Hem Bär Moderna metoder för mikroskopisk forskning. Mikroskopins historia Historien om mikroskop och optik

Moderna metoder för mikroskopisk forskning. Mikroskopins historia Historien om mikroskop och optik

Nuförtiden används modern teknik aktivt inom många områden av mänsklig aktivitet. Till exempel, inom medicin, finns det redan många enheter som hjälper till att sätta en person på fötter. Men trots det stora steget i teknikutvecklingen finns det inom medicin många instrument som inte har några analoger och som inte kan ersättas med något annat.

Ett av dessa verktyg är ett forskningsbiologiskt mikroskop, som används aktivt både i klinisk praxis och i ett mikrobiologiskt laboratorium. Inte ens moderna apparater har de funktioner och möjligheter som ett mikroskop har till exempel för mikrobiologisk undersökning eller analys av blodkroppar.

Idag är biomedicinska mikroskop den mest utbredda typen av optisk teknologi. Dessa verktyg kan användas i all forskning som är relaterad till studiet av föremål av naturligt ursprung. Mikroskop av denna typ är indelade i två typer: forskning och biologiska laboratorier. Och även för rutiner och arbetare. I grund och botten används det biologiska mikroskopet i olika forskningscentra, vetenskapliga institutioner eller sjukhus.

Jag skulle också vilja prata om binokulära mikroskop, som är ett nytt steg i utvecklingen av dessa instrument. Dessa enheter har två okular, vilket gör det mycket lättare att arbeta, och arbetet blir bekvämare.

Idag är det helt enkelt oersättligt på sjukhus eller vetenskapliga laboratorier. Dessa mikroskop kommer att vara ett bra köp för universitetsstudenter som helt enkelt behöver övning i olika utbildningsjobb för att skaffa sig erfarenhet.

Med hjälp av två okular blir det mycket enkelt att undersöka experimentobjektet, dessutom kommer kvaliteten på objektet i fråga, tack vare okularen, att öka flera gånger. En av de största fördelarna med den här enheten är att du kan fästa moderna kameror eller kameror till den, och som ett resultat kan du få bilder av objektet eller mikroskopisk fotografering.

När du väljer den här enheten för dig själv, var först och främst uppmärksam på följande detaljer, parametrar och funktioner: en revolver med flera linser, belysningsparametrar, sätt att flytta scenen. Dessutom kan mikroskopet kompletteras med ytterligare tillbehör såsom lampor, objektiv, okular m.m.

foto från scop-pro.fr

Mikroskopitekniken har öppnat nya möjligheter inom medicinsk och laboratorieverksamhet. Idag klarar sig varken diagnostiska studier eller kirurgiska ingrepp utan speciell optik. Den viktigaste rollen för mikroskop inom tandvård, oftalmologi, mikrokirurgi. Det handlar inte bara om att förbättra synligheten och göra det lättare att arbeta, utan om ett i grunden nytt synsätt på forskning och verksamhet.

Påverkan på de fina strukturerna på cellnivå gör att patienten lättare kommer att genomgå ingreppet, återhämta sig snabbare och inte genomgå skador på friska vävnader och komplikationer. Bakom alla dessa fördelar med modern medicin finns ofta ett mikroskop - en kraftfull högteknologisk anordning designad med de senaste framstegen inom optik.

Beroende på syftet är mikroskop indelade i:

  • laboratorium;
  • dental;
  • kirurgisk;
  • oftalmisk;
  • otolaryngologiska.

Optiska system för biokemiska, hematologiska, dermatologiska, cytologiska studier skiljer sig funktionellt från medicinska. Oftalmiska mikroskop är erkända som de mest avancerade och kraftfulla - med deras hjälp var det möjligt att göra ett radikalt genombrott i behandlingen av grå starr, översynthet, närsynthet och astigmatism. Operationer på mikronnivå, utförda under 40x förstoring, är jämförbara i invasivitet med en injektion, patienten återhämtar sig från operationen på några dagar.

Inte mindre intressanta är de som möjliggör målinriktad behandling av tandkanaler och andra små strukturer som inte kan särskiljas av det mänskliga ögat under en 25-faldig förstoring. Med den senaste optiken lyckas tandläkare nästan alltid ge en högkvalitativ behandling och rädda tanden.

Förstoringsanordningar för mikrokirurgi kännetecknas av ett utökat synfält, ökad bildskärpa, möjligheten att smidigt eller stegvis justera förstoringen. Allt detta säkerställer de bästa siktförhållandena för kirurgen och assistenterna.

Det är viktigt att den nya generationen av mikroskopienheter är maximalt bekväm att använda: att arbeta med förstoringsoptik är enkelt och kräver inte mycket ansträngning eller speciella färdigheter. På grund av det inbyggda belysningssystemet och okularets bekväma form upplever inte specialisten trötthet och obehag även efter långvarigt kontinuerligt arbete.

Ett mikroskop är en ganska ömtålig enhet som kräver noggrann hantering. Detta gäller särskilt för linser: det är oönskat att röra de optiska ytorna med händerna; för att rengöra enheten, använd en speciell borste och mjuka servetter doppad i etylalkohol.

Rummen där mikroskopen är placerade bör hållas i rumstemperatur och låg luftfuktighet (mindre än 60%).

Idag är det svårt att föreställa sig mänsklig vetenskaplig verksamhet utan ett mikroskop. Mikroskopet används flitigt i de flesta laboratorier inom medicin och biologi, geologi och materialvetenskap.

Resultaten som erhålls med hjälp av ett mikroskop är nödvändiga för att göra en korrekt diagnos, samtidigt som behandlingsförloppet övervakas. Med hjälp av ett mikroskop utvecklas och introduceras nya läkemedel, vetenskapliga upptäckter görs.

Mikroskop- (från grekiskan mikros - small och skopeo - I look), en optisk anordning för att få en förstorad bild av små föremål och deras detaljer, som inte är synliga för blotta ögat.

Det mänskliga ögat kan urskilja delar av ett föremål som är minst 0,08 mm från varandra. Med ett ljusmikroskop kan du se delar med ett avstånd på upp till 0,2 µm. Ett elektronmikroskop gör det möjligt att erhålla en upplösning på upp till 0,1-0,01 nm.

Uppfinningen av mikroskopet, en anordning så viktig för hela vetenskapen, beror i första hand på inflytandet från optikens utveckling. Vissa av de optiska egenskaperna hos krökta ytor var redan kända för Euklid (300 f.Kr.) och Ptolemaios (127-151), men deras förstoringsförmåga har inte funnit praktisk tillämpning. I detta avseende uppfanns de första glasögonen av Salvinio delhi Arleati i Italien först 1285. På 1500-talet visade Leonardo da Vinci och Maurolico att det är bättre att studera små föremål med ett förstoringsglas.

Det första mikroskopet skapades först 1595 av Z. Jansen. Uppfinningen bestod i att Zacharius Jansen monterade två konvexa linser inuti ett rör och därigenom lade grunden för att skapa komplexa mikroskop. Fokusering på föremålet som studerades uppnåddes med hjälp av ett infällbart rör. Mikroskopets förstoring varierade från 3 till 10 gånger. Och detta var ett verkligt genombrott inom mikroskopi! Var och en av hans nästa mikroskop förbättrade han avsevärt.

Under denna period (1500-talet) började danska, engelska och italienska forskningsinstrument gradvis sin utveckling, vilket lade grunden för modern mikroskopi.

Den snabba spridningen och förbättringen av mikroskop började efter att G. Galilei, som förbättrade det teleskop han designade, började använda det som ett slags mikroskop (1609-1610), vilket ändrade avståndet mellan objektivet och okularet.

Senare, 1624, efter att ha uppnått tillverkningen av linser med kortare fokus, minskade Galileo avsevärt storleken på sitt mikroskop.

År 1625 föreslog en medlem av den romerska "Academy of the Vigilant" ("Akudemia dei lincei") I. Faber termen "mikroskop"... De första framgångarna i samband med användningen av mikroskopet i vetenskaplig biologisk forskning uppnåddes av R. Hooke, som var den första som beskrev en växtcell (cirka 1665). I sin bok Micrographia beskrev Hooke konstruktionen av ett mikroskop.

År 1681 diskuterade Royal Society of London i sitt möte i detalj den märkliga situationen. holländare Levenguk(A. van Leenwenhoek) beskrev de fantastiska mirakel som han upptäckte med sitt mikroskop i en droppe vatten, i en infusion av peppar, i leran i en flod, i sin egen tands hålighet. Med hjälp av ett mikroskop upptäckte och skissade Leeuwenhoek spermier av olika protozoer, detaljer om strukturen av benvävnad (1673-1677).

"Med största häpnad såg jag i droppen hur många djur som rörde sig snabbt åt alla håll, som en gädda i vattnet. Det minsta av dessa små djur är tusen gånger mindre än ögat på en vuxen lus."

Levenguks bästa loopar förstorades 270 gånger. Med dem såg han för första gången blodkroppar, blodets rörelse i kapillärkärlen i svansen på en grodyngel och randiga muskler. Han öppnade ciliaten. Han kastade sig först in i världen av mikroskopiska encelliga alger, där gränsen mellan djur och växt går; där ett djur i rörelse, som en grön växt, besitter klorofyll och livnär sig genom att absorbera ljus; där växten, fortfarande fäst vid substratet, har förlorat klorofyll och sväljer bakterier. Slutligen såg han till och med bakterier i stor variation. Men, naturligtvis, då fanns det fortfarande ingen avlägsen möjlighet att förstå vare sig bakteriers betydelse för människor, eller innebörden av det gröna ämnet - klorofyll, eller gränsen mellan växter och djur.

En ny värld av levande varelser öppnade sig, mer mångsidig och oändligt mycket mer originell än den värld vi ser.

År 1668 skapade E. Divini, efter att ha fäst en fältlins på okularet, ett okular av modern typ. 1673 introducerade Havelius en mikrometerskruv och Hertel föreslog att man skulle placera en spegel under mikroskopscenen. Således började mikroskopet att monteras av de grundläggande delarna som ingår i ett modernt biologiskt mikroskop.

I mitten av 1600-talet Newton upptäckte den komplexa sammansättningen av vitt ljus och utökade det med ett prisma. Roemer bevisade att ljus färdas med en begränsad hastighet och mätte det. Newton lade fram den berömda hypotesen - felaktig, som ni vet - att ljus är en ström av flygande partiklar av sådan extraordinär litenhet och frekvens att de penetrerar genomskinliga kroppar, som glas genom ögats lins, och slår mot näthinnan med slag, producera en fysiologisk känsla av ljus ... Huygens talade först om ljusets vågiga natur och bevisade hur naturligt det förklarar både lagarna för enkel reflektion och brytning, och lagarna för dubbelbrytning i isländsk spar. Huygens och Newtons tankar möttes i skarp kontrast. Således, på XVII-talet. i en het debatt uppstod verkligen problemet med ljusets väsen.

Både lösningen på frågan om ljusets väsen och förbättringen av mikroskopet gick långsamt framåt. Tvisten mellan Newtons och Huygens idéer fortsatte i ett sekel. Den berömda Euler anslöt sig till begreppet ljusets vågnatur. Men frågan löstes först efter mer än hundra år av Fresnel, en begåvad forskare, som vetenskapen visste.

Vad är skillnaden mellan strömmen av fortplantande vågor - idén om Huygens - från strömmen av rörliga små partiklar - idén om Newton? Två tecken:

1. Efter att ha träffats kan vågorna ömsesidigt förinta om den ena puckeln ligger på den andras dal. Ljus + ljus tillsammans kan ge mörker. Detta fenomen interferens, dessa är Newtons ringar, som Newton själv inte förstår; detta kan inte vara fallet med partikelströmmar. Två strömmar av partiklar är alltid en dubbel ström, dubbelt ljus.

2. Strömmen av partiklar passerar genom hålet rakt utan att divergera åt sidorna, och strömmen av vågor divergerar säkert, sprider sig. Detta diffraktion.

Fresnel bevisade teoretiskt att divergensen i alla riktningar är försumbar om vågen är liten, men ändå upptäckte och mätte han denna försumbara diffraktion och bestämde ljusets våglängd efter dess storlek. Av de störningsfenomen som är så välkända för optiker som polerar till "en färg" till "två ränder" mätte han också våglängden - den är en halv mikron (en halv tusendels millimeter). Och därför blev vågteorin och den exceptionella subtiliteten och skärpan i penetrationen i den levande materiens väsen obestridlig. Sedan dess har vi alla, i olika modifieringar, bekräftat och tillämpat Fresnels tankar. Men även utan att känna till dessa tankar kan du förbättra mikroskopet.

Så var fallet på 1700-talet, även om händelserna utvecklades mycket långsamt. Nu är det svårt att ens föreställa sig att Galileos första rör, genom vilket han observerade Jupiters värld, och Levenguks mikroskop var enkla icke-akromatiska linser.

Ett stort hinder i akromatiseringsbranschen var bristen på en bra flinta. Som ni vet kräver akromatisering två glas: krona och flinta. Det senare är glas, i vilket en av huvuddelarna är tung blyoxid, som har en oproportionerligt stor spridning.

1824 gavs mikroskopets enorma framgång genom Salligs enkla praktiska idé, återgiven av det franska företaget Chevalier. Linsen, som brukade bestå av en lins, är sönderdelad i delar, den började tillverkas av många akromatiska linser. Således multiplicerades antalet parametrar, möjligheten att korrigera systemfel gavs, och för första gången blev det möjligt att tala om riktigt stora förstoringar - 500 och till och med 1000 gånger. Gränsen för ultimat syn har flyttats från två till en mikron. Levenguks mikroskop är kvar långt efter.

På 70-talet av 1800-talet gick mikroskopins segerrika marsch framåt. Den som sa var Abbe(E. Abbe).

Följande har uppnåtts:

För det första har den begränsande upplösningen flyttats från en halv mikron till en tiondels mikron.

För det andra, i konstruktionen av ett mikroskop, istället för grov empiri, har en hög vetenskaplig grad införts.

För det tredje, slutligen, visas gränserna för vad som är möjligt med ett mikroskop, och dessa gränser övervinns.

Huvudkontoret för forskare, optiker och miniräknare som arbetar på Zeiss-företaget bildades. I de grundläggande verken gav Abbes elever teorin om mikroskopet och i allmänhet optiska instrument. Ett mätsystem har utvecklats som bestämmer kvaliteten på mikroskopet.

När det stod klart att de befintliga glastyperna inte kunde uppfylla de vetenskapliga kraven skapades systematiskt nya sorter. Bortom hemligheterna hos Guinans arvtagare - Para-Mantua (arvingarna till Bontant) i Paris och chanserna i Birmingham - återskapades glassmältningsmetoder, och verksamheten med praktisk optik utvecklades i en sådan utsträckning att man kan säga: Abbe vann nästan världskriget 1914-1918 med den optiska utrustningen från hans armébiennium

Slutligen, efter att ha kallat på hjälp från grunderna för ljusets vågteorin, visade Abbe tydligt för första gången att varje skärpa i instrumentet motsvarar sin egen möjlighetsgräns. Det tunnaste av alla instrument är våglängden. Man kan inte se föremål som är mindre än halva våglängden, säger Abbes diffraktionsteori, och man kan inte få bilder som är mindre än halva våglängden, d.v.s. mindre än 1/4 mikron. Eller med olika nedsänkningstrick, när vi använder media där våglängden är kortare – upp till 0,1 mikron. Vågen begränsar oss. Visserligen är gränserna väldigt små, men de är fortfarande gränser för mänsklig aktivitet.

En optisk fysiker känner av när ett föremål förs in i vägen för en ljusvåg med en tjocklek på en tusendel, tiotusendel, i vissa fall till och med en hundratusendels våglängd. Själva våglängden mäts av fysiker med en noggrannhet på en tiomiljondels av dess värde. Är det möjligt att tro att optiker som har kombinerat sina ansträngningar med cytologer inte kommer att bemästra den hundrade våglängden som står i den uppgift de ställt? Det finns dussintals sätt att komma runt våglängdsgränsen. Du är bekant med en av dessa bypass, den så kallade ultramikroskopimetoden. Om mikroberna som är osynliga i mikroskopet placeras långt från varandra, kan du belysa dem från sidan med starkt ljus. Små som de är kommer de att lysa som en stjärna mot en mörk bakgrund. Deras form kan inte bestämmas, man kan bara ange deras närvaro, men detta är ofta extremt viktigt. Denna metod används i stor utsträckning av bakteriologi.

Den engelske optikern J. Sirks (1893) verk lade grunden för interferensmikroskopi. 1903 skapade R. Zsigmondy och N. Siedentopf ett ultramikroskop, 1911 beskrev M. Sagnac det första interferensmikroskopet med två strålar, 1935 föreslog F. Zernicke att man skulle använda faskontrastmetoden för att observera transparenta, svagt spridande föremål i mikroskop. I mitten av XX-talet. elektronmikroskopet uppfanns, 1953 uppfanns det anoptrala mikroskopet av den finske fysiologen 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 och andra.

Litteratur:

D.S. Rozhdestvensky utvalda verk. M.-L., "Science", 1964.

D.S. Rozhdestvensky På frågan om bilden av genomskinliga föremål i ett mikroskop. - Tr. GOI, 1940, v. 14

Sobol S.L. Historien om mikroskop och mikroskopisk forskning i Ryssland på 1700-talet. 1949.

Clay R.S., Court T.H. Mikroskopets historia. L., 1932; Bradbury S. Utvecklingen av mikroskopet. Oxford, 1967.

Ett mikroskop är en unik enhet utformad för att förstora mikrobilder och mäta storleken på föremål eller strukturella formationer sedda genom en lins. Denna utveckling är fantastisk, och betydelsen av uppfinningen av mikroskopet är extremt stor, för utan den skulle vissa områden av modern vetenskap inte existera. Och härifrån mer i detalj.

Ett mikroskop är en anordning som liknar ett teleskop som används för helt andra ändamål. Med hjälp av det är det möjligt att undersöka strukturen hos föremål som är osynliga för ögat. Det låter dig bestämma de morfologiska parametrarna för mikroformationer, samt bedöma deras volymetriska plats. Därför är det till och med svårt att föreställa sig hur viktig uppfinningen av mikroskopet var och hur dess utseende påverkade vetenskapens utveckling.

Mikroskopets och optikens historia

Idag är det svårt att svara på vem som var först med att uppfinna mikroskopet. Förmodligen kommer denna fråga att diskuteras lika brett som skapandet av armborst. Men till skillnad från vapen ägde uppfinningen av mikroskopet rum i Europa. Och exakt vem är fortfarande okänd. Sannolikheten att enheten var pionjär av Hans Jansen, en holländsk glasögontillverkare, är ganska stor. Hans son, Zachary Jansen, meddelade 1590 att han och hans far hade konstruerat ett mikroskop.

Men redan 1609 dök en annan mekanism upp, som skapades av Galileo Galilei. Han döpte den till occhiolino och presenterade den för allmänheten på Académie Nacional dei Lincei. Skylten på påven Urban III:s sigill är ett bevis på att mikroskopet kunde användas redan vid den tiden. Det tros vara en modifiering av en mikroskopisk bild. Galileo Galileis ljusmikroskop (komposit) bestod av en konvex och en konkav lins.

Förbättring och genomförande i praktiken

Redan 10 år efter Galileos uppfinning skapar Cornelius Drebbel ett kompositmikroskop med två konvexa linser. Och senare, det vill säga mot slutet, utvecklade Christian Huygens ett okularsystem med två linser. De är fortfarande i produktion idag, även om de saknar synlighet. Men, ännu viktigare, med hjälp av ett sådant mikroskop 1665 genomfördes en studie på ett snitt av en korkek, där vetenskapsmannen såg de så kallade honungskakorna. Resultatet av experimentet var introduktionen av begreppet "cell".

En annan far till mikroskopet - Anthony van Leeuwenhoek - uppfann det bara på nytt, men lyckades fånga biologernas uppmärksamhet på enheten. Och efter det blev det tydligt hur viktig uppfinningen av mikroskopet var för vetenskapen, eftersom det möjliggjorde utvecklingen av mikrobiologi. Förmodligen påskyndade den tidigare nämnda enheten utvecklingen av naturvetenskap avsevärt, för tills en person såg mikrober trodde han att sjukdomar härstammar från orenhet. Och inom vetenskapen rådde begreppen alkemi och vitalistiska teorier om existensen av de levande och den spontana generationen av liv.

Levenguks mikroskop

Uppfinningen av mikroskopet är en unik händelse inom medeltidens vetenskap, eftersom det tack vare enheten var möjligt att hitta många nya ämnen för vetenskaplig diskussion. Dessutom har många teorier kollapsat tack vare mikroskopi. Och detta är Anthony van Leeuwenhoeks stora förtjänst. Han kunde förbättra mikroskopet så att det gjorde det möjligt för honom att se celler i detalj. Och om vi betraktar frågan i detta sammanhang, så är Leeuwenhoek verkligen fadern till denna typ av mikroskop.

Enhetens struktur

Ljuset i sig var en platta med en lins som kunde multiplicera de föremål som övervägdes. Denna linsplatta hade ett stativ. Genom den monterades hon på ett horisontellt bord. Genom att rikta linsen mot ljuset och placera materialet som studeras mellan det och ljusslågan, var det möjligt att urskilja det första materialet som Anthony van Leeuwenhoek undersökte var plack. I den såg forskaren många varelser som han ännu inte kunde namnge.

Det unika med Levenguk-mikroskopet är slående. De kompositmodeller som fanns tillgängliga vid den tiden gav inte hög bildkvalitet. Dessutom förvärrade närvaron av två linser bara defekterna. Därför tog det över 150 år för kompositmikroskopen, som ursprungligen utvecklades av Galileo och Drebbel, att producera samma bildkvalitet som Levenguks enhet. Anthony van Leeuwenhoek själv anses fortfarande inte vara mikroskopets fader, men är med rätta en erkänd mästare i mikroskopi av inhemska material och celler.

Uppfinning och förbättring av linser

Själva konceptet med en lins fanns redan i antikens Rom och Grekland. Till exempel, i Grekland, med hjälp av konvexa glas, var det möjligt att tända en eld. Och i Rom har egenskaperna hos glaskärl fyllda med vatten länge uppmärksammats. De gjorde det möjligt att förstora bilder, om än inte många gånger. Den vidare utvecklingen av linserna är okänd, även om det är uppenbart att framstegen inte kunde stå stilla.

Det är känt att på 1500-talet kom användningen av glasögon i praktiken i Venedig. Detta bekräftas av fakta om tillgången på glasslipmaskiner, vilket gjorde det möjligt att få linser. Det fanns också ritningar av optiska apparater, som var speglar och linser. Författarskapet till dessa verk tillhör Leonardo da Vinci. Men ännu tidigare arbetade människor med förstoringsglas: redan 1268 lade Roger Bacon fram idén om att skapa ett teleskop. Det genomfördes senare.

Uppenbarligen tillhörde inte objektivets författarskap någon. Men detta observerades fram till det ögonblick då Karl Friedrich Zeiss tog upp optiken. 1847 började han tillverka mikroskop. Sedan blev hans företag ledande inom utvecklingen av optiska glasögon. Den existerar till denna dag och förblir den viktigaste i branschen. Alla företag som är engagerade i produktion av foto- och videokameror, optiska sikten, avståndsmätare, teleskop och andra enheter samarbetar med det.

Förbättring av mikroskopi

Historien bakom uppfinningen av mikroskopet är slående när den studeras i detalj. Men inte mindre intressant är historien om den ytterligare förbättringen av mikroskopi. Nya började dyka upp och den vetenskapliga tanke som skapade dem sjönk djupare och djupare. Nu var vetenskapsmannens mål inte bara att studera mikrober, utan också att överväga mindre komponenter. De är molekyler och atomer. Redan på 1800-talet var det möjligt att studera dem med hjälp av röntgenstrukturanalys. Men vetenskapen krävde mer.

Så redan 1863 utvecklades ett polariserande mikroskop av forskaren Henry Clifton Sorby för att studera meteoriter. Och 1863 utvecklade Ernst Abbe teorin om mikroskopet. Det antogs framgångsrikt av Carl Zeiss. Som ett resultat har hans företag utvecklats till en erkänd ledare inom industrin för optiska enheter.

Men snart kom 1931 - tiden för skapandet av elektronmikroskopet. Det har blivit en ny typ av apparater som låter dig se mycket mer än ljus. I den användes inte fotoner och inte polariserat ljus för överföring, utan elektroner - partiklar mycket mindre än de enklaste jonerna. Det var uppfinningen av elektronmikroskopet som möjliggjorde utvecklingen av histologi. Nu har forskare fått fullständigt förtroende för att deras bedömningar om cellen och dess organeller verkligen är korrekta. Det var dock först 1986 som skaparen av elektronmikroskopet, Ernst Ruska, tilldelades Nobelpriset. Dessutom, redan 1938, byggde James Hillier ett transmissionselektronmikroskop.

De senaste typerna av mikroskop

Vetenskapen, efter många forskares framgångar, utvecklades allt snabbare. Därför var målet, dikterat av nya verkligheter, behovet av att utveckla ett mycket känsligt mikroskop. Och redan 1936 tillverkade Erwin Müller en fältemissionsanordning. Och 1951 producerades en annan enhet - fältjonmikroskopet. Dess betydelse är extraordinär eftersom den gjorde det möjligt för forskare att se atomer för första gången. Och utöver detta utvecklar Jerzy Nomarski 1955 de teoretiska grunderna för differentiell interferenskontrastmikroskopi.

Förbättring av de senaste mikroskopen

Uppfinningen av mikroskopet är ännu inte en framgång, eftersom det i princip inte är svårt att få joner eller fotoner att passera genom biologiska medier och sedan undersöka den resulterande bilden. Men frågan om att förbättra kvaliteten på mikroskopi var verkligen viktig. Och efter dessa slutsatser skapade forskare en flyby-massanalysator, som kallades ett scanningjonmikroskop.

Denna enhet gjorde det möjligt att skanna en enda atom och få data om molekylens tredimensionella struktur. Tillsammans med denna metod har den avsevärt påskyndat processen för identifiering av många ämnen som finns i naturen. Och redan 1981 introducerades ett skanningstunnelmikroskop, och 1986 - ett atomkraft. 1988 är året då det skanande elektrokemiska tunnelmikroskopet uppfanns. Och den senaste och mest användbara är Kelvin Force Probe. Den utvecklades 1991.

Bedömning av den globala betydelsen av uppfinningen av mikroskopet

Sedan 1665, när Leeuwenhoek började med glasbearbetning och mikroskop, har industrin vuxit och vuxit i komplexitet. Och när man undrar hur viktig uppfinningen av mikroskopet var, är det värt att överväga de viktigaste resultaten av mikroskopi. Så denna metod gjorde det möjligt att undersöka cellen, som fungerade som en annan drivkraft för utvecklingen av biologi. Sedan gjorde enheten det möjligt att se cellens organeller, vilket gjorde det möjligt att bilda regelbundenhet i cellstrukturen.

Sedan fick mikroskopet se molekylen och atomen, och senare kunde forskare skanna deras yta. Dessutom kan till och med elektronmoln av atomer ses genom ett mikroskop. Eftersom elektroner rör sig med ljusets hastighet runt kärnan är det helt omöjligt att betrakta denna partikel. Trots detta bör man förstå hur viktig uppfinningen av mikroskopet var. Han gjorde det möjligt att se något nytt som inte kan ses med ögat. Detta är en fantastisk värld, vars studie förde en person närmare de moderna prestationerna inom fysik, kemi och medicin. Och det är värt allt arbete.

  • Historien om skapandet av mikroskopet

    Säg vad du vill, men mikroskopet är ett av forskarnas viktigaste verktyg, ett av deras främsta vapen för att förstå världen omkring dem. Hur det första mikroskopet såg ut, vad är mikroskopets historia från medeltiden till idag, vad är strukturen på mikroskopet och reglerna för att arbeta med det, du hittar svaren på alla dessa frågor i vår artikel. Så låt oss börja.

    Historien om skapandet av mikroskopet

    Även om de första förstoringslinserna, på grundval av vilka ljusmikroskopet faktiskt fungerar, hittades av arkeologer under utgrävningar av det antika Babylon, dök ändå de första mikroskopen upp på medeltiden. Intressant nog finns det ingen konsensus bland historiker om vem som först uppfann mikroskopet. Kandidater för denna ärevördiga roll inkluderar sådana kända vetenskapsmän och uppfinnare som Galileo Galilei, Christian Huygens, Robert Hooke och Antonia van Leeuwenhoek.

    Det är också värt att nämna den italienske läkaren G. Frakostoro, som redan 1538 var den första som föreslog att kombinera flera linser för att få en större förstorande effekt. Detta var ännu inte skapandet av mikroskopet, men det var föregångaren till dess uppkomst.

    Och 1590 meddelade en viss Hans Jasen, en holländsk glasögonmästare, att hans son, Zachary Jasen, uppfann det första mikroskopet, för medeltidens människor var en sådan uppfinning lik ett litet mirakel. Men ett antal historiker ifrågasätter om Zakhari Yasen är den sanna uppfinnaren av mikroskopet. Faktum är att det finns många mörka fläckar i hans biografi, inklusive fläckar på hans rykte, eftersom samtida anklagade Zachariah för att förfalska och stjäla någon annans immateriella rättigheter. Vad det än var, men för att säkert veta om Zakhary Yasen var uppfinnaren av mikroskopet eller inte, kan vi tyvärr inte.

    Men Galileo Galileis rykte i detta avseende är oklanderligt. Vi känner denna person, först och främst, som en stor astronom, vetenskapsman, förföljd av den katolska kyrkan för sin tro att jorden kretsar runt, och inte vice versa. Bland de viktiga uppfinningarna av Galileo är det första teleskopet, med vars hjälp forskaren trängde in i de kosmiska sfärerna med ögonen. Men hans intressesfär var inte begränsad till bara stjärnor och planeter, eftersom ett mikroskop i huvudsak är samma teleskop, utan precis tvärtom. Och om man med hjälp av förstoringslinser kan observera avlägsna planeter, varför inte vända sin kraft i en annan riktning - att studera vad som är "under våra näsor". "Varför inte", tänkte Galileo förmodligen, och så, 1609, presenterade han för allmänheten vid Accademia dei Licei sitt första sammansatta mikroskop, som bestod av konvexa och konkava förstoringslinser.

    Antika mikroskop.

    Senare, 10 år senare, förbättrade den holländska uppfinnaren Cornelius Drebbel Galileos mikroskop genom att lägga till ytterligare en konvex lins. Men den verkliga revolutionen i utvecklingen av mikroskop gjordes av Christian Huygens, en holländsk fysiker, mekaniker och astronom. Så han var den första att skapa ett mikroskop med ett tvålinssystem av okular, som reglerades akromatiskt. Det är värt att notera att Huygens okular används än idag.

    Men den berömda engelske uppfinnaren och vetenskapsmannen Robert Hooke gick in i vetenskapens historia för alltid, inte bara som skaparen av sitt eget originalmikroskop, utan också som en person som gjorde en stor vetenskaplig upptäckt med dess hjälp. Det var han som först genom ett mikroskop såg en organisk cell, och föreslog att alla levande organismer består av celler, dessa minsta enheter av levande materia. Robert Hooke publicerade resultaten av sina observationer i sitt grundläggande arbete - Micrography.

    Den här boken publicerades 1665 av Royal Society of London och blev omedelbart en vetenskaplig bestseller av den tiden och gjorde en verklig sensation i det vetenskapliga samfundet. Den innehöll faktiskt gravyrer med en bild av löss, flugor och växtceller förstorade genom ett mikroskop. I själva verket var detta arbete en fantastisk beskrivning av mikroskopets kapacitet.

    Ett intressant faktum: Robert Hooke tog termen "cell" eftersom växtceller avgränsade av väggar påminde honom om klosterceller.

    Så här såg Robet Hookes mikroskop ut, en bild från Micrographia.

    Och den sista framstående vetenskapsmannen som bidrog till utvecklingen av mikroskop var holländaren Anthony van Leeuwenhoek. Inspirerad av Robert Hookes verk Micrographia skapade Leeuwenhoek sitt eget mikroskop. Levenguks mikroskop, även om det bara hade en lins, var extremt starkt, så detaljnivån och förstoringen av hans mikroskop var den bästa vid den tiden. Genom att observera vilda djur genom ett mikroskop gjorde Leeuwenhoek många viktiga vetenskapliga upptäckter inom biologin: han var den första som såg erytrocyter, beskrev bakterier, jäst, skisserade spermier och strukturen hos insektsögon, upptäckte och beskrev många av deras former. Levenguks arbete gav en enorm impuls till utvecklingen av biologi och hjälpte till att locka biologers uppmärksamhet till mikroskopet, vilket gjorde det till en integrerad del av biologisk forskning, än i dag. Detta är, i allmänna termer, historien om upptäckten av mikroskopet.

    Typer av mikroskop

    Vidare, med utvecklingen av vetenskap och teknik, började fler och mer sofistikerade ljusmikroskop att dyka upp, det första ljusmikroskopet som fungerade på basis av förstoringslinser ersattes av ett elektronmikroskop, och sedan ett lasermikroskop, ett röntgenmikroskop, som ger många gånger bättre förstoringseffekt och detaljer. Hur fungerar dessa mikroskop? Mer om det senare.

    Elektron mikroskop

    Historien om elektronmikroskopets utveckling började 1931, då en viss R. Rudenberg fick patent på det första. Sedan, på 40-talet av förra seklet, dök det upp svepelektronmikroskop, som nådde sin tekniska perfektion redan på 60-talet av förra seklet. De bildade en bild av objektet på grund av den sekventiella rörelsen av en elektronisk sond med liten sektion över objektet.

    Hur fungerar ett elektronmikroskop? I hjärtat av dess arbete är en riktad stråle av elektroner som accelereras i ett elektriskt fält och visar bilden på speciella magnetiska linser, denna elektronstråle är mycket mindre än våglängden för synligt ljus. Allt detta gör det möjligt att öka kraften hos ett elektronmikroskop och dess upplösning med 1000-10 000 gånger jämfört med ett traditionellt ljusmikroskop. Detta är den största fördelen med elektronmikroskopet.

    Så här ser ett modernt elektronmikroskop ut.

    Lasermikroskop

    Ett lasermikroskop är en förbättrad version av ett elektronmikroskop, dess funktion är baserad på en laserstråle som gör att forskarens blick kan observera levande vävnader på ett ännu större djup.

    Röntgenmikroskop

    Röntgenmikroskop används för att undersöka mycket små föremål med dimensioner jämförbara med dimensionerna av en röntgenvåg. Deras arbete är baserat på elektromagnetisk strålning med en våglängd på 0,01 till 1 nanometer.

    Mikroskopanordning

    Utformningen av ett mikroskop beror på dess typ, naturligtvis kommer ett elektronmikroskop att skilja sig i sin struktur från ett ljusoptiskt mikroskop eller från ett röntgenmikroskop. I den här artikeln kommer vi att överväga strukturen hos ett konventionellt modernt optiskt mikroskop, som är det mest populära bland både amatörer och proffs, eftersom de kan användas för att lösa många enkla forskningsproblem.

    Så först och främst, i ett mikroskop, kan du skilja de optiska och mekaniska delarna. Den optiska delen inkluderar:

    • Okularet är den del av mikroskopet som är direkt kopplad till betraktarens ögon. I de allra första mikroskopen bestod den av en enda lins, designen av okularet i moderna mikroskop är förstås något mer komplicerad.
    • Objektivet är praktiskt taget den viktigaste delen av mikroskopet, eftersom det är objektivet som ger den huvudsakliga förstoringen.
    • Illuminator - ansvarig för ljusflödet till föremålet som studeras.
    • Bländare - justerar styrkan på ljusflödet som kommer in i objektet som studeras.

    Den mekaniska delen av mikroskopet består av sådana viktiga delar som:

    • Ett rör, det är ett rör som innehåller ett okular. Röret måste vara starkt och inte deformeras, annars kommer mikroskopets optiska egenskaper att bli lidande.
    • Basen, det ger stabilitet i mikroskopet under drift. Det är på den som röret, kondensatorhållaren, fokuseringsknapparna och andra delar av mikroskopet är fästa.
    • Roterande huvud - används för snabbt byte av mål, det saknas i billiga modeller av mikroskop.
    • Ämnestabellen är den plats på vilken det eller de undersökta föremålen placeras.

    Och här visar bilden en mer detaljerad struktur av mikroskopet.

    Regler för att arbeta med ett mikroskop

    • Det är nödvändigt att arbeta med mikroskopet när du sitter;
    • Före arbetet måste mikroskopet kontrolleras och torkas av damm med en mjuk trasa;
    • Placera mikroskopet framför dig lite till vänster;
    • Det är värt att börja arbeta med en liten ökning;
    • Ställ in belysningen i mikroskopets synfält med hjälp av ett elektriskt ljus eller spegel. Titta genom okularet med ett öga och använd en spegel med en konkav sida, rikta ljuset från fönstret in i linsen och belys sedan synfältet så mycket och jämnt som möjligt. Om mikroskopet är utrustat med en belysning, anslut sedan mikroskopet till en strömkälla, slå på lampan och ställ in den nödvändiga ljusstyrkan för förbränning;
    • Placera mikropreparatet på scenen så att föremålet som studeras är under målet. Titta från sidan, sänk ner linsen med hjälp av makroskruven tills avståndet mellan objektivets nedre lins och mikropreparatet blir 4-5 mm;
    • Flytta provet med handen, hitta rätt plats, placera det i mitten av mikroskopets synfält;
    • För att studera ett föremål med hög förstoring måste du först placera det valda området i mitten av mikroskopets synfält vid låg förstoring. Ändra sedan objektivet till 40x genom att vrida revolvern så att den är i arbetsläge. Få en bra bild av objektet med hjälp av mikrometerskruven. Det finns två streck på mikrometermekanismens låda, och på mikrometerskruven finns en punkt som alltid ska vara mellan linjerna. Om den överskrider deras gränser måste den återföras till sin normala position. Om denna regel inte följs kan mikrometerskruven sluta fungera;
    • Efter avslutat arbete med hög förstoring, ställ in en låg förstoring, höj linsen, ta bort preparatet från arbetsbordet, torka av alla delar av mikroskopet med en ren servett, täck den med en plastpåse och lägg den i ett skåp.

    När jag skrev artikeln försökte jag göra den så intressant, användbar och högkvalitativ som möjligt. Jag skulle vara tacksam för all feedback och konstruktiv kritik i form av kommentarer till artikeln. Du kan också skriva din önskan/fråga/förslag till min mail [e-postskyddad] eller Facebook, uppriktigt författaren.

  • Nytt på sajten

    >

    Mest populär