Acasă Fructe de pădure Metode moderne de cercetare microscopică. Istoria microscopiei Istoria microscopului și a opticii

Metode moderne de cercetare microscopică. Istoria microscopiei Istoria microscopului și a opticii

În zilele noastre, tehnologiile moderne sunt utilizate activ în multe domenii ale activității umane. De exemplu, în medicină, există deja multe dispozitive care ajută la punerea o persoană pe picioare. Dar, cu toate acestea, în ciuda saltului mare în dezvoltarea tehnologiei, în medicină există multe instrumente, care nu au analogi și care nu pot fi înlocuite cu altceva.

Unul dintre aceste instrumente este un microscop biologic de cercetare, care este utilizat în mod activ atât în ​​practica clinică, cât și într-un laborator microbiologic. Nici măcar dispozitivele moderne nu au funcțiile și capacitățile pe care le are un microscop, de exemplu, pentru examinarea microbiologică sau analiza celulelor sanguine.

Astăzi, microscoapele biomedicale sunt cel mai răspândit tip de tehnologie optică. Aceste instrumente pot fi folosite în orice cercetare care are legătură cu studiul obiectelor de origine naturală. Microscoapele de acest tip sunt împărțite în două tipuri: laboratoare de cercetare și biologice. Și, de asemenea, pentru rutină și muncitori. Practic, microscopul biologic este folosit în diverse centre de cercetare, instituții științifice sau spitale.

Aș vrea să vorbesc și despre microscoapele binoculare, care reprezintă o nouă etapă în evoluția acestor instrumente. Aceste dispozitive au două oculare, ceea ce face mult mai ușor de lucrat, iar lucrul devine mai confortabil.

Astăzi este pur și simplu de neînlocuit în spitale sau laboratoare științifice. Aceste microscoape vor fi o achiziție bună pentru studenții universitari care au nevoie pur și simplu de practică în diverse locuri de muncă educaționale pentru a câștiga experiență.

Cu ajutorul a două oculare, va fi foarte ușor să examinezi obiectul experimental, mai mult, calitatea obiectului în cauză, datorită ocularelor, va crește de câteva ori. Unul dintre principalele avantaje ale acestui dispozitiv este că îi puteți atașa camere sau camere moderne și, ca urmare, puteți obține poze ale obiectului, sau fotografie microscopică.

Atunci când alegeți acest dispozitiv pentru dvs., în primul rând, acordați atenție următoarelor detalii, parametri și caracteristici: un revolver cu lentile multiple, parametrii de iluminare, modalități de deplasare a scenei. În plus, microscopul poate fi completat cu accesorii suplimentare precum lămpi, obiective, oculare etc.

fotografie de la scop-pro.fr

Tehnologia microscopiei a deschis noi posibilități în practica medicală și de laborator. Astăzi, nici studiile de diagnostic, nici intervențiile chirurgicale nu se pot lipsi de optică specială. Cel mai important rol al microscoapelor în stomatologie, oftalmologie, microchirurgie. Acesta nu este doar despre îmbunătățirea vizibilității și facilitarea lucrului, ci despre o abordare fundamental nouă a cercetării și operațiunilor.

Impactul asupra structurilor fine la nivel celular înseamnă că pacientul va trece mai ușor la intervenție, se va recupera mai repede și nu va suferi leziuni ale țesuturilor sănătoase și complicații. În spatele tuturor acestor avantaje ale medicinei moderne se află adesea un microscop - un dispozitiv puternic de înaltă tehnologie proiectat folosind cele mai recente progrese în optică.

În funcție de scop, microscoapele sunt împărțite în:

  • laborator;
  • dentare;
  • chirurgical;
  • oftalmic;
  • otorinolaringologice.

Sistemele optice pentru studii biochimice, hematologice, dermatologice, citologice sunt diferite din punct de vedere funcțional de cele medicale. Microscoapele oftalmice sunt recunoscute ca fiind cele mai avansate și puternice - cu ajutorul lor a fost posibil să se facă o descoperire radicală în tratamentul cataractei, hipermetropiei, miopiei și astigmatismului. Operațiile la nivel de microni, efectuate sub mărire de 40x, sunt comparabile ca invazive cu o injecție, pacientul își revine după operație în câteva zile.

Nu mai puțin interesante sunt cele care permit tratamentul țintit al canalelor dentare și al altor structuri minuscule care nu se disting de ochiul uman sub o mărire de 25 de ori. Folosind cea mai recentă optică, stomatologii reușesc aproape întotdeauna să ofere un tratament de înaltă calitate și să salveze dintele.

Dispozitivele de mărire pentru microchirurgie se disting printr-un câmp vizual extins, o claritate crescută a imaginii, capacitatea de a regla ușor sau treptat mărirea. Toate acestea asigură cele mai bune condiții de vizibilitate pentru chirurg și asistenți.

Este important ca noua generație de dispozitive de microscopie să fie la maxim convenabil de utilizat: lucrul cu optica de mărire este simplu și nu necesită mult efort sau abilități speciale. Datorită sistemului de iluminare încorporat și formei convenabile a ocularului, specialistul nu se confruntă cu oboseală și disconfort nici după o muncă continuă îndelungată.

Un microscop este un dispozitiv destul de fragil care necesită o manipulare atentă. Acest lucru este valabil mai ales pentru lentile: nu este de dorit să atingeți suprafețele optice cu mâinile; pentru a curăța dispozitivul, utilizați o perie specială și șervețele moi înmuiate în alcool etilic.

Încăperile în care sunt amplasate microscoapele trebuie păstrate la temperatura camerei și umiditate scăzută (mai puțin de 60%).

Astăzi este dificil să ne imaginăm activitatea științifică umană fără microscop. Microscopul este utilizat pe scară largă în majoritatea laboratoarelor de medicină și biologie, geologie și știința materialelor.

Rezultatele obținute cu ajutorul microscopului sunt necesare pentru a face un diagnostic precis, în timp ce se monitorizează cursul tratamentului. Cu ajutorul microscopului, se dezvoltă și se introduc noi medicamente, se fac descoperiri științifice.

Microscop- (din grecescul mikros - mic și skopeo - mă uit), un dispozitiv optic pentru obținerea unei imagini mărite a obiectelor mici și a detaliilor acestora, care nu sunt vizibile cu ochiul liber.

Ochiul uman este capabil să distingă părți ale unui obiect care se află la cel puțin 0,08 mm una de cealaltă. Cu un microscop cu lumină, puteți vedea părți cu o distanță de până la 0,2 µm. Microscopul electronic vă permite să obțineți o rezoluție de până la 0,1-0,01 nm.

Invenția microscopului, un dispozitiv atât de important pentru întreaga știință, se datorează în primul rând influenței dezvoltării opticii. Unele dintre proprietățile optice ale suprafețelor curbate erau deja cunoscute de Euclid (300 î.Hr.) și Ptolemeu (127-151), dar capacitatea lor de mărire nu și-a găsit aplicație practică. În acest sens, primii ochelari au fost inventați de Salvinio delhi Arleati în Italia abia în 1285. În secolul al XVI-lea, Leonardo da Vinci și Maurolico au arătat că este mai bine să studiezi obiectele mici cu o lupă.

Primul microscop a fost creat abia în 1595 de Z. Jansen. Invenția a constat în faptul că Zacharius Jansen a montat două lentile convexe în interiorul unui tub, punând astfel bazele creării de microscoape complexe. Concentrarea asupra obiectului studiat a fost realizată prin intermediul unui tub retractabil. Mărirea microscopului a variat de la 3 la 10 ori. Și aceasta a fost o adevărată descoperire în domeniul microscopiei! Fiecare dintre următorul său microscop, s-a îmbunătățit semnificativ.

În această perioadă (secolul al XVI-lea), instrumentele de cercetare daneze, engleze și italiene și-au început treptat dezvoltarea, punând bazele microscopiei moderne.

Răspândirea și perfecționarea rapidă a microscoapelor a început după ce G. Galilei, îmbunătățind telescopul pe care l-a proiectat, a început să-l folosească ca un fel de microscop (1609-1610), modificând distanța dintre obiectiv și ocular.

Mai târziu, în 1624, după ce a realizat fabricarea lentilelor cu focalizare mai scurtă, Galileo a redus semnificativ dimensiunea microscopului său.

În 1625, un membru al „Academiei vigilenților” romane („Akudemia dei lincei”) I. Faber a propus termenul "microscop"... Primele succese asociate cu utilizarea microscopului în cercetarea biologică științifică au fost obținute de R. Hooke, care a fost primul care a descris o celulă vegetală (aproximativ 1665). În cartea sa Micrographia, Hooke a descris construcția unui microscop.

În 1681, Societatea Regală din Londra, în ședința sa, a discutat în detaliu situația particulară. olandez Levenguk(A. van Leenwenhoek) a descris miracolele uimitoare pe care le-a descoperit cu microscopul într-o picătură de apă, într-o infuzie de piper, în noroiul unui râu, în scobitura propriului dinte. Folosind un microscop, Leeuwenhoek a descoperit și schițat spermatozoizii diferitelor protozoare, detalii ale structurii țesutului osos (1673-1677).

"Cu cea mai mare uimire, am văzut în picătură o mulțime de animale care se mișcau vioi în toate direcțiile, ca o știucă în apă. Cel mai mic dintre aceste animale minuscule este de o mie de ori mai mic decât ochiul unui păduchi adult."

Cele mai bune bucle ale lui Levenguk au fost mărite de 270 de ori. Cu ei, a văzut pentru prima dată corpusculii de sânge, mișcarea sângelui în vasele capilare ale cozii unui mormoloc și mușchii dungi. A deschis ciliatii. S-a cufundat mai întâi în lumea algelor unicelulare microscopice, unde se află granița dintre animale și plante; unde un animal în mișcare, ca o plantă verde, posedă clorofilă și se hrănește prin absorbția luminii; unde planta, inca atasata de substrat, a pierdut clorofila si inghite bacterii. În cele din urmă, a văzut chiar și bacterii într-o mare varietate. Dar, desigur, atunci nu exista încă o posibilitate îndepărtată de a înțelege fie semnificația bacteriilor pentru oameni, fie semnificația substanței verzi - clorofila, fie granița dintre plante și animale.

Se deschidea o nouă lume a ființelor vii, mai diversă și infinit mai originală decât lumea pe care o vedem.

În 1668 E. Divini, după ce a atașat ocularului o lentilă de câmp, a creat un ocular de tip modern. În 1673, Havelius a introdus un șurub micrometru, iar Hertel a sugerat plasarea unei oglinzi sub treapta microscopului. Astfel, microscopul a început să fie asamblat din acele părți de bază care fac parte dintr-un microscop biologic modern.

La mijlocul secolului al XVII-lea Newton a descoperit compoziția complexă a luminii albe și a extins-o cu o prismă. Roemer a demonstrat că lumina călătorește cu o viteză finită și a măsurat-o. Newton a înaintat celebra ipoteză - incorectă, după cum știți - că lumina este un flux de particule zburătoare de o mică și frecvență atât de extraordinară încât pătrund în corpurile transparente, ca sticla prin cristalinul ochiului și, lovind cu lovituri retina, produce o senzație fiziologică de lumină... Huygens a vorbit mai întâi despre natura ondulată a luminii și a dovedit cât de natural explică atât legile reflexiei și refracției simple, cât și legile birefringenței în spatul islandez. Gândurile lui Huygens și ale lui Newton s-au întâlnit într-un contrast puternic. Astfel, în secolul al XVII-lea. într-o dezbatere aprinsă a apărut cu adevărat problema esenței luminii.

Atât soluția la întrebarea despre esența luminii, cât și îmbunătățirea microscopului au avansat încet. Disputa dintre ideile lui Newton și Huygens a continuat timp de un secol. Celebrul Euler s-a alăturat conceptului de natura ondulatorie a luminii. Dar problema a fost rezolvată abia după mai bine de o sută de ani de Fresnel, un cercetător talentat, așa cum știa știința.

Care este diferența dintre fluxul de unde care se propagă - ideea lui Huygens - de fluxul de particule mici în mișcare - ideea lui Newton? Doua semne:

1. După ce s-au întâlnit, valurile se pot anihila reciproc dacă cocoașa unuia se află pe valea celuilalt. Lumina + lumina adunate pot da întuneric. Acest fenomen interferență, acestea sunt inelele lui Newton, neînțelese de Newton însuși; acest lucru nu poate fi cazul fluxurilor de particule. Două fluxuri de particule sunt întotdeauna un flux dublu, lumină dublă.

2. Fluxul de particule trece prin gaură drept fără a diverge în lateral, iar fluxul de valuri cu siguranță diverge, se împrăștie. Acest difracţie.

Fresnel a dovedit teoretic că divergența în toate direcțiile este neglijabilă dacă unda este mică, dar cu toate acestea a descoperit și măsurat această difracție neglijabilă și a determinat lungimea de undă a luminii după mărimea ei. Dintre fenomenele de interferență care sunt atât de bine cunoscute opticilor lustruind la „o culoare” la „două dungi”, el a măsurat și lungimea de undă - este o jumătate de micron (jumătate de miime de milimetru). Și, prin urmare, teoria valurilor și subtilitatea și acuitatea excepțională a pătrunderii în esența materiei vii au devenit incontestabile. De atunci, cu toții, în diverse modificări, confirmăm și aplicăm gândurile lui Fresnel. Dar chiar și fără să cunoști aceste gânduri, poți îmbunătăți microscopul.

Acesta a fost cazul în secolul al XVIII-lea, deși evenimentele s-au dezvoltat foarte lent. Acum este greu chiar de imaginat că primul tub al lui Galileo, prin care a observat lumea lui Jupiter, și microscopul lui Levenguk au fost simple lentile non-acromatice.

Un obstacol imens în afacerea cu acromatizare a fost lipsa unui silex bun. După cum știți, acromatizarea necesită două ochelari: coroană și silex. Acesta din urmă este sticlă, în care una dintre părțile principale este oxidul de plumb greu, care are o dispersie disproporționat de mare.

În 1824, enormul succes al microscopului a fost dat de ideea practică simplă a lui Sallig, reprodusă de firma franceză Chevalier. Lentila, care era alcătuită dintr-o singură lentilă, este dezmembrată în părți, a început să fie făcută din multe lentile acromatice. Astfel, s-a înmulțit numărul de parametri, s-a dat posibilitatea de a corecta erorile de sistem și pentru prima dată a devenit posibil să se vorbească despre măriri mari reale - de 500 și chiar 1000 de ori. Limita vederii finale s-a mutat de la doi la un micron. Microscopul lui Levenguk a rămas mult în urmă.

În anii 70 ai secolului al XIX-lea, marșul victorios al microscopiei a avansat. Cel care a spus a fost stareţul(E. Abbe).

S-au realizat următoarele:

În primul rând, rezoluția limită a trecut de la jumătate de micron la o zecime de micron.

În al doilea rând, în construcția unui microscop, în loc de empirism brut, a fost introdus un grad științific înalt.

În al treilea rând, în cele din urmă, sunt arătate limitele a ceea ce este posibil cu un microscop, iar aceste limite sunt cucerite.

S-a înființat sediul oamenilor de știință, al opticilor și al calculatorilor care lucrează la firma Zeiss. În lucrările fundamentale, studenții lui Abbe au dat teoria microscopului și, în general, a instrumentelor optice. A fost dezvoltat un sistem de măsurători care determină calitatea microscopului.

Când a devenit clar că tipurile de sticlă existente nu pot îndeplini cerințele științifice, au fost create sistematic noi soiuri. Dincolo de secretele moștenitorilor lui Guinan - Para-Mantua (moștenitorii lui Bontant) la Paris și Chances din Birmingham - metodele de topire a sticlei au fost recreate, iar afacerea opticii practice a fost dezvoltată în așa măsură încât se poate spune: Abbe aproape că a câștigat războiul mondial 1914-1918 cu echipamentele optice ale bieniului armatei sale

În cele din urmă, solicitând ajutor de la bazele teoriei ondulatorii a luminii, Abbe a arătat clar pentru prima dată că fiecare claritate a instrumentului corespunde propriei limite de posibilitate. Cel mai subțire dintre toate instrumentele este lungimea de undă. Nu puteți vedea obiecte mai mici de jumătate din lungimea de undă, spune teoria difracției lui Abbe și nu puteți obține imagini mai mici de jumătate din lungimea de undă, de exemplu. mai puțin de 1/4 micron. Sau cu diferite trucuri de imersie, când folosim medii în care lungimea de undă este mai scurtă - până la 0,1 microni. Valul ne limitează. Adevărat, limitele sunt foarte mici, dar sunt totuși limite pentru activitatea umană.

Un fizician optic simte când un obiect este introdus în calea unei unde luminoase cu o grosime de o miime, zece miimi, în unele cazuri chiar și o sută de miimi dintr-o lungime de undă. Lungimea de undă în sine este măsurată de fizicieni cu o precizie de o zece milioane din valoarea sa. Este posibil să credem că opticienii care și-au combinat eforturile cu citologii nu vor stăpâni a suta lungime de undă care stă în sarcina stabilită de ei? Există zeci de moduri de a ocoli limita lungimii de undă. Sunteți familiarizat cu una dintre aceste bypass-uri, așa-numita metodă de ultramicroscopie. Dacă microbii invizibili în microscop sunt așezați departe unul de celălalt, atunci îi puteți lumina din lateral cu lumină puternică. Oricât de mici sunt, vor străluci ca o stea pe un fundal întunecat. Forma lor nu poate fi determinată, se poate doar afirma prezența lor, dar acest lucru este adesea extrem de important. Această metodă este utilizată pe scară largă de bacteriologie.

Lucrările opticianului englez J. Sirks (1893) au pus bazele microscopiei de interferență. În 1903 R. Zsigmondy și N. Siedentopf au creat un ultramicroscop, în 1911 M. Sagnac a descris primul microscop de interferență cu două fascicule, în 1935 F. Zernicke a sugerat utilizarea metodei contrastului de fază pentru a observa obiecte transparente, slab împrăștiate în microscoape. La mijlocul secolului XX. a fost inventat microscopul electronic, în 1953 a fost inventat microscopul anoptral de către fiziologul finlandez A. Wilska.

M.V. Lomonosov, I.P. Kulibin, L.I. Mandelstam, D.S. Rozhdestvensky, A.A. Lebedev, S.I. Vavilov, V.P. Linnik, D.D. Maksutov și alții.

Literatură:

D.S. Lucrări alese Rozhdestvensky. M.-L., „Știință”, 1964.

D.S. Rozhdestvensky Pe problema imaginii obiectelor transparente într-un microscop. - Tr. GOI, 1940, v. 14

Sobol S.L. Istoria microscopului și cercetării microscopice în Rusia în secolul al XVIII-lea. 1949.

Clay R.S., Curtea T.H. Istoria microscopului. L., 1932; Bradbury S. Evoluţia microscopului. Oxford, 1967.

Un microscop este un dispozitiv unic conceput pentru a mări microimaginile și pentru a măsura dimensiunea obiectelor sau formațiunilor structurale văzute printr-o 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 asemănător unui 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 greu de imaginat cât de importantă a fost invenția microscopului și cum a influențat aspectul său dezvoltarea științei.

Istoria microscopului și a opticii

Astăzi este greu de răspuns cine a fost primul care a inventat microscopul. Probabil, această problemă va fi la fel de larg discutată ca și crearea arbaletei. Cu toate acestea, spre deosebire de arme, inventarea microscopului a avut loc într-adevăr în Europa. Și cine este încă necunoscut. Probabilitatea ca dispozitivul să fi fost inițiat de Hans Jansen, un producător olandez de ochelari, este destul de mare. Fiul său, Zachary Jansen, a anunțat 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 Académie Nacional dei Lincei. Semnul de pe sigiliul Papei Urban al III-lea este o dovadă că microscopul putea fi deja folosit în acel moment. Se crede că este o modificare a unei imagini microscopice. Microscopul luminos (compozit) al lui Galileo Galilei era format dintr-o lentilă convexă și una concavă.

Îmbunătățirea și implementarea în practică

La 10 ani de la invenția lui Galileo, Cornelius Drebbel creează un microscop compozit cu două lentile convexe. Și mai târziu, adică spre final, Christian Huygens a dezvoltat un sistem de ocular cu două lentile. Sunt încă în producție și astăzi, deși le lipsește vizibilitatea. Dar, mai important, cu ajutorul unui astfel de microscop în 1665, s-a efectuat un studiu pe o tăietură de stejar de plută, unde omul de știință a văzut așa-numiții faguri. Rezultatul experimentului a fost introducerea conceptului de „celulă”.

Un alt părinte al microscopului - Anthony van Leeuwenhoek - l-a reinventat doar, dar a reușit să atragă atenția biologilor asupra dispozitivului. Și după aceea a devenit clar cât de importantă a fost inventarea microscopului pentru știință, deoarece a permis dezvoltarea microbiologiei. Probabil, dispozitivul menționat mai sus a accelerat în mod semnificativ dezvoltarea științelor naturii, deoarece până când o persoană a văzut microbi, el credea că bolile provin din necurăție. Și în știință au domnit conceptele de alchimie și teoriile vitaliste ale existenței celor vii și ale generației spontane a vieții.

Microscopul lui Levenguk

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 s-au prăbușit datorită microscopiei. Și acesta este marele merit al lui Anthony van Leeuwenhoek. El a reușit să îmbunătățească microscopul, astfel încât să-i permită să vadă celulele în detaliu. Și dacă luăm în considerare problema în acest context, atunci Leeuwenhoek este într-adevăr părintele acestui tip de microscop.

Structura dispozitivului

Lumina în sine era o placă cu o lentilă capabilă să înmulțească obiectele luate în considerare. Această placă a obiectivului avea un trepied. Prin ea, ea a fost montată pe o masă orizontală. Prin direcționarea lentilei către lumină și plasarea materialului studiat între acesta și flacăra lumânării, a fost posibil să discerne că primul material pe care Anthony van Leeuwenhoek l-a examinat a fost placa. În ea, omul de știință a văzut multe creaturi, pe care încă nu le-a putut numi.

Unicitatea microscopului Levenguk este izbitoare. Modelele compozite disponibile la acel moment nu ofereau o calitate ridicată a imaginii. Mai mult, prezența a două lentile nu a făcut decât să agraveze defectele. Prin urmare, a fost nevoie de peste 150 de ani pentru ca microscoapele compozite, dezvoltate inițial de Galileo și Drebbel, să producă aceeași calitate a imaginii ca și dispozitivul lui Levenguk. 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, cu ajutorul ochelarilor convexe, a fost posibil să se aprindă un foc. Și la Roma, proprietățile vaselor de sticlă umplute cu apă au fost de mult observate. 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 disponibilitatea mașinilor de șlefuit sticla, care au făcut posibilă obținerea de lentile. Erau și desene cu dispozitive 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 unui telescop. A fost implementat ulterior.

Evident, paternitatea obiectivului nu a aparținut nimănui. Dar acest lucru a fost observat până în momentul în care Karl Friedrich Zeiss s-a apucat de optică. În 1847 a început să producă microscoape. Apoi compania sa a devenit lider în dezvoltarea ochelarilor optici. Există până în zilele noastre, rămânând principalul din industrie. Toate companiile care sunt angajate în producția de 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 altele noi, iar gândirea științifică care le-a generat 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. Sunt molecule și atomi. Deja în secolul al XIX-lea, a fost posibil să le studiem prin intermediul analizei structurale cu raze X. Dar știința cerea mai mult.

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

Dar curând a venit 1931 - momentul creării microscopului electronic. A devenit un nou tip de aparat care vă permite să vedeți mult mai mult decât lumina. În ea, nu fotonii și nici lumina polarizată au fost folosiți pentru transmisie, ci electronii - particule mult mai mici decât cei mai simpli ioni. Invenția microscopului electronic a permis dezvoltarea histologiei. Acum, oamenii de știință au câștigat deplină încredere că judecățile lor despre celulă și organelele sale sunt într-adevăr corecte. Cu toate acestea, abia în 1986, creatorul microscopului electronic, Ernst Ruska, a primit Premiul Nobel. Mai mult, deja în 1938, James Hillier construia 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 rapid. 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 - microscopul cu ioni de câmp. Importanța sa este extraordinară, deoarece a permis oamenilor de știință să vadă atomii pentru prima dată. Și pe lângă aceasta, în 1955 Jerzy Nomarski dezvoltă 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 flyby, 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 această metodă, a accelerat semnificativ procesul de identificare a multor substanțe găsite în natură. Și deja în 1981, a fost introdus un microscop de scanare cu tunel, iar în 1986 - unul de forță atomică. 1988 este anul inventarii microscopului de tip tunel electrochimic cu scanare. Iar cel mai recent și cel mai util este Kelvin Force Probe. A fost dezvoltat în 1991.

Evaluarea semnificației globale a invenției microscopului

Din 1665, când Leeuwenhoek a început prelucrarea sticlei și microscoape, industria a crescut și a crescut în complexitate. Și când vă întrebați cât de importantă a fost invenția 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 posibil să se vadă organelele celulei, ceea ce a făcut posibilă formarea regularităților structurii celulare.

Apoi, microscopul a permis să vadă molecula și atomul, iar mai târziu oamenii de știință au putut să le scaneze suprafața. Mai mult, chiar și norii de electroni de atomi pot fi văzuți printr-un microscop. Deoarece electronii se mișcă cu viteza luminii în jurul nucleului, este complet imposibil să luăm în considerare această particulă. În ciuda acestui fapt, trebuie înțeles cât de importantă a fost invenția 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 o persoană mai aproape de realizările moderne ale fizicii, chimiei și medicinei. Și merită toată munca.

  • Istoria creării microscopului

    Spune ce îți place, dar microscopul este unul dintre cele mai importante instrumente ale oamenilor de știință, una dintre principalele lor arme în înțelegerea lumii din jurul lor. 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, cu toate acestea, primele microscoape au apărut în Evul Mediu. Interesant este că nu există un consens în rândul istoricilor cu privire la cine a inventat primul microscop. Candidații pentru acest venerabil rol includ oameni de știință și inventatori renumiți precum Galileo Galilei, Christian Huygens, Robert Hooke și Antonia van Leeuwenhoek.

    De menționat și medicul italian G. Frakostoro, 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 fost precursorul apariției sale.

    Și în 1590, un anume Hans Jasen, un maestru olandez de ochelari, a anunțat că fiul său, Zachary Jasen, 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 întreabă dacă Zakhari Yasen este adevăratul inventator al microscopului. Cert este că în biografia lui există multe puncte întunecate, inclusiv pete pe reputația lui, deoarece contemporanii l-au acuzat pe Zachariah că a contrafăcut și a furat proprietatea intelectuală a altcuiva. Oricare ar fi fost, dar pentru a ști cu siguranță dacă Zakhary Yasen a fost inventatorul microscopului sau nu, noi, din păcate, nu putem.

    Dar reputația lui Galileo Galilei în acest sens este impecabilă. Cunoaștem această persoană, în primul rând, ca un mare astronom, om de știință, persecutat de Biserica Catolică pentru credința sa că Pământul se învârte în jurul, și nu invers. Printre invențiile importante ale lui Galileo se numără și primul telescop, cu ajutorul căruia omul de știință a pătruns cu ochii în sferele cosmice. Dar sfera lui de interese nu s-a limitat doar la stele și planete, deoarece un microscop este în esență același telescop, ci exact opusul. Și dacă cu ajutorul lentilelor de mărire se pot 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 publicului larg la Accademia dei Licei primul său microscop compozit, care consta din lentile de mărire convexe și concave.

    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 Christian Huygens, un fizician, mecanic și astronom olandez. Așa că a fost primul care a creat un microscop cu un sistem de oculare cu două lentile, care au fost reglate acromatic. Este de remarcat faptul că ocularele lui Huygens sunt folosite și 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 printr-un microscop o celulă organică 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 - Micrografie.

    Publicată în 1665 de Societatea Regală din Londra, această carte a devenit imediat un bestseller științific al acelor vremuri și a făcut o adevărată senzație în comunitatea științifică. Într-adevăr, conținea gravuri cu o imagine de păduchi, muște și celule vegetale mărite printr-un microscop. De fapt, această lucrare a fost o descriere uimitoare a capacităților microscopului.

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

    Așa arăta microscopul lui Robet Hooke, o imagine de la Micrographia.

    Iar ultimul om de știință remarcabil care a contribuit la dezvoltarea microscoapelor a fost olandezul Anthony van Leeuwenhoek. Inspirat de lucrarea lui Robert Hooke Micrographia, Leeuwenhoek și-a creat propriul microscop. Microscopul lui Levenguk, deși avea doar o lentilă, era extrem de puternic, așa că nivelul de detaliu și mărirea microscopului său era cel mai bun la acea vreme. Observând fauna sălbatică prin microscop, Leeuwenhoek a făcut multe descoperiri științifice importante în biologie: a fost primul care a văzut eritrocite, a descris bacterii, drojdie, spermatozoizi schițați și structura ochilor de insecte, a descoperit și descris multe dintre formele acestora. Munca lui Levenguk a dat un impuls uriaș dezvoltării biologiei și a contribuit la atragerea atenției biologilor asupra microscopului, făcându-l o parte integrantă a cercetării biologice, chiar și în zilele noastre. Aceasta este, în termeni generali, istoria descoperirii microscopului.

    Tipuri de microscoape

    În plus, odată cu dezvoltarea științei și tehnologiei, au început să apară microscoape ușoare din ce în ce mai sofisticate, primul microscop cu lumină care funcționează pe baza de lentile de mărire a fost înlocuit cu un microscop electronic, apoi cu un microscop laser, un microscop cu raze X, care dau de multe ori un efect de mărire și detalii mai bune. 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 obiectului datorită mișcării secvențiale a unei sonde electronice cu secțiune mică peste obiect.

    Cum funcționează un microscop electronic? În centrul activității sale se află un fascicul de electroni direcționat accelerat într-un câmp electric și afișează imaginea pe lentile magnetice speciale, acest fascicul de electroni este mult mai mic 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 microscopului electronic.

    Așa arată un microscop electronic modern.

    Microscop cu laser

    Un microscop laser este o versiune îmbunătățită a unui microscop electronic, funcționarea sa se bazează pe un fascicul laser care permite privirii omului de știință să observe țesuturile vii la o adâncime și mai mare.

    microscop cu raze X

    Microscoapele cu raze X sunt folosite pentru a examina obiecte foarte mici, cu dimensiuni comparabile cu dimensiunile unei unde de raze X. Munca lor se bazează pe radiația electromagnetică cu o lungime de undă de 0,01 până la 1 nanometru.

    Dispozitiv de microscop

    Designul unui microscop depinde de tipul său, desigur, un microscop electronic va diferi în structura sa de un microscop optic ușor sau de un microscop cu raze X. În acest articol, vom lua în considerare structura unui microscop optic modern convențional, care este cel mai popular atât printre amatori, cât și printre profesioniști, deoarece pot fi folosite pentru a rezolva multe probleme simple de cercetare.

    Deci, în primul rând, într-un microscop, puteți distinge părțile 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.
    • Obiectivul este practic cea mai importantă parte a microscopului, deoarece este obiectivul care asigură mărirea principală.
    • Iluminator - responsabil pentru fluxul de lumină către obiectul studiat.
    • Diafragma - ajustează puterea fluxului luminos care intră în obiectul studiat.

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

    • Un tub, este un tub care conține un ocular. Tubul trebuie să fie puternic și să nu fie deformat, altfel proprietățile optice ale microscopului vor avea de suferit.
    • Baza, asigură stabilitatea microscopului în timpul funcționării. Pe el sunt atașate tubul, suportul condensatorului, butoanele de focalizare și alte părți ale microscopului.
    • Cap rotativ - folosit pentru schimbarea rapida a obiectivelor, este absent in modelele ieftine de microscoape.
    • Tabelul subiect este locul pe care sunt așezate obiectul sau obiectele investigate.

    Și aici imaginea arată o structură mai detaliată a microscopului.

    Reguli pentru lucrul cu un microscop

    • Este necesar să lucrați cu microscopul în timp ce stați;
    • Înainte de lucru, microscopul trebuie verificat și șters praful cu o cârpă moale;
    • Așezați microscopul în fața dvs. puțin la stânga;
    • Merită să începeți lucrul cu o mică creștere;
    • Setați iluminarea în câmpul vizual al microscopului folosind o lumină electrică sau o oglindă. Privind prin ocular cu un ochi și folosind o oglindă cu latura concavă, direcționați lumina de la fereastră în lentilă și apoi iluminați câmpul vizual cât mai mult și uniform posibil. Dacă microscopul este echipat cu un iluminator, atunci conectați microscopul la o sursă de alimentare, porniți lampa și setați luminozitatea necesară de ardere;
    • Așezați micropreparatul pe scenă astfel încât obiectul studiat să fie sub obiectiv. Privind din lateral, coborâți lentila folosind macroșurubul până când distanța dintre lentila inferioară a obiectivului și micropreparat devine 4-5 mm;
    • Mișcând specimenul cu mâna, găsiți locul potrivit, 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 obiectivul la 40x rotind revolverul astfel încât să fie în poziția de lucru. Obțineți o imagine bună a obiectului folosind șurubul micrometru. Pe cutia mecanismului micrometrului sunt două liniuțe, iar pe șurubul micrometrului există un punct care ar trebui 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 o mărire mare, setați o mărire scăzută, ridicați lentila, scoateți preparatul 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-l 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 dumneavoastră pe mail [email protected] sau Facebook, sincer autorul.

  • Nou pe site

    >

    Cel mai popular