Breve storia del microscopio. Storia della microscopia Sviluppo moderno della microscopia

L'invenzione del microscopio iniziò quando Galileo costruì un telescopio molto lungo. È successo durante il giorno. Terminato il lavoro, puntò il tubo verso la finestra per verificare la pulizia delle lenti alla luce. Aggrappato all'oculare, Galileo rimase sbalordito: l'intero campo visivo era occupato da una specie di massa grigia scintillante. La pipa oscillò leggermente e lo scienziato vide una testa enorme con occhi neri sporgenti sui lati. Il mostro aveva un corpo nero con sfumature verdi, sei zampe articolate... Ma questa è... una mosca! Togliendo la pipa dall'occhio, Galileo si convinse che sul davanzale della finestra ci fosse davvero una mosca.

È così che è nato il microscopio, un dispositivo costituito da due lenti per ingrandire l'immagine di piccoli oggetti. Ha ricevuto il suo nome - “microscopio” - da un membro dell'Accademia dei Lincei (“Accademia dagli occhi di lince”)

I. Faber nel 1625. Era una società scientifica che, tra l'altro, approvava e sosteneva l'uso degli strumenti ottici nella scienza.

E lo stesso Galileo, nel 1624, inserì nel microscopio lenti di focale più corta (più convesse), rendendo il tubo più corto.

Robert Hooke e i suoi successi

La pagina successiva nella storia della creazione del microscopio è associata al nome di Robert Hooke. Era una persona molto dotata e uno scienziato di talento. I risultati più significativi di Hooke sono i seguenti:

• invenzione della molla a spirale per regolare la cadenza degli orologi; realizzazione di ingranaggi elicoidali;
• determinare la velocità di rotazione di Marte e Giove attorno al proprio asse; invenzione del telegrafo ottico;
• creazione di un dispositivo per determinare la freschezza dell'acqua; realizzazione di un termometro per la misurazione delle basse temperature;
• stabilire temperature costanti di scioglimento del ghiaccio e di ebollizione dell'acqua; scoperta della legge di deformazione dei corpi elastici; ipotesi sulla natura ondulatoria della luce e sulla natura della gravità.

Dopo la laurea all'Università di Oxford nel 1657, Hooke divenne assistente di Robert Boyle. Era una scuola eccellente con uno dei più grandi scienziati di quel tempo. Nel 1663, Hooke lavorava già come segretario e dimostratore di esperimenti della Royal Society inglese (Accademia delle Scienze). Quando si seppe del microscopio lì, Hooke fu incaricato di effettuare osservazioni su questo dispositivo. Il maestro del microscopio Drebbel aveva a sua disposizione un tubo dorato di mezzo metro posizionato rigorosamente in verticale. Ho dovuto lavorare in una posizione scomoda: chinarmi.

Miglioramento del microscopio di Hooke

Innanzitutto Hooke fece inclinare il tubo. Per non dipendere dalle giornate soleggiate, che in Inghilterra sono poche, ha installato davanti all'apparecchio una lampada a olio dal design originale. Tuttavia il sole splendeva ancora molto più luminoso. Pertanto, è nata l'idea di rafforzare e concentrare i raggi di luce della lampada. È così che è apparsa la prossima invenzione di Hooke: una grande palla di vetro piena d'acqua e dietro di essa una lente speciale. Questo sistema ottico ha aumentato la luminosità dell'illuminazione centinaia di volte.

L'intraprendente Hooke ha affrontato facilmente tutte le difficoltà che gli si sono presentate. Ad esempio, quando aveva bisogno di realizzare una lente molto piccola dalla forma perfettamente rotonda, immergeva la punta dell'ago nel vetro fuso e poi la estraeva rapidamente: una goccia scintillava sulla punta dell'ago. Hooke lo lucidò un po' e l'obiettivo era pronto. E quando si presentò l'esigenza di migliorare la qualità dell'immagine al microscopio, Hooke ne inserì una terza, collettiva, tra due lenti tradizionali - un obiettivo e un oculare - e l'immagine divenne più chiara, mentre il campo visivo aumentò.

Quando il microscopio fu pronto, Hooke iniziò le sue osservazioni. Descrisse i loro risultati nel suo libro “Micrografia”, pubblicato nel 1665. Nel corso di 300 anni, fu ristampato dozzine di volte. Oltre alle descrizioni, conteneva meravigliose illustrazioni: incisioni dello stesso Hooke.

Scoperte e scoperte, struttura cellulare

Di particolare interesse è l'osservazione n. 17 - "Sullo schematismo, o struttura del sughero, e sulle cellule e i pori di alcuni altri corpi vuoti". Hooke descrive una sezione di un normale tappo di sughero come segue: “È tutto perforato e poroso, come un favo di miele, ma i suoi pori sono di forma irregolare, e sotto questo aspetto assomiglia a un favo di miele... Inoltre, questi pori, o cellule, sono poco profondi, ma sono costituiti da molte celle separate da tramezzi.

In questa osservazione colpisce la parola “cellula”. È così che Hooke chiamava quelle che oggi vengono chiamate cellule, ad esempio cellule vegetali. A quei tempi la gente non ne aveva la minima idea. Hooke fu il primo ad osservarli e diede loro un nome che rimase con loro per sempre. Questa fu una scoperta di enorme importanza.

Osservazioni di Anthony van Leeuwenhoek

Subito dopo Hooke, l'olandese Antonie van Leeuwenhoek iniziò a fare le sue osservazioni. Era una persona interessante: vendeva tessuti e ombrelli, ma non riceveva alcuna educazione scientifica. Ma aveva una mente curiosa, osservazione, perseveranza e coscienziosità. Le lenti, da lui lucidate, ingrandivano l'oggetto 200-300 volte, cioè 60 volte meglio degli strumenti allora in uso. Descrisse tutte le sue osservazioni in lettere che inviò con cura alla Royal Society di Londra. In una delle sue lettere, riferì la scoperta delle più piccole creature viventi: gli animaletti, come li chiamava Leeuwenhoek.

Si è scoperto che gli animaletti sono presenti ovunque: nella terra, nelle piante e nel corpo degli animali. Questo evento ha rivoluzionato la scienza: sono stati scoperti i microrganismi.

Nel 1698, Anthony van Leeuwenhoek incontrò l'imperatore russo Pietro I e gli mostrò il suo microscopio e il suo animaletto. L'imperatore era così interessato a tutto ciò che vedeva e a ciò che gli spiegava lo scienziato olandese che acquistò microscopi da maestri olandesi per la Russia. Possono essere visti nella Kunstkamera di San Pietroburgo.

Leeuwenhoek ha fatto un'altra importante scoperta. Riscaldando l'acqua a ebollizione, notò che quasi tutti gli animaletti stavano morendo. Ciò significa che in questo modo puoi eliminare gli agenti patogeni nell'acqua che le persone bevono.

Fotocamera stenopeica

Concludendo la conversazione sugli strumenti ottici, è necessario menzionare la camera oscura, inventata nel 1420 dall'ingegnere italiano G. Fontana. Una camera oscura è il dispositivo ottico più semplice che consente di ottenere immagini di oggetti su uno schermo. Si tratta di una scatola scura con un piccolo foro in una delle pareti, davanti alla quale è posto l'oggetto in questione. I raggi di luce che emanano passano attraverso il foro e creano un'immagine capovolta dell'oggetto sulla parete opposta della scatola (schermo).

Nel 1558 l'italiano G. Porta adattò una camera oscura per realizzare disegni. Ha anche avuto l'idea di utilizzare una camera oscura per proiettare disegni posti all'apertura della fotocamera e fortemente illuminati da candele o dal sole.

Il microscopio è un dispositivo ottico che consente di ottenere immagini ingrandite di piccoli oggetti o di loro dettagli non visibili ad occhio nudo.

Letteralmente la parola “microscopio” significa “osservare qualcosa di piccolo” (dal greco “piccolo” e “guardo”).

L'occhio umano, come ogni sistema ottico, è caratterizzato da una certa risoluzione. Questa è la distanza più piccola tra due punti o linee quando non si uniscono ancora, ma vengono percepiti separatamente l'uno dall'altro. Con una visione normale ad una distanza di 250 mm, la risoluzione è di 0,176 mm. Pertanto il nostro occhio non è più in grado di distinguere tutti gli oggetti la cui dimensione è inferiore a questo valore. Non possiamo vedere cellule vegetali e animali, vari microrganismi, ecc. Ma questo può essere fatto con l'aiuto di speciali strumenti ottici: i microscopi.

Come funziona un microscopio?

Un microscopio classico è composto da tre parti principali: ottica, illuminazione e meccanica. La parte ottica è composta da oculari e lenti, la parte illuminante comprende sorgenti luminose, un condensatore e un diaframma. La parte meccanica solitamente comprende tutti gli altri elementi: un treppiede, un dispositivo girevole, un tavolino, un sistema di messa a fuoco e molto altro. Tutti insieme ci permettono di condurre ricerche nel micromondo.

Cos’è un “diaframma del microscopio”: parliamo del sistema di illuminazione

Per osservare il micromondo, una buona illuminazione è importante quanto la qualità dell'ottica del microscopio. LED, lampade alogene, specchio: per un microscopio è possibile utilizzare diverse fonti di illuminazione. Ognuno ha i suoi pro e contro. La retroilluminazione può essere superiore, inferiore o combinata. La sua posizione influisce su quali campioni microscopici possono essere studiati utilizzando un microscopio (trasparente, traslucido o opaco).

Sotto il tavolino su cui viene posto il campione per la ricerca, c'è un diaframma del microscopio. Può essere un disco o un'iride. Il diaframma ha la funzione di regolare l'intensità dell'illuminazione: può essere utilizzato per regolare lo spessore del fascio luminoso proveniente dall'illuminatore. Un diaframma a disco è una piccola piastra con fori di diverso diametro. Di solito è installato su microscopi amatoriali. Il diaframma a iride è costituito da numerose lamelle con le quali è possibile modificare agevolmente il diametro del foro di trasmissione della luce. È più comune nei microscopi di livello professionale.

Parte ottica: oculari e lenti

Lenti e oculari sono i pezzi di ricambio più popolari per un microscopio. Sebbene non tutti i microscopi supportino la sostituzione di questi accessori. Il sistema ottico è responsabile della formazione di un'immagine ingrandita. Quanto migliore e perfetta è, tanto più chiara e dettagliata diventa l'immagine. Ma il massimo livello di qualità ottica è necessario solo nei microscopi professionali. Per la ricerca amatoriale sono sufficienti le ottiche in vetro standard, che forniscono un ingrandimento fino a 500-1000 volte. Ma consigliamo di evitare lenti in plastica: la qualità dell'immagine in questi microscopi è solitamente deludente.

Elementi meccanici

Qualsiasi microscopio contiene elementi che consentono al ricercatore di controllare la messa a fuoco, regolare la posizione del campione in esame e regolare la distanza di lavoro del dispositivo ottico. Tutto questo fa parte della meccanica del microscopio: meccanismi di messa a fuoco coassiali, driver e portafarmaci, manopole di regolazione della nitidezza, tavolino e molto altro.

Storia della creazione del microscopio

Non si sa esattamente quando sia apparso il primo microscopio. I dispositivi di ingrandimento più semplici: lenti ottiche biconvesse, sono stati trovati durante gli scavi nel territorio dell'antica Babilonia.

Si ritiene che il primo microscopio sia stato creato nel 1590 dall'ottico olandese Hans Jansen e da suo figlio Zachary Jansen. Poiché le lenti a quei tempi venivano lucidate a mano, presentavano vari difetti: graffi, irregolarità. I difetti sulle lenti sono stati cercati utilizzando un'altra lente: una lente d'ingrandimento. Si è scoperto che se guardi un oggetto usando due lenti, viene ingrandito molte volte. Montando 2 lenti convesse all'interno di un tubo, Zachary Jansen ha ricevuto un dispositivo che somigliava a un cannocchiale. Ad un'estremità di questo tubo c'era una lente che fungeva da lente obiettiva, e all'altra c'era una lente oculare. Ma a differenza di un telescopio, il dispositivo di Jansen non avvicinava gli oggetti, ma li ingrandiva.

Nel 1609, lo scienziato italiano Galileo Galilei sviluppò un microscopio composto con lenti convesse e concave. Lo chiamava "occhiolino" - occhio piccolo.

Dieci anni dopo, nel 1619, l'inventore olandese Cornelius Jacobson Drebbel progettò un microscopio composto con due lenti convesse.

Pochi sanno che il microscopio ricevette il suo nome solo nel 1625. Il termine “microscopio” fu proposto dall'amico di Galileo Galilei, il medico e botanico tedesco Giovanni Faber.

Tutti i microscopi creati a quel tempo erano piuttosto primitivi. Pertanto, il microscopio di Galileo poteva ingrandire solo 9 volte. Dopo aver migliorato il sistema ottico di Galileo, lo scienziato inglese Robert Hooke nel 1665 creò il proprio microscopio, che aveva già un ingrandimento di 30 volte.

Nel 1674, il naturalista olandese Antonie van Leeuwenhoek creò un semplice microscopio che utilizzava una sola lente. Va detto che creare lenti era uno degli hobby dello scienziato. E grazie alla sua elevata abilità nella molatura, tutte le lenti da lui realizzate erano di altissima qualità. Leeuwenhoek li chiamava “microscopia”. Erano piccoli, grandi circa quanto un'unghia, ma potevano ingrandire 100 o anche 300 volte.

Il microscopio di Leeuwenhoek era una piastra metallica con una lente al centro. L'osservatore guardò attraverso di esso il campione fissato sull'altro lato. E sebbene lavorare con un microscopio del genere non fosse del tutto conveniente, Leeuwenhoek è stato in grado di fare importanti scoperte con l'aiuto dei suoi microscopi.

A quel tempo si sapeva poco sulla struttura degli organi umani. Con l'aiuto delle sue lenti, Leeuwenhoek scoprì che il sangue è costituito da molte minuscole particelle - globuli rossi e tessuto muscolare - provenienti dalle fibre più fini. Nelle soluzioni vedeva minuscole creature di forme diverse che si muovevano, si scontravano e si disperdevano. Adesso sappiamo che si tratta di batteri: cocchi, bacilli, ecc. Ma prima di Leeuwenhoek questo non si sapeva.

In totale, gli scienziati hanno realizzato più di 25 microscopi. 9 di loro sono sopravvissuti fino ad oggi. Sono in grado di ingrandire le immagini 275 volte.

Il microscopio di Leeuwenhoek fu il primo microscopio portato in Russia per ordine di Pietro I.

A poco a poco il microscopio fu migliorato e acquisì una forma vicina a quella moderna. Anche gli scienziati russi hanno dato un enorme contributo a questo processo. All'inizio del XVIII secolo a San Pietroburgo, nel laboratorio dell'Accademia delle Scienze furono creati progetti migliorati di microscopi. L'inventore russo I.P. Kulibin costruì il suo primo microscopio senza sapere come fosse fatto all'estero. Ha creato la produzione di vetro per lenti e ha inventato dispositivi per macinarli.

Il grande scienziato russo Mikhail Vasilyevich Lomonosov è stato il primo scienziato russo a utilizzare un microscopio nelle sue ricerche scientifiche.

Probabilmente non esiste una risposta chiara alla domanda “Chi ha inventato il microscopio?” I migliori scienziati e inventori di epoche diverse hanno contribuito allo sviluppo della microscopia.

Qualunque cosa tu dica, il microscopio è uno degli strumenti più importanti degli scienziati, una delle loro armi principali per comprendere il mondo che ci circonda. Come è apparso il primo microscopio, qual è la storia del microscopio dal Medioevo ai giorni nostri, qual è la struttura del microscopio e le regole per lavorarci, troverai le risposte a tutte queste domande nel nostro articolo. Quindi iniziamo.

Storia della creazione del microscopio

Sebbene le prime lenti d'ingrandimento, sulla base delle quali funziona effettivamente il microscopio ottico, siano state trovate dagli archeologi durante gli scavi dell'antica Babilonia, tuttavia i primi microscopi apparvero nel Medioevo. È interessante notare che non c'è accordo tra gli storici su chi abbia inventato per primo il microscopio. Tra i candidati a questo venerabile ruolo figurano famosi scienziati e inventori come Galileo Galilei, Christiaan Huygens, Robert Hooke e Antoni van Leeuwenhoek.

Vale la pena citare anche il medico italiano G. Fracostoro, che già nel 1538 propose per primo la combinazione di più lenti per ottenere un maggiore effetto di ingrandimento. Questa non era ancora la creazione del microscopio, ma divenne il precursore della sua comparsa.

E nel 1590, un certo Hans Yasen, un produttore di occhiali olandese, disse che suo figlio, Zachary Yasen, aveva inventato il primo microscopio per la gente del Medioevo, una tale invenzione era simile a un piccolo miracolo; Tuttavia, numerosi storici dubitano che Zachary Yasen sia il vero inventore del microscopio. Il fatto è che ci sono molti punti oscuri nella sua biografia, compresi punti sulla sua reputazione, quindi i contemporanei hanno accusato Zaccaria di contraffazione e furto della proprietà intellettuale di altre persone. Comunque sia, purtroppo non possiamo scoprire con certezza se Zakhary Yasen sia stato o meno l'inventore del microscopio.

Ma la reputazione di Galileo Galilei a questo riguardo è impeccabile. Conosciamo quest'uomo innanzitutto come un grande astronomo, uno scienziato perseguitato dalla Chiesa cattolica per la sua convinzione che sia la Terra a girare intorno e non viceversa. Tra le importanti invenzioni di Galileo c'è il primo telescopio, con l'aiuto del quale lo scienziato ha penetrato il suo sguardo nelle sfere cosmiche. Ma i suoi interessi non si limitavano solo alle stelle e ai pianeti, perché il microscopio è essenzialmente lo stesso telescopio, ma solo al contrario. E se con l'aiuto delle lenti d'ingrandimento puoi osservare pianeti lontani, allora perché non rivolgere la loro potenza in un'altra direzione: studiare ciò che è “sotto il nostro naso”. “Perché no”, pensò probabilmente Galileo, e così, già nel 1609, presentò al grande pubblico presso l'Accademia dei Licei il suo primo microscopio composto, che consisteva in una lente d'ingrandimento convessa e concava.

Microscopi antichi.

Successivamente, 10 anni dopo, l'inventore olandese Cornelius Drebbel migliorò il microscopio di Galileo aggiungendo un'altra lente convessa. Ma la vera rivoluzione nello sviluppo dei microscopi fu fatta da Christiaan Huygens, fisico, meccanico e astronomo olandese. Fu così il primo a creare un microscopio con un sistema oculare a due lenti regolato in modo acromatico. Vale la pena notare che gli oculari Huygens sono utilizzati ancora oggi.

Ma il famoso inventore e scienziato inglese Robert Hooke è entrato per sempre nella storia della scienza, non solo come il creatore del suo microscopio originale, ma anche come una persona che ha fatto una grande scoperta scientifica con il suo aiuto. Fu lui il primo a vedere una cellula organica al microscopio e suggerì che tutti gli organismi viventi sono costituiti da cellule, queste più piccole unità di materia vivente. Robert Hooke pubblicò i risultati delle sue osservazioni nella sua opera fondamentale, Micrographia.

Pubblicato nel 1665 dalla Royal Society di Londra, questo libro divenne immediatamente un bestseller scientifico di quei tempi e suscitò un vero scalpore nella comunità scientifica. Naturalmente conteneva incisioni raffiguranti pidocchi, mosche e cellule vegetali ingrandite al microscopio. In sostanza, questo lavoro era una straordinaria descrizione delle capacità del microscopio.

Fatto interessante: Robert Hooke prese il termine “cella” perché le cellule vegetali delimitate da muri gli ricordavano le celle monastiche.

Ecco come appariva il microscopio di Robert Hooke, immagine da Micrographia.

E l'ultimo scienziato eccezionale che ha contribuito allo sviluppo dei microscopi è stata l'olandese Antonia van Leeuwenhoek. Ispirato dal lavoro di Robert Hooke, Micrographia, Leeuwenhoek ha creato il suo microscopio. Il microscopio di Leeuwenhoek, sebbene avesse una sola lente, era estremamente potente, quindi il livello di dettaglio e di ingrandimento del suo microscopio era il migliore in quel momento. Osservando la natura vivente al microscopio, Leeuwenhoek fece molte delle più importanti scoperte scientifiche in biologia: fu il primo a vedere i globuli rossi, descrisse batteri, lieviti, abbozzò lo sperma e la struttura degli occhi degli insetti, scoprì i ciliati e descrisse molti dei loro forme. Il lavoro di Leeuwenhoek diede un enorme impulso allo sviluppo della biologia e contribuì ad attirare l'attenzione dei biologi sul microscopio, rendendolo, fino ai giorni nostri, parte integrante della ricerca biologica. Questa è la storia generale della scoperta del microscopio.

Tipi di microscopi

Inoltre, con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, iniziarono ad apparire microscopi ottici sempre più avanzati; il primo microscopio ottico che funzionava sulla base di lenti di ingrandimento fu sostituito da un microscopio elettronico, e poi da un microscopio laser, da un microscopio a raggi X; che ha dato un effetto di ingrandimento e un dettaglio molto migliori. Come funzionano questi microscopi? Ne parleremo più avanti.

Microscopio elettronico

La storia dello sviluppo del microscopio elettronico iniziò nel 1931, quando un certo R. Rudenberg ricevette un brevetto per il primo microscopio elettronico a trasmissione. Poi, negli anni '40 del secolo scorso, apparvero i microscopi elettronici a scansione, che raggiunsero la perfezione tecnica già negli anni '60 del secolo scorso. Hanno formato l'immagine di un oggetto spostando in sequenza una sonda elettronica di piccola sezione sull'oggetto.

Come funziona un microscopio elettronico? Il suo funzionamento si basa su un fascio di elettroni diretto, accelerato in un campo elettrico e che visualizza un'immagine su speciali lenti magnetiche, questo fascio di elettroni è molto più corto della lunghezza d'onda della luce visibile; Tutto ciò permette di aumentare la potenza di un microscopio elettronico e la sua risoluzione di 1000-10.000 volte rispetto ad un microscopio ottico tradizionale. Questo è il vantaggio principale del microscopio elettronico.

Ecco come appare un moderno microscopio elettronico.

Microscopio laser

Il microscopio laser è una versione migliorata del microscopio elettronico; il suo funzionamento si basa su un raggio laser che consente allo scienziato di osservare i tessuti viventi a una profondità ancora maggiore.

Microscopio a raggi X

I microscopi a raggi X vengono utilizzati per studiare oggetti molto piccoli con dimensioni paragonabili a quelle di un'onda a raggi X. Il loro lavoro si basa sulla radiazione elettromagnetica con una lunghezza d'onda compresa tra 0,01 e 1 nanometro.

Dispositivo per microscopio

La struttura di un microscopio dipende dal suo tipo; ovviamente, un microscopio elettronico differirà da un microscopio ottico o da un microscopio a raggi X. Nel nostro articolo esamineremo la struttura di un microscopio ottico moderno convenzionale, che è il più popolare sia tra i dilettanti che tra i professionisti, poiché può essere utilizzato per risolvere molti semplici problemi di ricerca.

Quindi, prima di tutto, il microscopio può essere diviso in parti ottiche e meccaniche. La parte ottica comprende:

• L'oculare è la parte del microscopio direttamente collegata agli occhi dell'osservatore. Nei primissimi microscopi era costituito da un'unica lente; nei microscopi moderni, la struttura dell'oculare è ovviamente un po' più complicata.
• La lente è praticamente la parte più importante del microscopio, poiché è la lente che fornisce l'ingrandimento principale.
• Illuminatore – responsabile del flusso di luce sull’oggetto in esame.
• Apertura – regola la forza del flusso luminoso che entra nell'oggetto studiato.

La parte meccanica del microscopio è costituita da parti importanti come:

• Tubo, è un tubo in cui si trova l'oculare. Il tubo deve essere resistente e non deformato, altrimenti le proprietà ottiche del microscopio ne risentiranno.
• La base garantisce la stabilità del microscopio durante il funzionamento. È su questo che sono fissati il ​​tubo, il supporto del condensatore, le manopole di messa a fuoco e altre parti del microscopio.
• Testa girevole: utilizzata per cambiare rapidamente le lenti, non disponibile nei modelli economici di microscopi.
• Il tavolo degli oggetti è il luogo in cui vengono posizionati l'oggetto o gli oggetti esaminati.

E qui l'immagine mostra una struttura più dettagliata del microscopio.

Regole per lavorare con un microscopio

• È necessario lavorare al microscopio stando seduti;
• Prima dell'uso il microscopio deve essere controllato e ripulito dalla polvere con un panno morbido;
• Posiziona il microscopio davanti a te leggermente a sinistra;
• Vale la pena iniziare a lavorare con un ingrandimento basso;
• Installare l'illuminazione nel campo visivo del microscopio utilizzando una luce elettrica o uno specchio. Guardando nell'oculare con un occhio e utilizzando uno specchio con un lato concavo, dirigere la luce dalla finestra nell'obiettivo, quindi illuminare il campo visivo il più possibile e in modo uniforme. Se il microscopio è dotato di illuminatore, collegare il microscopio alla fonte di alimentazione, accendere la lampada e impostare la luminosità richiesta;
• Posizionare il microcampione sul palco in modo che l'oggetto da studiare sia sotto la lente. Guardando di lato, abbassare la lente utilizzando la macrovite fino a quando la distanza tra la lente inferiore della lente e il microprovino diventa 4-5 mm;
• Muovendo il campione con la mano, trova la posizione desiderata e posizionalo al centro del campo visivo del microscopio;
• Per studiare un oggetto ad alto ingrandimento, è necessario prima posizionare l'area selezionata al centro del campo visivo del microscopio a basso ingrandimento. Quindi cambiare l'obiettivo a 40x, ruotando il revolver in modo che assuma la posizione di lavoro. Utilizzando una vite micrometrica, ottenere una buona immagine dell'oggetto. Sulla scatola del meccanismo micrometrico sono presenti due linee e sulla vite micrometrica è presente un punto che deve sempre trovarsi tra le linee. Se va oltre i limiti, deve essere riportato nella sua posizione normale. Se questa regola non viene rispettata la vite micrometrica potrebbe smettere di funzionare;
• Al termine del lavoro con ingrandimento elevato, impostare un ingrandimento basso, sollevare la lente, rimuovere il campione dal tavolo di lavoro, pulire tutte le parti del microscopio con un tovagliolo pulito, coprirlo con un sacchetto di plastica e riporlo in un armadietto.

Nel mondo moderno, un microscopio è considerato un dispositivo ottico indispensabile. Senza di esso, è difficile immaginare aree dell’attività umana come la biologia, la medicina, la chimica, la ricerca spaziale e l’ingegneria genetica.


I microscopi vengono utilizzati per studiare un'ampia varietà di oggetti e consentono di vedere in grande dettaglio strutture invisibili a occhio nudo. A chi l'umanità deve la comparsa di questo utile dispositivo? Chi ha inventato il microscopio e quando?

Quando è apparso il primo microscopio?

La storia del dispositivo risale ai tempi antichi. La capacità delle superfici curve di riflettere e rifrangere la luce solare fu notata nel III secolo a.C. dall'esploratore Euclide. Nelle sue opere, lo scienziato ha trovato una spiegazione per l'ingrandimento visivo degli oggetti, ma poi la sua scoperta non ha trovato applicazione pratica.

Le prime notizie sui microscopi risalgono al XVIII secolo. Nel 1590, il maestro olandese Zachary Jansen mise due lenti di occhiali in un tubo e riuscì a vedere gli oggetti ingranditi da 5 a 10 volte.


Successivamente, il famoso esploratore Galileo Galilei inventò un telescopio e attirò l'attenzione su una caratteristica interessante: se lo allontani, puoi ingrandire in modo significativo piccoli oggetti.

Chi ha costruito il primo modello di dispositivo ottico?

Una vera svolta scientifica e tecnica nello sviluppo del microscopio avvenne nel XVII secolo. Nel 1619 l'inventore olandese Cornelius Drebbel inventò un microscopio con lenti convesse e alla fine del secolo un altro olandese, Christiaan Huygens, presentò il suo modello in cui gli oculari potevano essere regolati.

Un dispositivo più avanzato è stato inventato dall'inventore Anthony Van Leeuwenhoek, che ha creato un dispositivo con una lente di grandi dimensioni. Nel corso del secolo e mezzo successivo, questo prodotto fornì la massima qualità d'immagine, motivo per cui Leeuwenhoek è spesso chiamato l'inventore del microscopio.

Chi ha inventato il primo microscopio composto?

Si ritiene che il dispositivo ottico non sia stato inventato da Leeuwenhoek, ma da Robert Hooke, che nel 1661 migliorò il modello di Huygens aggiungendovi una lente aggiuntiva. Il tipo di dispositivo risultante divenne uno dei più popolari nella comunità scientifica e fu ampiamente utilizzato fino alla metà del XVIII secolo.


Successivamente, molti inventori hanno contribuito allo sviluppo del microscopio. Nel 1863, Henry Sorby inventò un dispositivo polarizzatore che rese possibile lo studio, e nel 1870 Ernst Abbe sviluppò la teoria dei microscopi e scoprì il valore adimensionale “numero di Abbe”, che contribuì alla produzione di apparecchiature ottiche più avanzate.

Chi è l'inventore del microscopio elettronico?

Nel 1931, lo scienziato Robert Rudenberg brevettò un nuovo dispositivo in grado di ingrandire gli oggetti utilizzando fasci di elettroni. Il dispositivo è stato chiamato microscopio elettronico e ha trovato ampia applicazione in molte scienze grazie alla sua alta risoluzione, migliaia di volte maggiore dell'ottica convenzionale.

Un anno dopo, Ernst Ruska creò un prototipo di un moderno dispositivo elettronico, per il quale gli fu assegnato il Premio Nobel. Già alla fine degli anni '30 la sua invenzione cominciò ad essere ampiamente utilizzata nella ricerca scientifica. Allo stesso tempo, Siemens iniziò a produrre microscopi elettronici destinati all'uso commerciale.

Chi è l'autore del nanoscopio?

Il tipo più innovativo di microscopio ottico oggi è il nanoscopio, sviluppato nel 2006 da un gruppo di scienziati guidati dall'inventore tedesco Stefan Hell.


Il nuovo dispositivo consente non solo di superare la barriera del numero di Abbe, ma offre anche la possibilità di osservare oggetti che misurano 10 nanometri o meno. Inoltre, il dispositivo fornisce immagini tridimensionali di oggetti di alta qualità, precedentemente non disponibili con i microscopi convenzionali.

La parte principale del microscopio è la lente ottica. L'arte di molare le lenti ottiche ed i primi tentativi di utilizzarle risalgono a tempi antichissimi.

Nei secoli XVI-XVII. quest'arte ha raggiunto un notevole sviluppo, soprattutto in Olanda e in Italia. La domanda di occhiali ha causato anche l'industria corrispondente. Gli occhiali poterono praticamente apparire solo quando si imparò a molare vetri con una lunga lunghezza focale (fine del XIII secolo, presumibilmente 1285-1289). Probabilmente furono progettati sotto l'influenza delle idee di Ruggero Bacone (c. 1214-1294) dal fiorentino Salvino d'Amarto degli Armati o dal suo connazionale Alessandro della Spina, anche se non esistono informazioni al riguardo ritenute sufficientemente attendibili. In un modo o nell'altro, nella prima metà del XIV secolo. gli occhiali erano già comuni e ampiamente utilizzati in Europa.

Ma ci vollero altri due secoli perché l’idea del microscopio, che probabilmente esisteva potenzialmente già dai tempi di Bacon, venisse realizzata e le lenti ottiche cominciassero ad essere utilizzate come dispositivo che permettesse di vedere l’“invisibile”. Solo verso la fine del XVI secolo. La tecnica di realizzazione delle lenti ottiche e la pratica del loro utilizzo forniscono le condizioni per la fabbricazione di un microscopio, e solo nel XVII secolo. Le lenti d'ingrandimento vengono utilizzate per studiare la natura.

A cavallo tra il XVI e il XVII secolo. Quasi contemporaneamente furono inventati due strumenti che fornirono preziosi servizi alla scienza: il telescopio e il microscopio. La storia dell'invenzione del microscopio non è ancora ben compresa ed è spesso sostituita da informazioni non verificate.

Fino a poco tempo fa, la maggior parte degli storici considerava gli inventori del microscopio i maestri ottici olandesi Hans e Zacharias Janssen, impegnati nella produzione di occhiali a Middelburg. Tuttavia, S. L. Sobol (1941-1943, 1949), sulla base di un'analisi critica della documentazione storica esistente, contesta questa posizione. Secondo S. L. Sobol, l'invenzione del microscopio è stata preceduta dall'invenzione del telescopio. Il primo prototipo di microscopio, ritiene Sobol, fu progettato da Galileo nel 1609-1610. allungando il telescopio (da lui inventato qualche tempo prima) e aumentando la distanza tra l'oculare concavo e la lente convessa. Apparentemente Galileo notò che questo faceva sì che il telescopio ingrandisse piccoli oggetti vicini. Negli ulteriori sforzi per ottenere obiettivi di lunghezza focale più corta, Galileo migliorò il design originale del microscopio riducendo la lunghezza del tubo.

Tuttavia, la successiva progettazione del microscopio prese una strada diversa, basata sullo strumento ottico proposto da Keplero, dove furono utilizzati un oculare e un obiettivo sotto forma di singole lenti convesse, che davano un'immagine inversa (invertita). L'idea di un tale strumento fu avanzata da Keplero nel 1611 e nel 1613-1617. Questa era la prima volta che veniva costruito un telescopio del genere.

Pertanto, secondo S. L. Sobol, l'invenzione del microscopio dovrebbe essere attribuita al 1617-1619. In ogni caso, uno dei primi microscopi di cui si conservano informazioni risale al 1619: il microscopio Drebbel. Cornelius Drebbel (1572-1634), contadino di nascita, divenne famoso grazie a esperimenti in cui una straordinaria conoscenza della fisica si mescolava con la magia e la scienza con la ciarlataneria. Avendo vissuto una vita ricca di avventure, Drebbel divenne un astrologo alla corte del re inglese Giacomo I. Drebbel fu coinvolto nella progettazione di numerosi strumenti fisici, compresi i microscopi. I microscopi realizzati da Drebbel, di cui si dichiarava l'inventore, si diffusero in tutta Europa, penetrando dall'Inghilterra alla Francia e all'Italia. Viene mostrata una ricostruzione del microscopio di Drebbel, eseguita sotto la direzione di S. L. Sobol sulla base di una descrizione risalente al 1619. Il tubo di questo microscopio è lungo circa mezzo metro, con un diametro di circa 5 cm; era di rame dorato ed era sorretto da tre delfini di rame su un supporto rotondo di ebano. Sul piedistallo, scrive un contemporaneo, “erano poste diverse cose, che vedevamo dall’alto in una forma quasi incredibilmente ingrandita”.

Durante i primi quattro decenni, la progettazione del microscopio progredì lentamente, ma al posto delle lenti per occhiali furono gradualmente utilizzate lenti con lunghezza focale più corta. Kircher (Atanasius Kircher, 1601-1680), naturalista tedesco, pubblicò a Roma un saggio intitolato “La grande arte della luce e dell'ombra” (Ars magna lucis et umbrae), dove fornì un elenco dei microscopi allora esistenti ( S. L. Sobol, 1949).

All'inizio del XVII secolo il microscopio veniva trattato principalmente come un curioso giocattolo, con l'aiuto del quale, per divertimento, si potevano esaminare piccoli insetti e piccoli oggetti vari in genere, ma che pochi consideravano uno strumento scientifico serio. I "microscopi" di allora erano un tubo con due vetri alle estremità; venivano chiamati “vetro antipulci” o “vetro zanzara” (vitrium pulicarium), che rifletteva l'atteggiamento frivolo nei confronti dello strumento caratteristico di questo periodo, che solitamente serviva a stupire gli osservatori con le dimensioni dell'immagine. Hevelius (Jan Heveliusz, 1611-1687), un eccezionale astronomo polacco, nella sua “Selenografia”, pubblicata a Danzica, descrive un tale “microscopio” come segue: “Il microscopio, che di solito viene chiamato vetro di zanzara, mostra piccoli corpi e appena animali notevoli delle dimensioni di un cammello o di un elefante, in modo da provocare grande sorpresa e divertimento. È composto da due bicchieri e da un tubo, lungo circa un pollice, davanti al quale viene posto l'oggetto. Un bicchiere, situato vicino all'occhio, è convesso, macinato da un segmento di una pallina, di non più di due pollici di diametro; l’altro vetro, che si trova alla base, dove si trovano gli oggetti in questione, è un semplice vetro piano, il cui scopo è quello di trasmettere la luce”. Pertanto, i “microscopi” utilizzati per divertimento erano spesso semplici lenti d’ingrandimento o, come furono chiamati in seguito, “semplici microscopi”. Ma insieme a questo, Hevelius descrive anche un “microscopio complesso” di due lenti convesse come un microscopio Drebbel, in relazione al quale osserva che “con questo metodo, gli oggetti più piccoli che sfuggono all'occhio appariranno più chiari e distinti che in il primo microscopio.” (cioè in “vetro antipulci”).

L'uso del microscopio per scopi scientifici fu iniziato per primo da Federico Cesi (1585-1630) nell'Accademia romana dei Lincei (Galileo ne fu uno dei membri). Apparentemente, il naturalista italiano Stelluti (Francesco Stelluti, 1577-1646) fu uno dei primi a utilizzare un microscopio per studiare un oggetto biologico: un'ape.

I primi microscopi non avevano dispositivi di illuminazione o dispositivi per cambiare la messa a fuoco. Gli oggetti venivano visti al loro interno alla luce del giorno, alla luce incidente. Naturalmente questi microscopi producevano immagini molto mediocri e distorte.

Il primo miglioramento del microscopio e la promozione di questo dispositivo come strumento scientifico sono associati al nome dell'eccezionale fisico inglese Robert Hooke (1635-1703), che per primo scoprì le "cellule" nelle piante usando il suo microscopio. Pertanto, l'emergere del concetto di cellula coincide quasi con il periodo della comparsa del microscopio e della nascita della microscopia.

Hooke conosceva il microscopio portato da Drebbel in Inghilterra nel 1619. Essendo un inventore per mentalità, Hooke si interessò al nuovo dispositivo e si pose l'obiettivo di ricostruire il microscopio di Drebbel. Hooke riuscì a creare uno strumento che presentava numerosi vantaggi rispetto ai microscopi esistenti. In Micrographia (1665), Hooke fornì una descrizione dettagliata e un'immagine del suo microscopio. Il tubo aveva un diametro di circa 8 cm e una lunghezza di circa 18 cm ed era dotato di dispositivi per modificare leggermente la distanza della lente dall'oggetto e modificare l'inclinazione del tubo. Una modifica significativa nella parte ottica del microscopio fu l'introduzione di una terza lente biconvessa posta tra l'oculare e l'obiettivo; Riducendo l'immagine, questo obiettivo la rendeva più chiara e aumentava il campo visivo. L'oggetto veniva posto su un piccolo disco rotondo oppure veniva infilato su un perno situato sul lato del disco. Al microscopio era collegato un apparato di illuminazione, costituito da una sorgente luminosa, una sfera di vetro riempita d'acqua e una lente biconvessa che concentrava la luce sull'oggetto. Pertanto, nel microscopio di Hooke, l'oggetto veniva osservato in luce incidente. Usando questo microscopio, Hooke fece osservazioni sorprendentemente sottili, la cui descrizione nella sua Micrographia è accompagnata da bellissime illustrazioni che mostrano la finezza delle osservazioni di questo primo microscopista.

Contemporaneamente a Hooke, Eustachio Divini (1667) lavorò a Roma per migliorare il microscopio, apportando un notevole miglioramento introducendo un oculare composto da due lenti piano-convesse, le cui superfici convesse erano dirette l'una verso l'altra. Ciò ha creato un campo visivo piatto e un ingrandimento più uniforme delle diverse parti dell'oggetto visualizzato. Lenti divine ingrandite da 41 a 143 volte. Diversi altri artigiani in Italia furono coinvolti nella progettazione dei microscopi e contribuirono alla diffusione del nuovo dispositivo.

Nel 1672, l'ottico tedesco Sturm introdusse un nuovo miglioramento al microscopio: invece di un obiettivo con una lente, realizzò obiettivi da due lenti: una piano-convessa e una biconvessa o da due lenti biconvesse con curvature diverse (“doppietti”). . Così vengono introdotti nella pratica i microscopi con una combinazione di più lenti nell'oculare e nell'obiettivo. L'ingegnere viennese Grindel von Ach progettò nel 1685 un microscopio con 6 lenti. L'aspetto generale di questo microscopio è molto simile alla descrizione del microscopio Drebbel.

Un nuovo cambiamento nel design del microscopio fu introdotto (intorno al 1665) dall'italiano Camiaani (Giuseppe Campani), il cui microscopio aveva un foro nel tavolino e morsetti per lastre di vetro o mica con oggetti. Il suo microscopio consisteva di due lenti. Tortona (Carl Anton Tortona) utilizzò lo stesso disegno per il suo microscopio a tre lenti (circa 1685). Il microscopio di Tortona era costituito da un tubo, nell'estremità superiore del quale veniva inserito un oculare, quindi veniva posizionata una lente di raccolta e nella parte inferiore veniva fissata una lente. Tutte le lenti erano lenticchie biconvesse. Al tubo era avvitato un anello, collegato ad un portaoggetti costituito da due bicchieri, tra i quali era posto un oggetto, visto in luce trasmessa.

È raffigurato il modello del microscopio Bonannus, uno dei modelli più complessi della fine del XVII secolo. La base è tratta dal microscopio di Tortona, integrato con una serie di dispositivi. Il microscopio Bonanus è progettato in modo che, fissando saldamente la posizione dello strumento, liberi le mani dell'osservatore (i microscopi Tortona, come i primi microscopi Bonanus, dovevano essere tenuti in mano) e concentri la massima luce sull'oggetto. Il microscopio è costituito da un tubo (AB) che porta le lenti. La vite Z blocca l'avanzamento verticale del tubo montato nel supporto U. Il dispositivo RTG, una parte del quale è mostrato separatamente, consente di spostare il tubo avanti e indietro, cioè di modificare la lunghezza focale. Questo è il primo tentativo di un dispositivo meccanico per impostare la messa a fuoco fissando l'oggetto immobile. L'oggetto è posto in un apposito porta CD, inserito tra due bicchieri incastonati in lastre di legno I. L'oggetto è illuminato dalla lampada Q, la cui luce è concentrata dal condensatore O; il condensatore può muoversi lungo un piano orizzontale e verticale. Il microscopio Bonanus contiene già i rudimenti delle principali parti meccaniche e dei dispositivi di un microscopio successivo: un tubo di alimentazione meccanico, un illuminatore e un tavolino. L'oggetto è stato visto in luce trasmessa; Bonanus introdusse nuovamente l'illuminazione artificiale a questo scopo.

Le parti ottiche del suo microscopio erano costituite da tre o quattro lenti, che fornivano un ingrandimento di 200-300 volte.

Nonostante tutte queste innovazioni, il microscopio rimase uno strumento molto imperfetto, poiché quando si utilizzavano sistemi di lenti combinati, le aberrazioni sferiche e cromatiche erano fortemente avvertite, distorcendo gravemente le immagini a qualsiasi ingrandimento elevato. In questo dobbiamo cercare la ragione per cui alcuni eminenti ricercatori dei secoli XVII e XVIII. non è stato utilizzato alcun microscopio composto.

Swammerdam, un notevole zootomo del XVII secolo, famoso per l'arte di sezionare piccoli oggetti, soprattutto insetti, utilizzava solo una semplice lente d'ingrandimento. Ha progettato un dispositivo in cui era possibile cambiare rapidamente lenti d'ingrandimento di diversi ingrandimenti e con l'aiuto di questo dispositivo è passato costantemente da lenti deboli a lenti forti, senza ricorrere a combinarle.

Anche Leeuwenhoek, il secondo grande microscopista olandese, non utilizzò un vero microscopio composto. I "microscopi" di Leeuwenhoek erano in realtà lenti d'ingrandimento. È raffigurato uno degli strumenti simili di Leeuwenhoek. Era costituito da due lastre d'argento con un foro nel quale era inserita una lente; Dietro è posto un porta oggetti. L'osservatore prendeva il “microscopio” con un'impugnatura speciale ed esaminava gli oggetti in luce trasmessa. Leeuwenhoek ha dovuto realizzare supporti diversi per oggetti diversi e ha creato nuovi strumenti a questo scopo. Secondo la sua stessa dichiarazione, Leeuwenhoek possedeva 200 “microscopi” che fornivano ingrandimenti da 40 a 270 volte. Solo un'eccezionale abilità nella molatura del vetro ha permesso a Leeuwenhoek di produrre lenti con un ingrandimento così sorprendente (dopotutto, con una lente è stato ottenuto un ingrandimento di 270 volte), e la vigilanza dell'osservatore ha permesso a Leeuwenhoek di fare scoperte sorprendenti.

Questi sono gli strumenti con cui i microscopisti del XVII secolo lavorarono e fecero scoperte eccezionali. È sorprendente come, con strumenti così primitivi, sia stato possibile descrivere i dettagli, a volte sorprendentemente accurati, che troviamo nel loro lavoro. Ovviamente, la perseveranza, la prospettiva di scoprire fatti nuovi e sconosciuti, hanno contribuito a superare le difficoltà che il microscopio ha posto all'osservatore nel primo periodo della sua comparsa.

A quanto detto va aggiunto che gli oggetti oggetto di studio sono stati esaminati senza alcuna lavorazione, direttamente all'aria, posti su vetro (a volte tra due bicchieri) o appuntati su un ago. La netta differenza tra gli indici di rifrazione dell'aria e dell'oggetto ha creato ulteriori difficoltà per lo studio. Infine, nonostante l'eccezionale abilità nella molatura delle lenti, gli occhiali di quel tempo producevano una forte aberrazione cromatica, particolarmente sensibile nei microscopi complessi, dove le carenze di un sistema di vetro erano amplificate da un secondo sistema: l'oculare.

Quasi nessuno dei moderni microscopisti esperti, viziato dai più recenti microscopi acromatici, potrebbe, con l'aiuto degli strumenti utilizzati nel XVII secolo, esaminare ciò che vedevano gli eccezionali microscopisti dell'epoca. Il semplice microscopio scolastico moderno è un capolavoro con il quale questi microscopi antichi non possono essere paragonati. Eppure, con il loro aiuto, sono stati scoperti fatti notevoli. Uno di questi fu la scoperta nel XVII secolo. struttura cellulare delle piante.

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