

आज यह अस्पतालों या वैज्ञानिक प्रयोगशालाओं में बस अपूरणीय है। ये सूक्ष्मदर्शी उच्च शिक्षण संस्थानों के छात्रों के लिए एक अच्छी खरीद होगी, जिन्हें अनुभव प्राप्त करने के लिए बस विभिन्न शैक्षणिक नौकरियों में अभ्यास करने की आवश्यकता होती है।

दो ऐपिस की मदद से प्रायोगिक वस्तु की जांच करना बहुत आसान होगा, इसके अलावा, विचाराधीन वस्तु की गुणवत्ता, ऐपिस के लिए धन्यवाद, कई गुना बढ़ जाएगी। इस उपकरण का एक मुख्य लाभ यह है कि इसमें आधुनिक कैमरे या कैमरे लगाए जा सकते हैं, और इसके परिणामस्वरूप, वस्तु की छवियां, या सूक्ष्म फोटोग्राफी प्राप्त की जा सकती हैं।

जब आप अपने लिए यह उपकरण चुनते हैं, तो सबसे पहले, निम्नलिखित विवरणों, मापदंडों और विशेषताओं पर ध्यान दें: एक रिवॉल्वर जिसमें कई लेंस, प्रकाश विकल्प, मंच को स्थानांतरित करने के तरीके। इसके अलावा, माइक्रोस्कोप को अतिरिक्त सामान जैसे लैंप, उद्देश्य, ऐपिस आदि से लैस किया जा सकता है।

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माइक्रोस्कोपी तकनीक ने चिकित्सा और प्रयोगशाला अभ्यास में नई संभावनाएं खोली हैं। आज, न तो नैदानिक ​​अध्ययन और न ही सर्जिकल हस्तक्षेप विशेष प्रकाशिकी के बिना नहीं कर सकते हैं। दंत चिकित्सा, नेत्र विज्ञान, माइक्रोसर्जरी में सूक्ष्मदर्शी की सबसे महत्वपूर्ण भूमिका है। यह केवल दृश्यता में सुधार और कार्य को सुविधाजनक बनाने के बारे में नहीं है, बल्कि अनुसंधान और संचालन के लिए एक मौलिक रूप से नए दृष्टिकोण के बारे में है।

सेलुलर स्तर पर ठीक संरचनाओं पर प्रभाव का मतलब है कि रोगी अधिक आसानी से हस्तक्षेप को सहन करेगा, तेजी से ठीक हो जाएगा, और स्वस्थ ऊतकों और जटिलताओं को नुकसान नहीं पहुंचाएगा। आधुनिक चिकित्सा के इन सभी लाभों के पीछे अक्सर एक माइक्रोस्कोप होता है - एक शक्तिशाली उच्च तकनीक वाला उपकरण, जिसे प्रकाशिकी में नवीनतम प्रगति का उपयोग करके बनाया गया है।

उद्देश्य के आधार पर, सूक्ष्मदर्शी को इसमें विभाजित किया गया है:

• प्रयोगशाला;
• दंत चिकित्सा;
• शल्य चिकित्सा;
• नेत्र संबंधी;
• ओटोलरींगोलॉजिकल।

जैव रासायनिक, हेमटोलॉजिकल, त्वचाविज्ञान, साइटोलॉजिकल अध्ययनों के लिए ऑप्टिकल सिस्टम चिकित्सा से कार्यात्मक रूप से अलग हैं। नेत्र सूक्ष्मदर्शी को सबसे उन्नत और शक्तिशाली के रूप में पहचाना जाता है - उनकी मदद से मोतियाबिंद, हाइपरोपिया, मायोपिया, दृष्टिवैषम्य के उपचार में एक क्रांतिकारी सफलता प्राप्त करना संभव था। माइक्रोन स्तर पर संचालन, 40x बढ़ाई के तहत किया जाता है, एक इंजेक्शन के लिए आक्रमण में तुलनीय है, रोगी कुछ ही दिनों में सर्जरी के बाद ठीक हो जाता है।

कोई कम दिलचस्प वे नहीं हैं जो 25x आवर्धन के तहत, दंत नहरों और अन्य छोटी संरचनाओं का सटीक इलाज करने की अनुमति देते हैं जो मानव आंख को दिखाई नहीं देती हैं। नवीनतम प्रकाशिकी का उपयोग करते हुए, दंत चिकित्सक लगभग हमेशा उच्च गुणवत्ता वाला उपचार प्रदान करने और दांत को बचाने का प्रबंधन करते हैं।

माइक्रोसर्जरी के लिए आवर्धक उपकरणों को देखने के एक विस्तारित क्षेत्र, बढ़ी हुई छवि तीक्ष्णता और आवर्धन के सुचारू या चरणबद्ध समायोजन की संभावना की विशेषता है। यह सब सर्जन और सहायकों के लिए सर्वोत्तम दृश्यता की स्थिति प्रदान करता है।

यह महत्वपूर्ण है कि माइक्रोस्कोपी के लिए उपकरणों की नई पीढ़ी का उपयोग करना जितना संभव हो उतना सुविधाजनक हो: आवर्धक प्रकाशिकी के साथ काम करना सरल है और इसके लिए अधिक प्रयास या विशेष कौशल की आवश्यकता नहीं होती है। अंतर्निहित प्रकाश व्यवस्था और ऐपिस के सुविधाजनक आकार के कारण, विशेषज्ञ को लंबे समय तक लगातार काम करने के दौरान भी थकान और परेशानी का अनुभव नहीं होता है।

माइक्रोस्कोप एक नाजुक उपकरण है जिसे देखभाल के साथ संभालने की आवश्यकता होती है। यह लेंस के लिए विशेष रूप से सच है: ऑप्टिकल सतहों को अपने हाथों से छूना अवांछनीय है, एथिल अल्कोहल में भिगोए गए एक विशेष ब्रश और सॉफ्ट वाइप्स का उपयोग डिवाइस को साफ करने के लिए किया जाता है।

सूक्ष्मदर्शी युक्त कमरों को कमरे के तापमान और कम आर्द्रता (60% से कम) पर बनाए रखा जाना चाहिए।

आज सूक्ष्मदर्शी के बिना मनुष्य की वैज्ञानिक गतिविधि की कल्पना करना कठिन है। माइक्रोस्कोप का व्यापक रूप से चिकित्सा और जीव विज्ञान, भूविज्ञान और सामग्री विज्ञान की अधिकांश प्रयोगशालाओं में उपयोग किया जाता है।

माइक्रोस्कोप का उपयोग करके प्राप्त परिणाम सटीक निदान करने और उपचार के पाठ्यक्रम की निगरानी के लिए आवश्यक हैं। सूक्ष्मदर्शी के प्रयोग से नई औषधियों का विकास और परिचय होता है, वैज्ञानिक खोजें होती हैं।

माइक्रोस्कोप- (ग्रीक मिक्रोस से - छोटा और स्कोपो - मैं देखता हूं), छोटी वस्तुओं की एक विस्तृत छवि प्राप्त करने के लिए एक ऑप्टिकल उपकरण और उनके विवरण जो नग्न आंखों को दिखाई नहीं दे रहे हैं।

मानव आंख किसी वस्तु के विवरण को अलग करने में सक्षम है जो एक दूसरे से कम से कम 0.08 मिमी अलग है। एक प्रकाश माइक्रोस्कोप का उपयोग करके, आप विवरण देख सकते हैं, जिसके बीच की दूरी 0.2 माइक्रोन तक है। एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप आपको 0.1-0.01 एनएम तक का रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करने की अनुमति देता है।

सूक्ष्मदर्शी का आविष्कार, एक ऐसा उपकरण जो सभी विज्ञानों के लिए इतना महत्वपूर्ण है, मुख्य रूप से प्रकाशिकी के विकास के प्रभाव के कारण है। घुमावदार सतहों के कुछ ऑप्टिकल गुण यूक्लिड (300 ईसा पूर्व) और टॉलेमी (127-151) तक भी ज्ञात थे, लेकिन उनकी आवर्धन शक्ति को व्यावहारिक अनुप्रयोग नहीं मिला। इस संबंध में, पहले चश्मे का आविष्कार इटली में साल्विनियो डेली अर्लीटी द्वारा केवल 1285 में किया गया था। 16 वीं शताब्दी में, लियोनार्डो दा विंची और मौरोलिको ने दिखाया कि छोटी वस्तुओं का सबसे अच्छा आवर्धक कांच के साथ अध्ययन किया जाता है।

पहला माइक्रोस्कोप केवल 1595 में Z. Jansen द्वारा बनाया गया था। आविष्कार में यह तथ्य शामिल था कि ज़ाचरियस जेनसन ने एक ट्यूब के अंदर दो उत्तल लेंस लगाए, जिससे जटिल सूक्ष्मदर्शी के निर्माण की नींव रखी गई। अध्ययन के तहत वस्तु पर ध्यान केंद्रित एक वापस लेने योग्य ट्यूब द्वारा प्राप्त किया गया था। माइक्रोस्कोप का आवर्धन 3 से 10 गुना तक था। और यह माइक्रोस्कोपी के क्षेत्र में एक वास्तविक सफलता थी! उनके प्रत्येक अगले माइक्रोस्कोप में, उन्होंने काफी सुधार किया।

इस अवधि (XVI सदी) के दौरान डेनिश, अंग्रेजी और इतालवी अनुसंधान उपकरण धीरे-धीरे विकसित होने लगे, आधुनिक माइक्रोस्कोपी की नींव रखी।

सूक्ष्मदर्शी का तेजी से प्रसार और सुधार गैलीलियो (जी। गैलीली) के बाद शुरू हुआ, उनके द्वारा डिजाइन किए गए टेलीस्कोप में सुधार करते हुए, इसे एक प्रकार के माइक्रोस्कोप (1609-1610) के रूप में उपयोग करना शुरू कर दिया, जिससे उद्देश्य और ऐपिस के बीच की दूरी बदल गई।

बाद में, 1624 में, छोटे फोकस लेंस के निर्माण को हासिल करने के बाद, गैलीलियो ने अपने माइक्रोस्कोप के आयामों को काफी कम कर दिया।

1625 में, रोमन अकादमी ऑफ़ द विजिलेंट के एक सदस्य ("अकुडेमिया दे लिन्सेई") आई. फैबर ने इस शब्द का प्रस्ताव रखा "सूक्ष्मदर्शी". वैज्ञानिक जैविक अनुसंधान में सूक्ष्मदर्शी के उपयोग से जुड़ी पहली सफलता आर. हूक ने प्राप्त की, जो एक पादप कोशिका (लगभग 1665) का वर्णन करने वाले पहले व्यक्ति थे। अपनी पुस्तक "माइक्रोग्राफिया" में हुक ने सूक्ष्मदर्शी की संरचना का वर्णन किया है।

1681 में, लंदन की रॉयल सोसाइटी ने अपनी बैठक में अजीबोगरीब स्थिति पर विस्तार से चर्चा की। हाँलैंड देश के निवासी लीउवेनहोएक(ए वैन लीनवेनहोएक) ने उन अद्भुत चमत्कारों का वर्णन किया जो उन्होंने अपने माइक्रोस्कोप से पानी की एक बूंद में, काली मिर्च के जलसेक में, एक नदी की मिट्टी में, अपने स्वयं के दांत के खोखले में खोजे थे। लीउवेनहोएक ने माइक्रोस्कोप का उपयोग करते हुए, विभिन्न प्रोटोजोआ के शुक्राणुओं की खोज की और उनका स्केच बनाया, हड्डी के ऊतकों की संरचना का विवरण (1673-1677)।

"सबसे बड़े आश्चर्य के साथ, मैंने बूंद में पानी में एक पाईक की तरह सभी दिशाओं में तेज गति से चलने वाले कई छोटे जानवरों को देखा। इन छोटे जानवरों में से सबसे छोटा एक वयस्क जूं की आंख से हजार गुना छोटा है।"

सर्वश्रेष्ठ लीउवेनहोएक मैग्निफायर को 270 गुना बढ़ाया गया। उनके साथ, उन्होंने पहली बार रक्त कणिकाओं को देखा, टैडपोल की पूंछ की केशिका वाहिकाओं में रक्त की गति, मांसपेशियों की पट्टी। उसने इन्फ्यूसोरिया खोला। पहली बार उन्होंने सूक्ष्म एककोशिकीय शैवाल की दुनिया में छलांग लगाई, जहां पशु और पौधे के बीच की सीमा है; जहां हरे पौधे की तरह एक गतिमान जानवर में क्लोरोफिल होता है और प्रकाश को अवशोषित करके भोजन करता है; जहां पौधे, अभी भी सब्सट्रेट से जुड़ा हुआ है, क्लोरोफिल खो चुका है और बैक्टीरिया को निगल रहा है। अंत में, उन्होंने बैक्टीरिया को भी बड़ी विविधता में देखा। लेकिन, निश्चित रूप से, उस समय या तो मनुष्यों के लिए बैक्टीरिया के महत्व को समझने की कोई दूरस्थ संभावना नहीं थी, या हरे पदार्थ का अर्थ - क्लोरोफिल, या पौधे और जानवर के बीच की सीमा।

जीवित प्राणियों की एक नई दुनिया खुल रही थी, जो दुनिया हम देखते हैं उससे कहीं अधिक विविध और असीम रूप से अधिक मौलिक है।

1668 में, ई. डिविनी ने ऐपिस में एक फील्ड लेंस लगाकर आधुनिक प्रकार का एक ऐपिस बनाया। 1673 में, हवेली ने एक माइक्रोमीटर स्क्रू पेश किया, और हर्टेल ने माइक्रोस्कोप चरण के नीचे एक दर्पण रखने का सुझाव दिया। इस प्रकार, सूक्ष्मदर्शी को उन मुख्य भागों से इकट्ठा किया जाने लगा जो आधुनिक जैविक सूक्ष्मदर्शी का हिस्सा हैं।

17वीं शताब्दी के मध्य में न्यूटनश्वेत प्रकाश की जटिल संरचना की खोज की और इसे एक प्रिज्म से विघटित कर दिया। रोमर ने साबित किया कि प्रकाश एक सीमित गति से यात्रा करता है और इसे मापता है। न्यूटन ने प्रसिद्ध परिकल्पना को सामने रखा - गलत, जैसा कि आप जानते हैं - कि प्रकाश इतनी असाधारण सूक्ष्मता और आवृत्ति के उड़ने वाले कणों की एक धारा है कि वे पारदर्शी निकायों के माध्यम से प्रवेश करते हैं, जैसे कांच आंख के लेंस के माध्यम से, और प्रभाव के साथ रेटिना को मारते हैं , प्रकाश की एक शारीरिक अनुभूति उत्पन्न करते हैं . ह्यूजेंस ने प्रकाश की लहरदार प्रकृति के बारे में बात करने वाले पहले व्यक्ति थे और साबित किया कि यह कैसे स्वाभाविक रूप से सरल प्रतिबिंब और अपवर्तन के नियमों और आइसलैंडिक स्पार में दोहरे अपवर्तन के नियमों की व्याख्या करता है। ह्यूजेंस और न्यूटन के विचार इसके विपरीत मिले। इस प्रकार, XVII सदी में। एक तीखे विवाद में, प्रकाश के सार की समस्या वास्तव में उत्पन्न हुई।

प्रकाश के सार के प्रश्न का समाधान और सूक्ष्मदर्शी के सुधार दोनों ही धीरे-धीरे आगे बढ़े। न्यूटन और हाइजेन्स के विचारों के बीच विवाद एक सदी तक जारी रहा। प्रसिद्ध यूलर प्रकाश की तरंग प्रकृति के विचार में शामिल हो गए। लेकिन विज्ञान जैसे प्रतिभाशाली शोधकर्ता फ्रेस्नेल द्वारा सौ से अधिक वर्षों के बाद ही इस मुद्दे का समाधान किया गया था।

प्रसार तरंगों के प्रवाह में क्या अंतर है - ह्यूजेंस का विचार - भागते हुए छोटे कणों के प्रवाह से - न्यूटन का विचार? दो संकेत:

1. मिलने के बाद, लहरें परस्पर नष्ट हो सकती हैं यदि एक का कूबड़ दूसरे की घाटी पर स्थित हो। प्रकाश + प्रकाश एक साथ मिलकर अंधकार उत्पन्न कर सकते हैं। यह घटना दखल अंदाजी, ये न्यूटन के छल्ले हैं, जिन्हें स्वयं न्यूटन ने गलत समझा; कण प्रवाह के साथ ऐसा नहीं हो सकता है। कणों की दो धाराएं हमेशा एक दोहरी धारा, एक दोहरी रोशनी होती हैं।

2. कणों का प्रवाह सीधे छेद से होकर गुजरता है, बिना पक्षों की ओर मुड़े, और तरंगों का प्रवाह निश्चित रूप से अलग हो जाता है, नष्ट हो जाता है। इस विवर्तन.

फ्रेस्नेल ने सैद्धांतिक रूप से साबित कर दिया कि तरंग छोटी होने पर सभी दिशाओं में विचलन नगण्य है, लेकिन फिर भी उन्होंने इस नगण्य विवर्तन की खोज और माप की, और इसके परिमाण से प्रकाश की तरंग दैर्ध्य निर्धारित की। हस्तक्षेप की घटनाओं में से, जो "एक रंग", "दो बैंड" के लिए पॉलिश करने वाले ऑप्टिशियंस के लिए बहुत अच्छी तरह से जाना जाता है, उन्होंने तरंग दैर्ध्य को भी मापा - यह आधा माइक्रोन (एक मिलीमीटर का आधा हजारवां हिस्सा) है। और इसलिए तरंग सिद्धांत और जीवित पदार्थ के सार में प्रवेश की असाधारण सूक्ष्मता और तीक्ष्णता निर्विवाद हो गई। तब से, हम सभी विभिन्न संशोधनों में फ्रेस्नेल के विचारों की पुष्टि करते हैं और उन्हें लागू करते हैं। लेकिन इन विचारों को जाने बिना भी व्यक्ति सूक्ष्मदर्शी में सुधार कर सकता है।

तो यह अठारहवीं शताब्दी में था, हालांकि घटनाएं बहुत धीरे-धीरे विकसित हुईं। अब यह कल्पना करना भी मुश्किल है कि गैलीलियो की पहली ट्यूब, जिसके माध्यम से उन्होंने बृहस्पति की दुनिया को देखा, और लीउवेनहोक के माइक्रोस्कोप सरल गैर-एक्रोमैटिक लेंस थे।

अक्रोमैटाइजेशन में एक बड़ी बाधा एक अच्छे चकमक पत्थर की कमी थी। जैसा कि आप जानते हैं, अक्रोमैटाइजेशन के लिए दो ग्लास की आवश्यकता होती है: क्राउन और फ्लिंट। उत्तरार्द्ध कांच है, जिसमें मुख्य भागों में से एक भारी लेड ऑक्साइड है, जिसमें अनुपातहीन रूप से बड़ा फैलाव है।

1824 में, शेवेलियर की फ्रांसीसी फर्म द्वारा पुन: पेश किए गए सल्लिग के सरल व्यावहारिक विचार ने माइक्रोस्कोप को जबरदस्त सफलता दी। लेंस, जिसमें एक ही लेंस होता था, भागों में विभाजित हो गया, यह कई अक्रोमेटिक लेंसों से बनने लगा। इस प्रकार, मापदंडों की संख्या को गुणा किया गया था, सिस्टम त्रुटियों को ठीक करने की संभावना दी गई थी, और पहली बार वास्तविक बड़े आवर्धन के बारे में बात करना संभव हो गया - 500 और यहां तक ​​​​कि 1000 बार। परम दृष्टि की सीमा दो से एक माइक्रोन हो गई है। लीउवेनहोक का सूक्ष्मदर्शी बहुत पीछे छूट गया है।

19वीं सदी के 70 के दशक में माइक्रोस्कोपी का विजयी मार्च आगे बढ़ा। जिसने कहा था 'अब्बे(ई. अब्बे)।

निम्नलिखित हासिल किया गया है:

सबसे पहले, सीमित संकल्प आधा माइक्रोन से एक माइक्रोन के दसवें हिस्से में स्थानांतरित हो गया है।

दूसरे, सूक्ष्मदर्शी के निर्माण में, मोटे अनुभववाद के बजाय, एक उच्च वैज्ञानिक चरित्र पेश किया गया है।

तीसरा, अंत में, माइक्रोस्कोप के साथ संभव की सीमाएं दिखाई जाती हैं, और इन सीमाओं पर विजय प्राप्त की जाती है।

Zeiss फर्म में काम करने वाले वैज्ञानिकों, ऑप्टिशियंस और कैलकुलेटर का मुख्यालय बनाया गया था। अब्बे के विद्यार्थियों ने प्रमुख कार्यों में सूक्ष्मदर्शी और ऑप्टिकल उपकरणों के सिद्धांत को सामान्य रूप से प्रस्तुत किया। माप की एक प्रणाली विकसित की गई है जो एक माइक्रोस्कोप की गुणवत्ता निर्धारित करती है।

जब यह स्पष्ट हो गया कि मौजूदा प्रकार के कांच वैज्ञानिक आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकते हैं, तो नए प्रकार व्यवस्थित रूप से बनाए गए थे। गिनान के वारिसों के रहस्यों के बाहर - पेरिस में पैरा-मंटुआ (बोंटन के उत्तराधिकारी) और बर्मिंघम में संभावनाएं - ग्लास पिघलने के तरीकों को फिर से बनाया गया, और व्यावहारिक प्रकाशिकी का मामला इस हद तक विकसित किया गया कि कोई कह सकता है: अब्बे ने सेना के ऑप्टिकल उपकरणों के साथ 1914-1918 का विश्व युद्ध लगभग जीत लिया।

अंत में, प्रकाश के तरंग सिद्धांत की नींव की सहायता के लिए आह्वान करते हुए, अब्बे ने पहली बार स्पष्ट रूप से दिखाया कि उपकरण के प्रत्येक तीखेपन की संभावना की अपनी सीमा होती है। सभी उपकरणों में सबसे पतला तरंग दैर्ध्य है। अब्बे के विवर्तन सिद्धांत के अनुसार, आधे से कम तरंग दैर्ध्य की वस्तुओं को देखना असंभव है, और आधे से कम तरंग दैर्ध्य की छवियों को प्राप्त करना असंभव है, अर्थात। 1/4 माइक्रोन से कम या विसर्जन की विभिन्न युक्तियों के साथ, जब हम मीडिया का उपयोग करते हैं जिसमें तरंग दैर्ध्य कम होता है - 0.1 माइक्रोन तक। लहर हमें सीमित करती है। सच है, सीमाएँ बहुत छोटी हैं, लेकिन फिर भी ये मानवीय गतिविधियों की सीमाएँ हैं।

एक ऑप्टिकल भौतिक विज्ञानी महसूस करता है कि जब कोई वस्तु एक हजारवां, दस हजारवां, कुछ मामलों में एक तरंग दैर्ध्य का एक सौ हजारवां हिस्सा भी प्रकाश तरंग के मार्ग में डाला जाता है। तरंगदैर्घ्य को भौतिकविदों द्वारा इसके परिमाण के दस-मिलियनवें हिस्से की सटीकता के साथ मापा जाता है। क्या यह सोचना संभव है कि ऑप्टिशियन, जो साइटोलॉजिस्ट के साथ अपने प्रयासों में शामिल हो गए हैं, अपने काम में खड़ी सौवीं तरंग दैर्ध्य में महारत हासिल नहीं करेंगे? तरंग दैर्ध्य सीमा के आसपास जाने के दर्जनों तरीके हैं। आप इन बाईपासों में से एक को जानते हैं, तथाकथित अल्ट्रामाइक्रोस्कोपी विधि। यदि सूक्ष्मदर्शी में अदृश्य रोगाणु बहुत दूर हैं, तो आप उन्हें एक उज्ज्वल प्रकाश के साथ किनारे से रोशन कर सकते हैं। कोई फर्क नहीं पड़ता कि वे कितने छोटे हैं, वे एक अंधेरे पृष्ठभूमि के खिलाफ एक तारे की तरह चमकेंगे। उनका रूप निर्धारित नहीं किया जा सकता है, केवल उनकी उपस्थिति का पता लगाया जा सकता है, लेकिन यह अक्सर अत्यंत महत्वपूर्ण होता है। इस पद्धति का व्यापक रूप से बैक्टीरियोलॉजी में उपयोग किया जाता है।

अंग्रेजी ऑप्टिशियन जे। सिर्क्स (1893) के कार्यों ने हस्तक्षेप माइक्रोस्कोपी की नींव रखी। 1903 में R. Zsigmondy और N. Siedentopf ने एक अल्ट्रामाइक्रोस्कोप बनाया, 1911 में M. Sagnac ने पहले दो-बीम हस्तक्षेप माइक्रोस्कोप का वर्णन किया, 1935 में F. Zernicke ने सूक्ष्मदर्शी में पारदर्शी, कमजोर प्रकाश-बिखरने वाली वस्तुओं का निरीक्षण करने के लिए चरण विपरीत विधि का उपयोग करने का प्रस्ताव रखा। XX सदी के मध्य में। इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का आविष्कार किया गया था, 1953 में फिनिश फिजियोलॉजिस्ट ए। विल्स्का ने एनोप्ट्रल माइक्रोस्कोप का आविष्कार किया था।

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माइक्रोस्कोप एक अनूठा उपकरण है जिसे माइक्रोइमेज को बढ़ाने और लेंस के माध्यम से देखी गई वस्तुओं या संरचनात्मक संरचनाओं के आकार को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह विकास अद्भुत है, और सूक्ष्मदर्शी के आविष्कार का महत्व अत्यंत महान है, क्योंकि इसके बिना आधुनिक विज्ञान के कुछ क्षेत्र मौजूद नहीं होंगे। और यहाँ से और अधिक विस्तार से।

माइक्रोस्कोप एक दूरबीन से संबंधित एक उपकरण है जिसका उपयोग पूरी तरह से अलग उद्देश्यों के लिए किया जाता है। इसके साथ, उन वस्तुओं की संरचना पर विचार करना संभव है जो आंखों के लिए अदृश्य हैं। यह आपको माइक्रोफॉर्मेशन के रूपात्मक मापदंडों को निर्धारित करने के साथ-साथ उनके वॉल्यूमेट्रिक स्थान का मूल्यांकन करने की अनुमति देता है। इसलिए, यह कल्पना करना भी मुश्किल है कि सूक्ष्मदर्शी के आविष्कार का क्या महत्व था और इसकी उपस्थिति ने विज्ञान के विकास को कैसे प्रभावित किया।

माइक्रोस्कोप और ऑप्टिक्स का इतिहास

आज यह उत्तर देना कठिन है कि सूक्ष्मदर्शी का आविष्कार सबसे पहले किसने किया था। संभवतः, इस मुद्दे पर भी व्यापक रूप से चर्चा की जाएगी, साथ ही एक क्रॉसबो का निर्माण भी किया जाएगा। हालांकि, हथियारों के विपरीत, माइक्रोस्कोप का आविष्कार वास्तव में यूरोप में हुआ था। किसके द्वारा, वास्तव में, अभी भी अज्ञात है। इस बात की संभावना काफी अधिक है कि डच चश्मों के निर्माता हैंस जेन्सन ने इस उपकरण का आविष्कार किया था। उनके बेटे, ज़ाचरी जानसेन ने 1590 में दावा किया कि उन्होंने अपने पिता के साथ एक माइक्रोस्कोप बनाया था।

लेकिन पहले से ही 1609 में, एक और तंत्र दिखाई दिया, जिसे गैलीलियो गैलीली ने बनाया था। उन्होंने इसे occhiolino कहा और इसे राष्ट्रीय अकादमी dei Lincei में जनता के सामने प्रस्तुत किया। सबूत है कि उस समय पहले से ही एक माइक्रोस्कोप का इस्तेमाल किया जा सकता था, पोप अर्बन III की मुहर पर निशान है। ऐसा माना जाता है कि यह माइक्रोस्कोपी द्वारा प्राप्त छवि का एक संशोधन है। गैलीलियो गैलीली के प्रकाश सूक्ष्मदर्शी (समग्र) में एक उत्तल और एक अवतल लेंस होता है।

व्यवहार में सुधार और कार्यान्वयन

गैलीलियो के आविष्कार के 10 साल बाद, कॉर्नेलियस ड्रेबेल ने दो उत्तल लेंस के साथ एक मिश्रित माइक्रोस्कोप बनाया। और बाद में, यानी अंत की ओर, क्रिश्चियन हाइजेंस ने टू-लेंस ऐपिस सिस्टम विकसित किया। वे अभी भी उत्पादित किए जा रहे हैं, हालांकि उनके पास व्यापक दृष्टिकोण नहीं है। लेकिन, इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि 1665 में इस तरह के एक माइक्रोस्कोप की मदद से एक कॉर्क ओक के कट का एक अध्ययन किया गया था, जहां वैज्ञानिक ने तथाकथित छत्ते को देखा था। प्रयोग का परिणाम "सेल" की अवधारणा का परिचय था।

माइक्रोस्कोप के एक अन्य पिता, एंथोनी वैन लीउवेनहोएक ने केवल इसे फिर से खोजा, लेकिन डिवाइस पर जीवविज्ञानी का ध्यान आकर्षित करने में कामयाब रहे। और उसके बाद यह स्पष्ट हो गया कि सूक्ष्मदर्शी के आविष्कार का विज्ञान के लिए क्या महत्व है, क्योंकि इसने सूक्ष्म जीव विज्ञान के विकास की अनुमति दी। संभवतः, उल्लिखित उपकरण ने प्राकृतिक विज्ञान के विकास में काफी तेजी लाई, क्योंकि जब तक किसी व्यक्ति ने रोगाणुओं को नहीं देखा, तब तक उनका मानना ​​​​था कि रोग अशुद्धता से पैदा हुए थे। और विज्ञान में, कीमिया और जीवन के अस्तित्व के जीवनवादी सिद्धांतों की अवधारणाएं और जीवन की सहज पीढ़ी ने शासन किया।

लीउवेनहोक का सूक्ष्मदर्शी

सूक्ष्मदर्शी का आविष्कार मध्य युग के विज्ञान में एक अनूठी घटना है, क्योंकि इस उपकरण की बदौलत वैज्ञानिक चर्चा के लिए कई नए विषयों को खोजना संभव था। इसके अलावा, माइक्रोस्कोपी द्वारा कई सिद्धांतों को नष्ट कर दिया गया है। और यह एंथनी वैन लीउवेनहोएक की महान योग्यता है। वह माइक्रोस्कोप में सुधार करने में सक्षम था ताकि यह आपको कोशिकाओं को विस्तार से देखने की अनुमति दे। और अगर हम इस संदर्भ में इस मुद्दे पर विचार करें, तो लीउवेनहोक वास्तव में इस प्रकार के सूक्ष्मदर्शी के जनक हैं।

डिवाइस संरचना

प्रकाश स्वयं एक प्लेट थी जिसमें एक लेंस था जो प्रश्न में वस्तुओं को बार-बार बड़ा करने में सक्षम था। लेंस वाली इस प्लेट में ट्राइपॉड था। इसके माध्यम से, उसे एक क्षैतिज मेज पर रखा गया था। लेंस को प्रकाश में इंगित करके और सामग्री को उसके और मोमबत्ती की लौ के बीच अध्ययन के तहत रखकर, कोई भी देख सकता था। इसके अलावा, एंथनी वैन लीउवेनहोएक ने जिस पहली सामग्री की जांच की वह पट्टिका थी। इसमें वैज्ञानिक को कई ऐसे जीव दिखाई दिए, जिनका वह अभी तक नाम नहीं ले सके।

लीउवेनहोक के सूक्ष्मदर्शी की विशिष्टता अद्भुत है। उस समय उपलब्ध मिश्रित मॉडल उच्च छवि गुणवत्ता प्रदान नहीं करते थे। इसके अलावा, दो लेंसों की उपस्थिति केवल दोषों को बढ़ा देती है। इसलिए, मूल रूप से गैलीलियो और ड्रेबेल द्वारा विकसित यौगिक सूक्ष्मदर्शी के लिए लीउवेनहोक के उपकरण के समान छवि गुणवत्ता का उत्पादन करने में 150 साल से अधिक का समय लगा। एंथोनी वैन लीउवेनहोक को अभी भी माइक्रोस्कोप का जनक नहीं माना जाता है, लेकिन मूल सामग्री और कोशिकाओं के माइक्रोस्कोपी के एक मान्यता प्राप्त मास्टर हैं।

लेंस का आविष्कार और सुधार

लेंस की अवधारणा पहले से ही प्राचीन रोम और ग्रीस में मौजूद थी। उदाहरण के लिए, ग्रीस में उत्तल कांच की सहायता से आग लगाना संभव था। और रोम में, पानी से भरे कांच के बर्तनों के गुणों को लंबे समय से देखा गया है। उन्होंने छवियों को बड़ा करने की अनुमति दी, हालांकि कई बार नहीं। लेंस का आगे का विकास अज्ञात है, हालांकि यह स्पष्ट है कि प्रगति स्थिर नहीं रह सकती है।

ज्ञात हो कि 16वीं शताब्दी में वेनिस में चश्मे का प्रयोग प्रचलन में आया था। इसकी पुष्टि कांच पीसने वाली मशीनों की उपलब्धता के तथ्यों से होती है, जिससे लेंस प्राप्त करना संभव हो गया। ऑप्टिकल उपकरणों के चित्र भी थे, जो दर्पण और लेंस हैं। इन कार्यों के लेखक लियोनार्डो दा विंची के हैं। लेकिन पहले भी, लोग आवर्धक चश्मे के साथ काम करते थे: 1268 में वापस, रोजर बेकन ने दूरबीन बनाने का विचार सामने रखा। बाद में इसे लागू किया गया।

जाहिर है, लेंस का लेखकत्व किसी का नहीं था। लेकिन यह तब तक देखा गया जब तक कार्ल फ्रेडरिक ज़ीस ने प्रकाशिकी को अपनाया। 1847 में उन्होंने सूक्ष्मदर्शी का निर्माण शुरू किया। उनकी कंपनी तब ऑप्टिकल ग्लास के विकास में अग्रणी बन गई। यह आज तक मौजूद है, उद्योग में मुख्य शेष है। फोटो और वीडियो कैमरा, ऑप्टिकल साइट, रेंजफाइंडर, टेलीस्कोप और अन्य उपकरणों का निर्माण करने वाली सभी कंपनियां इसके साथ सहयोग करती हैं।

माइक्रोस्कोपी में सुधार

सूक्ष्मदर्शी के आविष्कार का इतिहास इसके विस्तृत अध्ययन में चौंकाने वाला है। लेकिन माइक्रोस्कोपी के और सुधार का इतिहास भी कम दिलचस्प नहीं है। नए प्रकट होने लगे, और उन्हें उत्पन्न करने वाला वैज्ञानिक विचार और गहरा और गहरा होता गया। अब वैज्ञानिक का लक्ष्य न केवल रोगाणुओं का अध्ययन था, बल्कि छोटे घटकों पर भी विचार करना था। वे अणु और परमाणु हैं। पहले से ही 19वीं शताब्दी में, एक्स-रे विवर्तन विश्लेषण के माध्यम से उनकी जांच की जा सकती थी। लेकिन विज्ञान ने और मांग की।

तो, पहले से ही 1863 में, शोधकर्ता हेनरी क्लिफ्टन सोर्बी ने उल्कापिंडों का अध्ययन करने के लिए एक ध्रुवीकरण माइक्रोस्कोप विकसित किया। और 1863 में अर्न्स्ट एब्बे ने माइक्रोस्कोप का सिद्धांत विकसित किया। इसे कार्ल जीस के उत्पादन में सफलतापूर्वक अपनाया गया था। इस प्रकार उनकी कंपनी ऑप्टिकल उपकरणों के क्षेत्र में एक मान्यता प्राप्त नेता के रूप में विकसित हुई है।

लेकिन जल्द ही वर्ष 1931 आया - इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के निर्माण का समय। यह एक नए प्रकार का उपकरण बन गया है जो आपको प्रकाश से कहीं अधिक देखने की अनुमति देता है। इसमें संचरण के लिए न तो फोटॉन और न ही ध्रुवीकृत प्रकाश का उपयोग किया गया था, बल्कि इलेक्ट्रॉन - कण सरलतम आयनों की तुलना में बहुत छोटे थे। यह इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का आविष्कार था जिसने ऊतक विज्ञान के विकास की अनुमति दी थी। अब वैज्ञानिकों को पूरा विश्वास हो गया है कि कोशिका और उसके अंगों के बारे में उनके निर्णय वास्तव में सही हैं। हालाँकि, केवल 1986 में, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के निर्माता अर्न्स्ट रुस्का को नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था। इसके अलावा, पहले से ही 1938 में, जेम्स हिलर ने एक ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप बनाया।

नवीनतम प्रकार के सूक्ष्मदर्शी

कई वैज्ञानिकों की सफलता के बाद विज्ञान का विकास तेजी से और तेजी से हुआ। इसलिए, लक्ष्य, नई वास्तविकताओं द्वारा निर्धारित, एक अत्यधिक संवेदनशील माइक्रोस्कोप विकसित करने की आवश्यकता थी। और पहले से ही 1936 में, इरविन मुलर ने एक क्षेत्र उत्सर्जन उपकरण का उत्पादन किया। और 1951 में, एक और उपकरण का उत्पादन किया गया - एक फील्ड आयन माइक्रोस्कोप। इसका महत्व अत्यधिक है क्योंकि इसने वैज्ञानिकों को पहली बार परमाणुओं को देखने की अनुमति दी। और इसके अलावा, 1955 में जेरज़ी नोमार्स्की ने विभेदक हस्तक्षेप-विपरीत माइक्रोस्कोपी की सैद्धांतिक नींव विकसित की।

नवीनतम सूक्ष्मदर्शी में सुधार

माइक्रोस्कोप का आविष्कार अभी तक सफल नहीं हुआ है, क्योंकि सिद्धांत रूप में, आयनों या फोटॉन को जैविक मीडिया से गुजरना मुश्किल नहीं है, और फिर परिणामी छवि पर विचार करें। लेकिन माइक्रोस्कोपी की गुणवत्ता में सुधार का सवाल वास्तव में महत्वपूर्ण था। और इन निष्कर्षों के बाद, वैज्ञानिकों ने एक पारगमन द्रव्यमान विश्लेषक बनाया, जिसे स्कैनिंग आयन माइक्रोस्कोप कहा जाता था।

इस उपकरण ने एकल परमाणु को स्कैन करना और अणु की त्रि-आयामी संरचना पर डेटा प्राप्त करना संभव बना दिया। इस पद्धति से प्रकृति में पाए जाने वाले कई पदार्थों की पहचान करने की प्रक्रिया में काफी तेजी लाना संभव हुआ। और पहले से ही 1981 में, एक स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप पेश किया गया था, और 1986 में - एक परमाणु बल माइक्रोस्कोप। 1988 स्कैनिंग इलेक्ट्रोकेमिकल टनल माइक्रोस्कोप के आविष्कार का वर्ष है। और नवीनतम और सबसे उपयोगी केल्विन बल जांच है। इसे 1991 में विकसित किया गया था।

माइक्रोस्कोप के आविष्कार के वैश्विक महत्व का मूल्यांकन

1665 के बाद से, जब लीउवेनहोएक ने कांच का काम करना और सूक्ष्मदर्शी का निर्माण शुरू किया, उद्योग विकसित हो गया और अधिक जटिल हो गया। और यह सोचकर कि सूक्ष्मदर्शी के आविष्कार का क्या महत्व था, यह सूक्ष्मदर्शी की मुख्य उपलब्धियों पर विचार करने योग्य है। इसलिए, इस पद्धति ने कोशिका पर विचार करना संभव बना दिया, जिसने जीव विज्ञान के विकास के लिए एक और प्रोत्साहन के रूप में कार्य किया। तब डिवाइस ने सेल के ऑर्गेनेल को देखना संभव बना दिया, जिससे सेलुलर संरचना के पैटर्न बनाना संभव हो गया।

माइक्रोस्कोप ने तब अणु और परमाणु को देखना संभव बनाया और बाद में वैज्ञानिक उनकी सतह को स्कैन करने में सक्षम हुए। इसके अलावा, सूक्ष्मदर्शी के माध्यम से परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन बादलों को भी देखा जा सकता है। चूंकि इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर प्रकाश की गति से चलते हैं, इसलिए इस कण पर विचार करना बिल्कुल असंभव है। इसके बावजूद यह समझना चाहिए कि माइक्रोस्कोप का आविष्कार कितना महत्वपूर्ण था। उन्होंने कुछ नया देखना संभव बनाया जो आंखों से नहीं देखा जा सकता। यह एक अद्भुत दुनिया है, जिसके अध्ययन ने व्यक्ति को भौतिकी, रसायन विज्ञान और चिकित्सा की आधुनिक उपलब्धियों के करीब ला दिया। और यह सभी कड़ी मेहनत के लायक है।