Kes täiustas mikroskoopi. Mikroskoobi leiutamise roll ja ajalugu. Mikroskoobi leiutise globaalse tähtsuse hindamine

Juba iidsetest aegadest on inimene tahtnud näha asju, mis on palju väiksemad, kui palja silm suudab tajuda. Praegu on võimatu öelda, kes esimest korda läätsesid kasutama hakkas, kuid näiteks on kindlalt teada, et meie esivanemad teadsid juba rohkem kui 2 tuhat aastat tagasi, et klaas suudab valgust murda.

Teisel sajandil eKr kirjeldas Claudius Ptolemaios, kuidas pulk vette kastes “paindub”, ja arvutas isegi murdumiskonstandi väga täpselt. Isegi varem valmistati Hiinas seadmeid läätsedest ja veega täidetud torust, et näha "nähtamatut".

Aastal 1267 kirjeldas Roger Bacon läätsede põhimõtteid ning teleskoobi ja mikroskoobi üldist ideed, kuid alles 16. sajandi lõpus hakkasid Hollandist pärit prillimeistrid Zachary Jansen ja tema isa Hans läätsedega katsetama. . Nad asetasid torusse mitu läätse ja leidsid, et läbi selle vaadeldavad objektid tunduvad palju suuremad kui lihtsa suurendusklaasi all.

Kuid see nende "mikroskoop" oli pigem uudishimu kui teaduslik instrument. Säilinud on isa ja poja kuninglikule perekonnale valmistatud pilli kirjeldus. See koosnes kolmest libisevast torust kogupikkusega 45 cm ja läbimõõduga 5 cm. Suletuna suurenes see 3 korda, täielikult avatuna - 9 korda, pilt osutus siiski veidi uduseks.

1609. aastal lõi Galileo Galilei kumerate ja nõgusate läätsedega liitmikroskoobi ning kinkis 1612. aastal selle "occhiolino" ("väikese silma") Poola kuningale Sigismund III-le. Mõni aasta hiljem, 1619. aastal, demonstreeris Hollandi leiutaja Cornelius Drebbel Londonis oma kahe kumerläätsega mikroskoobi versiooni. Kuid sõna "mikroskoop" ise ilmus alles 1625. aastal, kui analoogselt "teleskoobiga" võttis selle kasutusele Bambergi saksa botaanik Johann (Giovanni) Faber.

Leeuwenhoekist Abbe

1665. aastal täiustas inglise loodusteadlane Robert Hooke suurendustööriista ja avastas korgitamme koort uurides elementaarsed struktuuriüksused, rakud. 10 aastat pärast seda õnnestus Hollandi teadlasel Anthony van Leeuwenhoekil hankida veelgi paremad läätsed. Tema mikroskoop suurendas objekte 270 korda, samas kui teised sarnased seadmed jõudsid vaevalt 50-kordse suurenduseni.

Tänu oma kvaliteetsele lihvitud ja poleeritud läätsedele tegi Lenvenhoek palju avastusi – ta nägi ja kirjeldas esimesena baktereid, pärmirakke ning jälgis vererakkude liikumist kapillaarides. Kokku valmistas teadlane vähemalt 25 erinevat mikroskoopi, millest tänaseni on säilinud vaid üheksa. On vihjeid, et mõnel kadunud seadmel oli isegi 500-kordne suurendus.

Vaatamata kõigile edusammudele selles valdkonnas ei ole mikroskoobid järgmise 200 aasta jooksul palju muutunud. Alles 1850. aastatel hakkas Saksa insener Carl Zeiss täiustama tema ettevõtte toodetud mikroskoopide läätsi. 1880. aastatel palkas ta optiliste klaaside spetsialisti Otto Schotti. Tema uurimustöö on oluliselt parandanud suurendusinstrumentide kvaliteeti.

Teine Carl Zeissi töötaja, optiline füüsik Ernst Abbe, täiustas optiliste instrumentide tootmisprotsessi. Varem tehti nendega kogu töö katse-eksituse meetodil; Abbe aga lõi neile teoreetilise aluse, teaduslikult põhjendatud tootmismeetodid.

Tehnoloogia arenguga ilmus meile praegu tuntud mikroskoop. Kuid nüüd ei suuda optilised mikroskoobid, mis suudavad teravustada valguse lainepikkusest suuremaid või sellega võrdseid objekte, teadlasi enam rahuldada.

Kaasaegsed elektronmikroskoobid

1931. aastal alustas Saksa füüsik Ernst Ruska tööd esimese elektronmikroskoobi (transmissiooni (edastus) elektronmikroskoobi) loomisel. 1986. aastal sai ta selle leiutise eest Nobeli preemia.

1936. aastal leiutas saksa teadlane Erwin Wilgel Müller elektronprojektori (välja elektronmikroskoobi). Seade võimaldas tahke keha kujutist miljoneid kordi suurendada. Viisteist aastat hiljem tegi Muller selles vallas järjekordse läbimurde – väljaioonmikroskoobi, mis andis füüsikule võimaluse esimest korda inimkonna ajaloos aatomeid näha.

Paralleelselt tehti muid töid. 1953. aastal sai hollandlane Fritz Zernike, teoreetilise füüsika professor, Nobeli preemia faasikontrastmikroskoopia arendamise eest. 1967. aastal täiustas Erwin Müller oma väljaioonmikroskoopi, lisades sellele lennuaja massispektromeetri, luues esimese "aatomisondi". See seade võimaldab mitte ainult tuvastada üksikut aatomit, vaid ka määrata iooni massi ja laengu kordsust.

1981. aastal lõid sakslased Gerd Binnig ja Heinrich Rohrer skaneeriva (skaneeriva) tunnelmikroskoobi; viis aastat hiljem leiutas Binnig ja ta kolleegid skaneeriva aatomijõumikroskoobi. Erinevalt eelmisest arendusest võimaldab AFM uurida nii juhtivaid kui ka mittejuhtivaid pindu ning tegelikult aatomitega manipuleerida. Samal aastal said Binnig ja Rohrer STM-i Nobeli preemia.

1988. aastal varustasid kolm Ühendkuningriigi teadlast Mulleri "aatomisondi" asenditundliku detektoriga, mis võimaldas määrata aatomite asukoha kolmes dimensioonis.

1988. aastal leiutas Jaapani insener Kingo Itaya elektrokeemilise skaneeriva tunnelmikroskoobi ja kolm aastat hiljem pakuti välja Kelvini sondi jõumikroskoop, aatomjõumikroskoobi kontaktivaba versioon.

Inimene on elanud pikka aega ümbritsetuna nähtamatutest organismidest. Pidevalt silmitsi oma elutähtsa tegevuse tulemustega. Ta valmistas veini, äädikat, küpsetas leiba ja palju muud. Kannatanud nende organismide põhjustatud haigusi. Teadmata nende olemasolust. Lõppude lõpuks on nende mõõtmed nii väikesed, et need on inimsilmale nähtamatud.
Isegi iidses Babüloonias üritasid nad inimese võimeid laiendada. Kaevamiste käigus leiti kaksikkumerad läätsed. Tänapäeval on kõige lihtsamad optilised instrumendid. See oli samm mikrokosmosesse. Hiljem, 16. ja 17. sajandil, loodi tänu astronoomia arengule teleskoobid. Täheldati, et kui läätsed teistpidi panna, on näha väga väikseid objekte. Seda teades lõi G. Galileo 1610. aastal mikroskoobi.
Hiljem konstrueeris füüsik ja leiutaja R. Hooke kahest kaksikkumerast läätsest mikroskoobi. Ta andis 30-kordse suurenduse. Korgilõiget uurides nägi ta rakke. Hiljem nimetas ta need rakkudeks. Kõik edasised mikromaailma uuringud olid seotud mikroskoopide täiustamisega.
Anthony van Leeuwenhoek andis suure panuse mikroorganismide uurimisse. Esialgu huvitas teda linakiu struktuur. Nende kaalumiseks lihvis ta mitu töötlemata objektiivi. Edaspidi hakkas ta selle töö vastu huvi tundma. Hakkas objektiive parandama. Ta nimetas neid "mikroskoopiaks". Ta pistis oma üksikud kaksikkumerad prillid hõbedast või messingist valmistatud raami sisse. Need nägid välja nagu tänapäevased luubid. Hiljem lõi ta valgustusega mikroskoobi. Nende suurendusvõimed olid sel perioodil suurimad. Suurenenud 200-270 korda. Olles loomulikult uudishimulik, uuris ta kõike: verd, hambakattu, sülge ja palju muud. Oma töö eest võeti ta Londoni Kuningliku Seltsi liikmeks. Ta jõudis järeldusele, et kõike ümbritsevat asustavad väikesed organismid. Tema arvates olid need paigutatud nagu loomad. On teada, et Peeter oli esimene, kes teda külastas ja tõi Venemaale esimese mikroskoobi. Tulevikus toodeti neid tema mudeli järgi Venemaal.
Teaduse areng nõudis suurendusriistade keerukust. Ja 1863. aastal ilmnes polariseerumine. Alates 1931. aastast on saabunud elektronmikroskoopide aeg. See oli palju võimsam kui valgus. Selle võimalused võimaldasid arvesse võtta mitte ainult rakku, vaid ka selle organelle. Algas histoloogia (kudedeteadus) ja tsütoloogia (rakuteadus) arenguaeg. Hiljem pälvis selle looja E. Ruska Nobeli preemia.
Elektronmikroskoobi täiustamine viis laserseadme loomiseni. See põhineb laserkiirel. See toob kaasa asjaolu, et sai võimalikuks kaaluda sügavamates kihtides. Selle moderniseerimine viis laserröntgenmikroskoobi loomiseni. Tänapäeval saab suurendusseadmete abil mitte ainult mikrokosmost näha, vaid ka pilti teha. Tehke 3D-projektsioon. Kui suurendusseadmete loomise esimestel etappidel ei olnud nende suurused suured. Kaasaegsed seadmed pole lihtsalt suured, vaid väga suured. Samal ajal on need muutunud kättesaadavamaks. Neid saab osta isiklikuks kasutamiseks.
Mikroskoobi loomine ja selle edasine täiustamine võimaldas paljude teaduste arengut. Esimene neist oli mikrobioloogia. Seda kasutatakse paljudes seotud teadusharudes: meditsiin, botaanika, geoloogia, keemia, entomoloogia (putukate teadus), füüsika ja teised. Tänu temale tehti suur hulk teaduslikke avastusi. Sai võimalikuks mõista paljude protsesside mehhanismi. Õppige toime tulema mikroorganismide põhjustatud ohtlike haigustega.

Mikroskoop on ainulaadne instrument, mis on loodud mikropiltide suurendamiseks ja objektiivi kaudu vaadeldavate objektide või struktuurimoodustiste suuruse mõõtmiseks. See areng on hämmastav ja mikroskoobi leiutamise tähtsus on äärmiselt suur, sest ilma selleta ei eksisteeriks mõnda kaasaegse teaduse valdkonda. Ja siit täpsemalt.

Mikroskoop on teleskoobiga seotud seade, mida kasutatakse täiesti erinevatel eesmärkidel. Selle abil on võimalik arvestada silmale nähtamatute objektide struktuuri. See võimaldab teil määrata mikroformatsioonide morfoloogilisi parameetreid, samuti hinnata nende mahulist asukohta. Seetõttu on isegi raske ette kujutada, mis tähtsust omas mikroskoobi leiutamine ja kuidas mõjutas selle välimus teaduse arengut.

Mikroskoobi ja optika ajalugu

Täna on raske vastata, kes mikroskoobi esmakordselt leiutas. Tõenäoliselt tuleb see teema ka laialdaselt kõne alla, nagu ka ambvibu loomine. Erinevalt relvadest leidis mikroskoobi leiutamine aga tegelikult aset Euroopas. Kelle poolt täpselt, pole veel teada. Tõenäosus, et seadme avastajaks oli Hollandi prillide valmistaja Hans Jansen, on üsna suur. Tema poeg Zachary Jansen väitis 1590. aastal, et oli koos oma isaga mikroskoobi ehitanud.

Kuid juba 1609. aastal ilmus teine ​​mehhanism, mille lõi Galileo Galilei. Ta nimetas seda occhiolinoks ja esitles seda National Academy dei Lincei avalikkusele. Selle tõestuseks, et mikroskoopi võis juba sel ajal kasutada, on paavst Urbanus III pitsatil olev märk. Arvatakse, et see on mikroskoopia abil saadud kujutise modifikatsioon. Galileo Galilei valgusmikroskoop (komposiit) koosnes ühest kumerast ja ühest nõgusast läätsest.

Täiendus ja rakendamine praktikas

Juba 10 aastat pärast Galileo leiutamist loob Cornelius Drebbel kahe kumera läätsega liitmikroskoobi. Ja hiljem, st lõpupoole, töötas Christian Huygens välja kahe objektiiviga okulaarisüsteemi. Neid toodetakse ikka veel, kuigi neil puudub vaatenurk. Aga mis veelgi olulisem, 1665. aastal tehti sellise mikroskoobi abil korgitamme lõikest uuring, kus teadlane nägi nn kärgesid. Katse tulemuseks oli mõiste "rakk" kasutuselevõtt.

Teine mikroskoobi isa Anthony van Leeuwenhoek leiutas selle alles uuesti, kuid suutis seadmele bioloogide tähelepanu juhtida. Ja pärast seda sai selgeks, milline tähtsus oli mikroskoobi leiutamisel teadusele, sest see võimaldas arendada mikrobioloogiat. Tõenäoliselt kiirendas mainitud aparaat oluliselt loodusteaduste arengut, sest kuni inimene mikroobe nägi, uskus ta, et haigused sünnivad ebapuhtusest. Ja teaduses valitsesid alkeemia kontseptsioonid ja vitalistlikud teooriad elavate ja spontaansete elupõlvkondade olemasolust.

Leeuwenhoeki mikroskoop

Mikroskoobi leiutamine on keskaja teaduses ainulaadne sündmus, sest tänu seadmele oli võimalik leida palju uusi teemasid teaduslikuks aruteluks. Veelgi enam, paljud teooriad on mikroskoopia abil hävitatud. Ja see on Anthony van Leeuwenhoeki suur teene. Ta suutis mikroskoopi täiustada nii, et see võimaldab teil rakke üksikasjalikult näha. Ja kui me käsitleme seda küsimust selles kontekstis, siis Leeuwenhoek on tõepoolest seda tüüpi mikroskoobi isa.

Seadme struktuur

Valgus ise oli plaat, mille lääts oli võimeline kõnealuseid objekte korduvalt suurendama. Sellel objektiiviga taldrikul oli statiiv. Selle kaudu paigaldati ta horisontaalsele lauale. Suunates läätse valgusele ja asetades uuritava materjali selle ja küünla leegi vahele, oli näha, pealegi oli Anthony van Leeuwenhoeki esimene materjal, mida uuris, tahvel. Selles nägi teadlane palju olendeid, kellele ta ei osanud veel nime anda.

Leeuwenhoeki mikroskoobi ainulaadsus on hämmastav. Sel ajal saadaolevad komposiitmudelid ei taganud kõrget pildikvaliteeti. Veelgi enam, kahe läätse olemasolu ainult süvendas defekte. Seetõttu kulus rohkem kui 150 aastat, enne kui algselt Galileo ja Drebbeli poolt välja töötatud liitmikroskoobid andsid sama pildikvaliteedi kui Leeuwenhoeki seade. Anthony van Leeuwenhoeki ennast ei peeta endiselt mikroskoobi isaks, kuid ta on õigustatult looduslike materjalide ja rakkude mikroskoopia tunnustatud meister.

Objektiivide leiutamine ja täiustamine

Objektiivi mõiste oli olemas juba Vana-Roomas ja Kreekas. Näiteks Kreekas oli kumera klaasi abil võimalik tuld süüdata. Ja Roomas on veega täidetud klaasanumate omadusi märgatud juba ammu. Nad lubasid pilte suurendada, kuigi mitte mitu korda. Objektiivide edasine areng on teadmata, kuigi on ilmne, et edusammud ei suutnud paigal seista.

On teada, et 16. sajandil Veneetsias hakati prillide kasutamist kasutama. Seda kinnitavad faktid klaasilihvimismasinate olemasolu kohta, mis võimaldasid hankida läätsi. Samuti olid joonised optiliste seadmete kohta, milleks on peeglid ja läätsed. Nende teoste autorsus kuulub Leonardo da Vincile. Kuid isegi varem töötasid inimesed suurendusklaasidega: juba 1268. aastal esitas Roger Bacon idee luua teleskoop. Hiljem viidi see ellu.

Ilmselgelt ei kuulunud objektiivi autorlus kellelegi. Kuid seda täheldati kuni hetkeni, mil Carl Friedrich Zeiss optika kasutusele võttis. 1847. aastal alustas ta mikroskoopide tootmist. Seejärel sai tema ettevõttest optiliste prillide väljatöötamise liider. See eksisteerib tänapäevani, jäädes tööstuses peamiseks. Sellega teevad koostööd kõik ettevõtted, mis toodavad foto- ja videokaameraid, optilisi sihikuid, kaugusmõõtjaid, teleskoope ja muid seadmeid.

Mikroskoopia täiustamine

Mikroskoobi leiutamise ajalugu on selle üksikasjalikus uurimises silmatorkav. Kuid mitte vähem huvitav on mikroskoopia edasise täiustamise ajalugu. Tekkima hakkasid uued ja neid tekitanud teaduslik mõte sukeldus üha sügavamale. Nüüd ei olnud teadlase eesmärk mitte ainult mikroobide uurimine, vaid ka väiksemate komponentidega arvestamine. Need on molekulid ja aatomid. Juba 19. sajandil sai neid uurida röntgendifraktsioonanalüüsi abil. Kuid teadus nõudis enamat.

Nii töötas teadlane Henry Clifton Sorby juba 1863. aastal meteoriitide uurimiseks välja polariseeriva mikroskoobi. Ja 1863. aastal töötas Ernst Abbe välja mikroskoobi teooria. See võeti edukalt kasutusele Carl Zeissi tootmises. Tema ettevõttest on seega kujunenud tunnustatud liider optiliste instrumentide valdkonnas.

Kuid peagi saabus aasta 1931 – elektronmikroskoobi loomise aeg. Sellest on saanud uut tüüpi aparaat, mis võimaldab näha palju enamat kui valgust. Selles ei kasutatud edastamiseks mitte footoneid ega polariseeritud valgust, vaid elektrone - osakesi, mis on palju väiksemad kui lihtsamad ioonid. Just elektronmikroskoobi leiutamine võimaldas histoloogiat arendada. Nüüd on teadlased saavutanud täieliku kindlustunde, et nende hinnangud raku ja selle organellide kohta on tõepoolest õiged. Kuid alles 1986. aastal pälvis elektronmikroskoobi looja Ernst Ruska Nobeli preemia. Pealegi ehitas James Hiller juba 1938. aastal ülekandeelektronmikroskoobi.

Uusimat tüüpi mikroskoobid

Teadus arenes pärast paljude teadlaste edusamme üha kiiremini. Seetõttu oli uue tegelikkuse dikteeritud eesmärk vajadus töötada välja ülitundlik mikroskoop. Ja juba 1936. aastal tootis Erwin Muller väljaheiteseadme. Ja 1951. aastal toodeti veel üks seade - väliioonmikroskoop. Selle tähtsus on äärmuslik, sest see võimaldas teadlastel esimest korda aatomeid näha. Ja lisaks sellele töötas Jerzy Nomarski 1955. aastal välja diferentsiaalinterferents-kontrastmikroskoopia teoreetilised alused.

Uusimate mikroskoopide täiustamine

Mikroskoobi leiutamine ei ole veel edukas, sest põhimõtteliselt pole keeruline panna ioone või footoneid läbi bioloogilise keskkonna läbima ja seejärel saadud kujutist arvesse võtta. Kuid küsimus mikroskoopia kvaliteedi parandamisest oli tõesti oluline. Ja pärast neid järeldusi lõid teadlased transiidi massianalüsaatori, mida nimetati skaneerivaks ioonmikroskoobiks.

See seade võimaldas skaneerida üksikut aatomit ja saada andmeid molekuli kolmemõõtmelise struktuuri kohta. Koos selle meetodiga oli võimalik oluliselt kiirendada paljude looduses leiduvate ainete tuvastamise protsessi. Ja juba 1981. aastal võeti kasutusele skaneeriv tunnelmikroskoop ja 1986. aastal aatomjõumikroskoop. 1988. aasta on skaneeriva elektrokeemilise tunnelmikroskoobi leiutamise aasta. Ja uusim ja kõige kasulikum on Kelvini jõusond. See töötati välja 1991. aastal.

Mikroskoobi leiutise globaalse tähtsuse hindamine

Alates 1665. aastast, mil Leeuwenhoek alustas klaasitöötlemise ja mikroskoopide valmistamisega, on tööstus arenenud ja muutunud keerukamaks. Ja mõeldes, milline oli mikroskoobi leiutamise tähtsus, tasub kaaluda mikroskoopia peamisi saavutusi. Niisiis võimaldas see meetod kaaluda rakku, mis oli veel üks tõuke bioloogia arengule. Seejärel võimaldas seade näha raku organelle, mis võimaldas moodustada raku struktuuri mustreid.

Siis võimaldas mikroskoop molekuli ja aatomit näha ning hiljem said teadlased nende pinda skaneerida. Veelgi enam, isegi aatomite elektronpilved on läbi mikroskoobi näha. Kuna elektronid liiguvad ümber tuuma valguse kiirusega, on seda osakest täiesti võimatu arvestada. Sellest hoolimata tuleks mõista, kui oluline oli mikroskoobi leiutamine. Ta võimaldas näha midagi uut, mida silmaga ei näe. See on hämmastav maailm, mille uurimine tõi inimese lähemale füüsika, keemia ja meditsiini kaasaegsetele saavutustele. Ja see on kogu raske töö väärt.

Mikroskoobi põhiosa moodustavad optilised läätsed. Optiliste läätsede lihvimise kunst ja esimesed katsed neid kasutada ulatuvad iidsetesse aegadesse.

XVI-XVII sajandil. see kunst on saavutanud märkimisväärse arengu, eriti Hollandis ja Itaalias. Vajadus prillide järele tingis ka vastava tööstuse. Klaasid said praktiliselt tekkida alles siis, kui nad õppisid suure fookuskaugusega klaasi lihvima (13. sajandi lõpp, oletatavasti 1285-1289). Tõenäoliselt kujundas need Roger Baconi (Roger Bacon, u 1214-1294) ideede mõjul Firenze Salvino degli Armati (Salvino d'Amarto degli Armati) või tema kaasmaalane Alessandro della Spina (Alessandro della Spina), kuigi selle kohta pole piisavalt usaldusväärset teavet. Nii või teisiti, XIV sajandi esimesel poolel. prillid olid Euroopas juba levinud ja laialdaselt kasutusel.

Kuid Baconi ajast peale potentsiaalselt eksisteerinud mikroskoobi idee realiseerimiseks kulus veel kaks sajandit ja optilisi läätsi hakati kasutama seadmena, mis võimaldab näha "nähtamatut". Alles 16. sajandi lõpupoole. optiliste läätsede valmistamise tehnika ja nende kasutamise praktika annavad tingimused mikroskoobi valmistamiseks ja alles 17. saj. looduse uurimiseks kasutatakse suurendusklaase.

XVI ja XVII sajandi vahetusel. peaaegu samaaegselt leiutati kaks instrumenti, mis pakkusid teaduses hindamatuid teenuseid: teleskoop ja mikroskoop. Mikroskoobi leiutamise ajalugu pole veel piisavalt selgeks tehtud ja sageli asendatakse see kontrollimata teabega.

Veel hiljuti pidas enamik ajaloolasi mikroskoobi leiutajateks Hollandi optikameistreid Hans ja Zacharias Jansseni, kes valmistasid Middelburgis prille. Kuid S. L. Sobol (1941-1943, 1949), tuginedes olemasoleva ajaloolise dokumentatsiooni kriitilisele analüüsile, vaidlustab selle sätte. S. L. Soboli sõnul eelnes mikroskoobi leiutamisele teleskoobi leiutamine. Mikroskoobi esimese prototüübi kujundas Soboli sõnul Galileo aastatel 1609-1610. pikendades teleskoopi (tema leiutas veidi varem) ja suurendades nõgusa okulaari ja kumera objektiivi vahelist kaugust. Ilmselt märkas Galileo, et antud juhul suurendab teleskoop väikeseid objekte, mis on lähedal. Lühemate fookusläätsede edasiseks saamiseks täiustas Galileo mikroskoobi esialgset disaini, vähendades toru pikkust.

Mikroskoobi hilisem disain läks aga Kepleri pakutud optilise instrumendi põhjal teist teed, kus kasutati okulaari ja objektiivi üksikute kumerate läätsede kujul, mis andsid pöördkujutise (ümberpööratud). Sellise instrumendi idee esitas Kepler juba 1611. aastal ja 1613-1617. Ehitati esimene selline teleskoop.

Seetõttu tuleks S. L. Soboli arvates mikroskoobi leiutamist seostada 1617.–1619. Igal juhul pärineb üks esimesi mikroskoope, mille kohta on teavet säilinud, Drebbeli mikroskoop, mis pärineb 1619. aastast. Sünnilt talupoeg Cornelius Drebbel (Cornelius Drebbel, 1572-1634) kogus kuulsust eksperimentidega, kus erakordsed teadmised füüsikast segunesid maagiaga ja teadused šarlatanismiga. Seiklusterohket elu elanud Drebbelist sai Inglise kuninga James I õukonnas astroloog. Drebbel tegeles mitmete füüsiliste instrumentide, sealhulgas mikroskoopide ehitamisega. Drebbeli valmistatud mikroskoobid, mille leiutaja ta väitis end olevat, levisid Euroopas, tungides Inglismaalt Prantsusmaale ja Itaaliasse. Näidatud on Drebbeli mikroskoobi rekonstruktsioon, mis on tehtud S. L. Soboli juhtimisel 1619. aasta kirjelduse põhjal. Selle mikroskoobi toru on umbes poole meetri pikkune, läbimõõduga umbes 5 cm; see oli valmistatud kullatud vasest ja seda toetasid kolm vasest delfiini ümarale eebenipuu alusele. Stendile, kirjutab kaasaegne, "pandi mitmesuguseid asju, mida vaatlesime ülalt peaaegu uskumatult suurendatud kujul."

Esimese nelja aastakümne jooksul arenes mikroskoobi disain aeglaselt, kuid läätsed, nagu prilliläätsed, asendatakse järk-järgult lühema fookuskaugusega läätsedega. Saksa loodusteadlane Kircher (Atanasius Kircher, 1601-1680) avaldas Roomas essee "Valguse ja varju suur kunst" (Ars magna lucis et umbrae), kus ta esitas sel ajal eksisteerinud mikroskoopide loetelu ( S. L. Sobol, 1949).

17. sajandi alguses käsitleti mikroskoopi peamiselt kui uudishimulikku mänguasja, millega saab nalja huvides uurida väikseid putukaid ja üldiselt erinevaid pisiesemeid, mida aga vähesed pidasid tõsiseltvõetavaks teadusinstrumendiks. Tollased "mikroskoobid" olid toru, mille otstes oli kaks klaasi; neid nimetati "kirbu-" või "sääseklaasideks" (vitrium pulicarium), mis peegeldas sellele perioodile iseloomulikku kergemeelset suhtumist instrumenti, mis tavaliselt hämmastas vaatlejaid pildi suurusega. Silmapaistev Poola astronoom Hevelius (Jan Heveliusz, 1611-1687) kirjeldab oma Gdanskis ilmunud "Selenograafias" sellist "mikroskoopi" järgmiselt: "Mikroskoobis, mida tavaliselt nimetatakse sääseklaasiks, on näha väikseid kehasid ja vaevalt märgatavad kaameli või elevandi suurused loomad, nii et see tekitab suurt imestust ja lõbustust. See koosneb kahest klaasist ja umbes tolli pikkusest torust, mille ette objekt asetatakse. Üks klaas silma lähedal, kumer, jahvatatud väikese sfääri segmendist, läbimõõduga kuni kaks tolli; teine ​​klaas, mis asub selle alusel, kus kõnealused esemed asuvad, on lihtne lehtklaas, mille eesmärk on valgust läbi lasta. Seega olid lõbu jaoks mõeldud "mikroskoobid" enamasti lihtsad luubid või, nagu neid hiljem nimetati, "lihtsad mikroskoobid". Kuid koos sellega kirjeldab Hevelius ka kahe kumera läätse "liitmikroskoopi", nagu Drebbeli mikroskoop, mille kohta ta märgib, et "selle meetodi abil on eelseisvad väikseimad objektid, mis silmast välja pääsevad, selgemad ja eristatavamad kui esimene mikroskoop" (st "kirbuklaasis").

Mikroskoobi kasutamist teaduslikel eesmärkidel algatas esmakordselt Federico Cesi (Federico Cesi, 1585-1630) Rooma Academia dei Linceis (selle koosseisu kuulus ka Galileo). Ilmselt oli itaalia loodusteadlane Stelluti (Francesco Stelluti, 1577-1646) üks esimesi, kes hakkas mikroskoobi abil uurima bioloogilist objekti – mesilast.

Esimestel mikroskoopidel polnud valgustusseadmeid ja fookuse muutmise seadmeid. Objekte uuriti neis päevavalguses langevas valguses. Loomulikult andsid need mikroskoobid väga kehva ja moonutatud pildi.

Mikroskoobi esmakordne täiustamine ja selle instrumendi edendamine teadusliku instrumendina on seotud silmapaistva inglise füüsiku Robert Hooke'i (1635-1703) nimega, kes avastas oma mikroskoobiga esmakordselt taimedes "rakud". Seega langeb raku mõiste tekkimine peaaegu kokku mikroskoobi ilmumise ja mikroskoopia sünni perioodiga.

Hooke oli tuttav Drebbeli poolt 1619. aastal Inglismaale toodud mikroskoobiga. Olles hingelt leiutaja, tundis Hooke huvi uue seadme vastu ja seadis endale eesmärgiks Drebbeli mikroskoobi rekonstrueerimise. Hooke’il õnnestus luua instrument, millel oli olemasolevate mikroskoopidega võrreldes mitmeid eeliseid. Mikrograafias (1665) andis Hooke oma mikroskoobi üksikasjaliku kirjelduse ja pildi. Toru läbimõõt oli umbes 8 cm ja pikkus umbes 18 cm ning see oli varustatud seadmetega objektiivi kauguse objektist veidi muutmiseks ja toru kalde muutmiseks. Oluliseks muudatuseks mikroskoobi optilises osas oli okulaari ja objektiivi vahele asetatud kolmanda kaksikkumera läätse kasutuselevõtt; pilti vähendades muutis see objektiiv selle selgemaks ja suurendas vaatevälja. Ese asus väikesel ümmargusel kettal või oli see nööritud ketta küljel asuva tihvti külge. Mikroskoobi külge kinnitati valgustusaparaat, mis koosnes valgusallikast, veega täidetud klaaskuulist ja kaksikkumerast läätsest, mis koondas valguse objektile. Seega vaadeldi Hooke’i mikroskoobis objekti ka langevas valguses. Selle mikroskoobi abil tegi Hooke hämmastava peensusega tähelepanekuid, mille kirjeldusele tema Micrographias on lisatud kaunid illustratsioonid, mis näitavad selle esimese mikroskoobi tähelepanekute peenust.

Samaaegselt Hooke'iga töötas Eustachius Divini (Divini, 1667) Roomas mikroskoobi täiustamise kallal, tuues sisse okulaari, mis koosnes kahest tasapinnalisest kumerast läätsest, mille kumerad pinnad olid suunatud üksteise poole. See lõi tasase vaatevälja ja vaadeldava objekti erinevate osade ühtlasema suurenduse. Divini objektiive suurendati 41-143 korda. Veel mitmed käsitöölised tegelesid Itaalias mikroskoopide disainimisega, aidates kaasa uue seadme levikule.

1672. aastal tutvustas Saksa optik Sturm mikroskoobis uut täiustust: ühe objektiiviga objektiivi asemel valmistas ta läätsed kahest läätsest: tasapinnalisest ja kaksikkumerast läätsest või kahest erineva kumerusega kaksikkumerast läätsest (" dubletid"). Seega on praktikas kasutusele võtmas mikroskoope, mille okulaaris ja objektiivis on kombineeritud mitu läätse. Viini insener Grindel von Ach konstrueeris 1685. aastal 6 läätsega mikroskoobi. Selle mikroskoobi üldvaade on väga sarnane Drebbeli mikroskoobi kirjeldusele.

Uue muudatuse mikroskoobi konstruktsioonis tutvustas (umbes 1665. aastal) itaallane Giuseppe Campani, kelle mikroskoobi esemelauas oli auk ja klambrid esemetega klaas- või vilgukiviplaatide jaoks. Tema mikroskoop koosnes kahest läätsest. Torton (Carl Anton Tortona) kasutas sama disaini oma kolmeläätselise mikroskoobi jaoks (umbes 1685). Tortona mikroskoop koosnes torust, mille ülemisse otsa sisestati okulaar, seejärel paiknes koonduv lääts ja selle põhja fikseeriti objektiiv. Kõik läätsed olid kaksikkumerad läätsed. Toru külge keerati rõngas, mis ühendati kahest klaasist koosneva esemehoidjaga, mille vahele asetati objekt, mida vaadeldi läbiva valguse käes.

Kujutatud on mikroskoobi Bonanus (Bonannus) mudel – üks keerulisemaid 17. sajandi lõpu mudeleid. Põhineb Tortona mikroskoobil, mida täiendavad mitmed seadmed. Bonanuse mikroskoop on konstrueeritud nii, et pärast instrumendi asendi tugevat fikseerimist on vaatleja käed vabad (Tortona mikroskoope, nagu ka esimesi Bonanuse mikroskoope, tuli kätes hoida) ja koondavad maksimaalse valguse objektile. . Mikroskoop koosneb torust (AB), mis kannab läätsi. Z-kruvi kinnitab hoidikusse Y paigaldatud toru vertikaalse etteande. RTG seade, mille detail on eraldi välja toodud, võimaldab toru edasi-tagasi liigutada, s.t muuta fookuskaugust. See on esimene katse mehaanilise seadmega fookuse seadmiseks, kui objekt on fikseeritud. Ese asetatakse spetsiaalsesse CD-hoidikusse, mis asetseb kahe klaasi vahele, mis on põimitud puitplaatidesse I. Objekti valgustab lamp Q, mille valgust koondab kondensaator O; kondensaator võib liikuda horisontaalsel ja vertikaalsel tasapinnal. Bonanuse mikroskoobis on juba hilisema mikroskoobi peamiste mehaaniliste osade ja seadmete alged: mehaaniline torutoide, illuminaator ja lava. Objekti vaadeldi läbiva valguse käes; Bonanus võttis selleks taas kasutusele kunstliku valgustuse.

Tema mikroskoobi optilised osad koosnesid kolmest või neljast läätsest, andes suurenduse 200-300 korda.

Kõigist nendest uuendustest hoolimata jäi mikroskoop väga ebatäiuslikuks instrumendiks, kuna kombineeritud läätsesüsteemide kasutamisel olid teravalt tunda sfäärilised ja kromaatilised aberratsioonid, mis moonutasid pilte mis tahes suure suurenduse korral. Sellest tuleb otsida põhjust, et mõned silmapaistvad uurijad 17.–18. ei kasutanud liitmikroskoopi.

Swammerdam, tähelepanuväärne 17. sajandi zootoom, mis kuulus väikeste esemete, eriti putukate lahkamise kunsti poolest, kasutas ainult lihtsat suurendusklaasi. Ta konstrueeris seadme, kus oli võimalik kiiresti vahetada erineva suurendusega luupe ning selle aparaadi abil läks ta järgemööda nõrkadelt objektiividelt tugevatele, kasutamata neid kombineerima.

Ka teine ​​suur Hollandi mikroskoop Löwenhoek ei kasutanud päris liitmikroskoopi. Löwenhoeki "mikroskoobid" olid tegelikult luubid. Kujutatud on üks sellistest Löwenhoeki instrumentidest. See koosnes kahest hõbedast plaadist, millesse oli sisestatud lääts; taha asetatakse eseme hoidik. Vaatleja võttis "mikroskoobi" spetsiaalsest käepidemest ja uuris objekte läbiva valgusega. Löwenhoek pidi valmistama erinevatele esemetele erinevaid hoidikuid ja ta tegi selleks uued tööriistad. Tema enda väitel oli Löwenhoekil 200 "mikroskoopi", mis andsid suurenduse 40-270 korda. Ainult erakordne oskus klaasi poleerimisel võimaldas Leeuwenhoekil toota nii hämmastava suurendusega läätsi (ühe objektiiviga saavutati ju 270-kordne suurendus) ja vaatleja valvsus võimaldas Leeuwenhoekil teha hämmastavaid avastusi.

Sellised on instrumendid, millega seitsmeteistkümnenda sajandi mikroskoobid töötasid ja tegid silmapaistvaid avastusi. On tähelepanuväärne, kuidas nii primitiivsete instrumentidega suudeti kirjeldada neid kohati hämmastavaid detaile, mida nende töödest leiame. Ilmselgelt aitas visadus, võimalus avastada uusi, tundmatuid fakte, ületada raskusi, mida mikroskoop vaatlejale oma ilmumise alguses tekitas.

Öeldule tuleb lisada, et uuritavaid esemeid uuriti ilma igasuguse töötluseta, otse õhu käes, asetati klaasile (vahel kahe klaasi vahele) või torgati nõelaga läbi. Õhu ja objekti murdumisnäitajate järsk erinevus tekitas uuringule lisaraskusi. Lõpuks, hoolimata erakordsest oskusest läätsede lihvimisel, andsid tolleaegsed klaasid terava kromaatilise aberratsiooni, eriti tundlik liitmikroskoopides, kus ühe klaasisüsteemi puudusi süvendas teine ​​süsteem - okulaar.

Vaevalt, et ükski tänapäeva kogenud mikroskoop, kes on viimaste akromaatiliste mikroskoopidega rikutud, suutis 17. sajandil kasutatud instrumentide abil näha, mida nägid tolleaegsed silmapaistvad mikroskoobid. Lihtne kaasaegne koolimikroskoop on meistriteos, millega neid vanaaegseid mikroskoope võrrelda ei saa. Sellegipoolest avastati nende abiga tähelepanuväärseid fakte. Üks neist oli avastus XVII sajandil. taimede rakuline struktuur.

Kui leiate vea, tõstke esile mõni tekstiosa ja klõpsake Ctrl+Enter.