Cos’è un microscopio e perché è necessario? Lavoro di ricerca "cos'è un microscopio" Un messaggio su un microscopio in biologia.

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 una pulce, un pidocchio, una mosca e una cellula vegetale ingrandita 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 manualmente il campione, 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.

Probabilmente, ognuno di noi, almeno una volta nella vita, ha avuto l'opportunità di lavorare con un dispositivo come un microscopio: alcuni a scuola durante una lezione di biologia e altri, forse, a causa della propria professione. Con l'aiuto di un microscopio possiamo osservare gli organismi viventi più piccoli, le particelle. Il microscopio è un dispositivo piuttosto complesso e inoltre ha una lunga storia che sarà utile conoscere. Scopriamo cos'è un microscopio?

Definizione

La parola "microscopio" deriva da due parole greche "micros" - "piccolo", "skopeo" - "guarda". Cioè, lo scopo di questo dispositivo è esaminare piccoli oggetti. Per dare una definizione più precisa, il microscopio è un dispositivo ottico (con una o più lenti) utilizzato per ottenere immagini ingrandite di determinati oggetti non visibili ad occhio nudo.

Ad esempio, i microscopi utilizzati nelle scuole di oggi sono in grado di ingrandire 300-600 volte, questo è abbastanza per vedere una cellula vivente in dettaglio: puoi vedere le pareti della cellula stessa, i vacuoli, il suo nucleo, ecc. Ma nonostante tutto questo, ha attraversato un lungo percorso di scoperte e persino di delusioni.

Storia della scoperta del microscopio

L'ora esatta della scoperta del microscopio non è stata ancora stabilita, poiché i primissimi dispositivi per osservare piccoli oggetti furono trovati dagli archeologi in epoche diverse. Sembravano una normale lente d'ingrandimento, cioè era una lente biconvessa che ingrandiva l'immagine più volte. Vorrei chiarire che i primissimi obiettivi non erano realizzati in vetro, ma in una sorta di pietra trasparente, quindi non è necessario parlare della qualità delle immagini.

Successivamente furono inventati i microscopi costituiti da due lenti. La prima lente è l'obiettivo, si rivolgeva all'oggetto studiato, e la seconda lente è l'oculare in cui guardava l'osservatore. Ma l'immagine degli oggetti era ancora fortemente distorta, a causa di forti deviazioni sferiche e cromatiche: la luce veniva rifratta in modo non uniforme e per questo motivo l'immagine risultava poco chiara e colorata. Tuttavia, anche allora l'ingrandimento del microscopio era di diverse centinaia di volte, il che è parecchio.

Il sistema di lenti nei microscopi fu notevolmente complicato solo all'inizio del XIX secolo, grazie al lavoro di fisici come Amici, Fraunhofer e altri. La progettazione delle lenti utilizzava già un sistema complesso costituito da lenti collettrici e divergenti. Inoltre, queste lenti erano realizzate con diversi tipi di vetro, compensando reciprocamente i difetti.

Il microscopio di uno scienziato olandese, Leeuwenhoek, aveva già un piano dove venivano posizionati tutti gli oggetti studiati, e c'era anche una vite che permetteva di spostare questo tavolo senza problemi. Quindi è stato aggiunto uno specchio, per una migliore illuminazione degli oggetti.

Struttura del microscopio

Esistono microscopi semplici e complessi. Un microscopio semplice è costituito da un sistema di lenti singole, proprio come una normale lente d'ingrandimento. Un microscopio complesso combina due lenti semplici.

Un microscopio complesso, quindi, fornisce un ingrandimento maggiore e, inoltre, ha una risoluzione maggiore. È la presenza di questa capacità (risoluzione) che rende possibile distinguere i dettagli dei campioni. Un'immagine ingrandita, dove non si distinguono i dettagli, ci fornirà alcune informazioni utili.

I microscopi complessi hanno circuiti a due stadi. Un sistema di lenti (obiettivo) viene avvicinato all'oggetto e, a sua volta, crea un'immagine risolta e ingrandita dell'oggetto. Successivamente l’immagine viene già ingrandita da un altro sistema di lenti (oculare), posizionato direttamente più vicino all’occhio dell’osservatore. Questi 2 sistemi di lenti si trovano alle estremità opposte del tubo del microscopio.

Microscopi moderni

I microscopi moderni possono fornire un ingrandimento enorme, fino a 1500-2000 volte, mentre la qualità dell'immagine sarà eccellente. Anche i microscopi binoculari sono piuttosto popolari; in essi l'immagine di una lente è biforcata e puoi guardarla con due occhi contemporaneamente (in due oculari). Ciò consente di distinguere molto meglio i dettagli visivamente piccoli. Tali microscopi vengono solitamente utilizzati in vari laboratori (compresi quelli medici) per la ricerca.

Microscopi elettronici

I microscopi elettronici ci aiutano a “esaminare” le immagini dei singoli atomi. È vero, la parola "considerare" qui è usata in modo relativo, poiché non guardiamo direttamente con i nostri occhi: l'immagine di un oggetto appare come risultato dell'elaborazione più complessa dei dati ricevuti da un computer. La progettazione di un microscopio (elettronico) si basa su principi fisici, nonché su un metodo per "sentire" le superfici degli oggetti con un ago molto sottile, la cui punta ha uno spessore di solo 1 atomo.

Microscopi USB

Attualmente, con lo sviluppo della tecnologia digitale, chiunque può acquistare un obiettivo per la fotocamera del proprio cellulare e scattare fotografie di qualsiasi oggetto microscopico. Esistono anche microscopi USB molto potenti che, collegati al computer di casa, consentono di visualizzare l'immagine risultante sul monitor. La maggior parte delle fotocamere digitali è in grado di scattare foto in modalità macro, con l'aiuto della quale è possibile scattare foto degli oggetti più piccoli. E se posizioni una piccola lente convergente davanti all'obiettivo della fotocamera, puoi facilmente ingrandire una foto fino a 500x.

Oggi le nuove tecnologie ci aiutano a vedere ciò che era inaccessibile letteralmente cento anni fa. Le parti del microscopio sono state costantemente migliorate nel corso della sua storia e attualmente vediamo il microscopio nella sua forma finita. Tuttavia, il progresso scientifico non si ferma e nel prossimo futuro potrebbero apparire modelli di microscopi ancora più avanzati.

MICROSCOPIO
uno strumento ottico con una o più lenti per produrre immagini ingrandite di oggetti non visibili a occhio nudo. I microscopi possono essere semplici o complessi. Un microscopio semplice è un sistema a lente singola. Un semplice microscopio può essere considerato una normale lente d'ingrandimento: una lente piano-convessa. Un microscopio composto (spesso chiamato semplicemente microscopio) è una combinazione di due semplici. Un microscopio composto fornisce un ingrandimento maggiore di uno semplice e ha una risoluzione maggiore. La risoluzione è la capacità di distinguere i dettagli di un campione. Un'immagine ingrandita senza dettagli visibili fornisce poche informazioni utili. Un microscopio complesso ha un design a due stadi. Un sistema di lenti, chiamato obiettivo, viene avvicinato al campione; crea un'immagine ingrandita e risolta dell'oggetto. L'immagine viene ulteriormente ingrandita da un altro sistema di lenti chiamato oculare, posizionato più vicino all'occhio dello spettatore. Questi due sistemi di lenti si trovano alle estremità opposte del tubo.

Lavorare con un microscopio. L'illustrazione mostra un tipico microscopio biologico. Il supporto per treppiede è realizzato sotto forma di fusione pesante, solitamente a forma di ferro di cavallo. Ad esso è fissato su una cerniera un portatubo che sostiene tutte le altre parti del microscopio. Il tubo in cui sono montati i sistemi di lenti consente loro di essere spostati rispetto al campione per la messa a fuoco. La lente si trova all'estremità inferiore del tubo. Tipicamente, un microscopio è dotato di diversi obiettivi di diverso ingrandimento su una torretta, che consente loro di essere installati in una posizione di lavoro sull'asse ottico. L'operatore, esaminando un campione, solitamente inizia con la lente che ha l'ingrandimento più basso e il campo visivo più ampio, trova i dettagli che lo interessano, e poi li esamina utilizzando una lente con un ingrandimento maggiore. L'oculare è montato all'estremità di un supporto retrattile (che consente di modificare la lunghezza del tubo quando necessario). L'intero tubo con obiettivo e oculare può essere spostato su e giù per mettere a fuoco il microscopio. Il campione viene solitamente prelevato come uno strato o una sezione trasparente molto sottile; è posizionato su una lastra di vetro rettangolare, chiamata vetrino, e coperto superiormente con una lastra di vetro più sottile e più piccola, chiamata coprioggetto. Il campione viene spesso colorato con sostanze chimiche per aumentare il contrasto. Il vetrino viene posizionato sul tavolino in modo che il campione si trovi sopra il foro centrale del tavolino. Il tavolino è solitamente dotato di un meccanismo per spostare il campione in modo fluido e preciso attraverso il campo visivo. Sotto il tavolino portaoggetti si trova il supporto per il terzo sistema di lenti, un condensatore, che concentra la luce sul campione. Possono esserci diversi condensatori e qui si trova un diaframma a iride per regolare l'apertura. Ancora più in basso si trova uno specchio luminoso installato in un giunto cardanico, che riflette la luce della lampada sul campione, grazie al quale l'intero sistema ottico del microscopio crea un'immagine visibile. L'oculare può essere sostituito con un attacco fotografico e quindi l'immagine verrà formata sulla pellicola fotografica. Molti microscopi da ricerca sono dotati di un illuminatore speciale, per cui non è necessario uno specchio illuminato.
Aumento. L'ingrandimento di un microscopio è uguale al prodotto dell'ingrandimento dell'obiettivo e dell'ingrandimento dell'oculare. Per un tipico microscopio da ricerca, l'ingrandimento dell'oculare è 10 e l'ingrandimento degli obiettivi è 10, 45 e 100. Pertanto, l'ingrandimento di un tale microscopio varia da 100 a 1000. L'ingrandimento di alcuni microscopi raggiunge 2000. l'ingrandimento ancora maggiore non ha senso, poiché la risoluzione allo stesso tempo non migliora; al contrario, la qualità dell'immagine peggiora.
Teoria. Una teoria coerente del microscopio fu formulata dal fisico tedesco Ernst Abbe alla fine del XIX secolo. Abbe ha scoperto che la risoluzione (la distanza minima possibile tra due punti visibili separatamente) è data da

dove R è la risoluzione in micrometri (10-6 m), l è la lunghezza d'onda della luce (creata dall'illuminatore), μm, n è l'indice di rifrazione del mezzo tra il campione e la lente e a è la metà dell'input angolo della lente (l'angolo tra i raggi esterni del fascio luminoso conico, compreso nella lente). Abbe chiamò la quantità apertura numerica (è indicata con il simbolo NA). Dalla formula sopra è chiaro che maggiore è la NA e più corta è la lunghezza d'onda, minori saranno i dettagli risolti dell'oggetto in studio. L'apertura numerica non determina solo la risoluzione del sistema, ma caratterizza anche l'apertura dell'obiettivo: l'intensità luminosa per unità di area dell'immagine è approssimativamente uguale al quadrato di NA. Per un buon obiettivo, il valore NA è di circa 0,95. Il microscopio è solitamente progettato in modo che il suo ingrandimento totale sia di ca. 1000 N.A.
Lenti a contatto. Esistono tre tipi principali di obiettivi, che differiscono nel grado di correzione delle distorsioni ottiche: aberrazioni cromatiche e sferiche. L'aberrazione cromatica si verifica quando onde luminose di diverse lunghezze d'onda vengono focalizzate in punti diversi sull'asse ottico. Di conseguenza, l'immagine appare colorata. Le aberrazioni sferiche sono causate dal fatto che la luce che passa attraverso il centro della lente e la luce che passa attraverso la sua parte periferica sono focalizzate in punti diversi sull'asse. Di conseguenza, l'immagine appare poco chiara. Le lenti acromatiche sono attualmente le più comuni. In essi, le aberrazioni cromatiche vengono soppresse attraverso l'uso di elementi in vetro con diversa dispersione, garantendo la convergenza dei raggi estremi dello spettro visibile - blu e rosso - in un unico fuoco. Rimane una leggera colorazione dell'immagine e talvolta appare come deboli strisce verdi attorno all'oggetto. L'aberrazione sferica può essere corretta solo per un colore. Le lenti alla fluorite utilizzano additivi di vetro per migliorare la correzione del colore al punto che la colorazione viene quasi completamente eliminata dall'immagine. Le lenti apocromatiche sono le lenti con la correzione del colore più complessa. Non solo eliminano quasi completamente le aberrazioni cromatiche, ma correggono anche le aberrazioni sferiche non per uno, ma per due colori. L'ingrandimento degli apocromatici per il blu è leggermente maggiore che per il rosso, e quindi richiedono speciali oculari “compensatori”. La maggior parte delle lenti sono "asciutte", cioè sono progettati per funzionare in condizioni in cui lo spazio tra la lente e il campione è pieno d'aria; il valore NA per tali lenti non supera 0,95. Se si introduce un liquido (olio o, più raramente, acqua) tra l'obiettivo e il campione, si ottiene un obiettivo “ad immersione” con un valore di NA fino a 1,4 e un corrispondente miglioramento della risoluzione. Attualmente l'industria produce vari tipi di lenti speciali. Questi includono lenti a campo piatto per microfotografia, lenti senza stress (rilassate) per lavorare in luce polarizzata e lenti per esaminare campioni metallurgici opachi illuminati dall'alto.
Condensatori. Il condensatore forma un cono di luce diretto sul campione. Tipicamente, un microscopio è dotato di un diaframma a iride per far corrispondere l'apertura del cono di luce con l'apertura dell'obiettivo, fornendo così la massima risoluzione e il massimo contrasto dell'immagine. (Il contrasto è importante nella microscopia quanto lo è nella tecnologia televisiva.) Il condensatore più semplice, abbastanza adatto per la maggior parte dei microscopi generici, è il condensatore di Abbe a due lenti. Gli obiettivi con apertura maggiore, in particolare gli obiettivi a immersione in olio, richiedono condensatori corretti più complessi. Gli obiettivi ad olio con apertura massima richiedono un condensatore speciale che abbia un contatto di immersione in olio con la superficie inferiore del vetrino su cui poggia il campione.
Microscopi specializzati. A causa delle diverse esigenze della scienza e della tecnologia, sono stati sviluppati molti tipi speciali di microscopi. Un microscopio binoculare stereoscopico, progettato per ottenere un'immagine tridimensionale di un oggetto, è costituito da due sistemi microscopici separati. Il dispositivo è progettato per piccoli ingrandimenti (fino a 100). Tipicamente utilizzato per l'assemblaggio di componenti elettronici miniaturizzati, ispezioni tecniche, operazioni chirurgiche. Un microscopio polarizzatore è progettato per studiare l'interazione dei campioni con la luce polarizzata. La luce polarizzata spesso rende possibile rivelare la struttura degli oggetti che va oltre i limiti della risoluzione ottica convenzionale. Un microscopio riflettente è dotato di specchi anziché di lenti che formano un'immagine. Poiché è difficile realizzare una lente a specchio, esistono pochissimi microscopi completamente riflettenti e attualmente gli specchi vengono utilizzati principalmente solo negli attacchi, ad esempio per la microchirurgia di singole cellule. Microscopio fluorescente: illumina il campione con luce ultravioletta o blu. Il campione, assorbendo questa radiazione, emette luce visibile a luminescenza. Microscopi di questo tipo sono utilizzati in biologia, così come in medicina, per la diagnostica (in particolare il cancro). Il microscopio a campo oscuro aggira le difficoltà legate al fatto che i materiali viventi sono trasparenti. Il campione viene osservato con un'illuminazione “obliqua” tale che la luce diretta non può entrare nella lente. L'immagine è formata dalla luce diffratta da un oggetto, facendo apparire l'oggetto molto chiaro su uno sfondo scuro (con contrasto molto elevato). Un microscopio a contrasto di fase viene utilizzato per esaminare oggetti trasparenti, in particolare cellule viventi. Grazie a speciali dispositivi, parte della luce che passa attraverso il microscopio risulta essere sfasata di metà della lunghezza d'onda rispetto all'altra parte, il che determina il contrasto nell'immagine. Il microscopio ad interferenza è un ulteriore sviluppo del microscopio a contrasto di fase. Si tratta di un'interferenza tra due fasci luminosi, uno dei quali attraversa il campione e l'altro viene riflesso. Questo metodo produce immagini colorate che forniscono informazioni molto preziose quando si studia la materia vivente. Guarda anche
MICROSCOPIO ELETTRONICO;
STRUMENTI OTTICI;
OTTICA.
LETTERATURA
Microscopi. L., 1969 Progettazione di sistemi ottici. M., 1983 Ivanova T.A., Kirillovsky V.K. Progettazione e controllo dell'ottica del microscopio. M., 1984 Kulagin S.V., Gomenyuk A.S. ed altri. M., 1984

Enciclopedia di Collier. - Società aperta. 2000 .

Scopri cos'è "MICROSCOPIO" in altri dizionari:

Microscopio... Libro di consultazione del dizionario ortografico

MICROSCOPIO- (dal greco mikros piccolo e skopeo guardo), strumento ottico per lo studio di piccoli oggetti non direttamente visibili a occhio nudo. Esistono microscopi semplici, o lenti d'ingrandimento, e microscopi complessi, o microscopi in senso proprio. Lente d'ingrandimento... ... Grande Enciclopedia Medica

microscopio- un, microscopio m. mikros piccolo + skopeo guardo. Dispositivo ottico dotato di un sistema di lenti ad alto ingrandimento per la visione di oggetti o parti di essi non visibili ad occhio nudo. BAS 1. Microscopio, visione fine. 1790. Kurg. // Maltseva 54.… … Dizionario storico dei gallicismi della lingua russa

MICROSCOPIO (Microscopus), piccola costellazione del cielo australe. La sua stella più luminosa ha una magnitudine di 4,7. MICROSCOPIO, un dispositivo ottico che permette di ottenere un'immagine ingrandita di piccoli oggetti. Il primo microscopio fu creato nel 1668... ... Dizionario enciclopedico scientifico e tecnico

- (greco, da mikros piccolo, e skopeo guardo). Un apparato fisico per esaminare gli oggetti più piccoli, che, attraverso di esso, appaiono in forma ingrandita. Dizionario delle parole straniere incluse nella lingua russa. Chudinov A.N.,... ... Dizionario delle parole straniere della lingua russa

- (da micro... e... scope) uno strumento che permette di ottenere un'immagine ingrandita di piccoli oggetti e dei loro dettagli non visibili ad occhio nudo. L'ingrandimento del microscopio, che arriva a 1500-2000, è limitato da fenomeni di diffrazione. Disarmato... ... Grande dizionario enciclopedico

Microtessili, ortoscopio Dizionario dei sinonimi russi. microscopio sostantivo, numero di sinonimi: 11 biomicroscopio (1) ... Dizionario dei sinonimi

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- (dal greco mikros piccolo e skopeo guardo), ottico. un dispositivo per ottenere immagini fortemente ingrandite di oggetti (o dettagli della loro struttura) invisibili a occhio nudo. Vari tipi di M. sono destinati alla rilevazione e allo studio di batteri,... ... Enciclopedia fisica

MICROSCOPIO, microscopio, uomo. (dal greco mikros piccolo e skopeo guardo) (fisico). Dispositivo ottico dotato di un sistema di lenti ad alto ingrandimento per la visione di oggetti non visibili ad occhio nudo. Il dizionario esplicativo di Ushakov.... ... Dizionario esplicativo di Ushakov

Dispositivo ottico per ottenere immagini ingrandite di oggetti non visibili ad occhio nudo. Nel microbiolo. vengono utilizzate la microscopia ottica ed elettronica Uno dei principali indicatori della microscopia è la risoluzione: la capacità di distinguere tra due oggetti vicini... ... Dizionario di microbiologia

Un microscopio per un bambino è una finestra su un mondo completamente sconosciuto di cellule, minuscole particelle e microrganismi. Quale bambino non è interessato a imparare, ad esempio, come appaiono da vicino le ali e le zampe di un insetto? Da questo punto di vista questo dispositivo può essere classificato come un giocattolo educativo.

Prima di decidere di acquistare un microscopio, i genitori dovrebbero analizzare la situazione: l'età del bambino, il grado di interesse per un nuovo giocattolo, la sua tendenza alla "ricerca", la perseveranza, ecc. La "serietà" del modello acquistato (e, di conseguenza, , il prezzo) dipende dalla somma di tutti questi fattori.

Per la prima conoscenza di un bambino con il "nanomondo", è adatto un microscopio per bambini con un set minimo di opzioni. Se stiamo parlando di uno scolaro, allora è meglio concentrarsi sul cosiddetto. didattico con un ingrandimento di almeno 650 volte.

Andiamo al negozio

Come scegliere un microscopio di qualità per uno scolaretto? Quelli venduti nei negozi di giocattoli, anche quelli relativamente costosi, purtroppo non sono vere e proprie attrezzature. E non c'è bisogno di parlare di quelli economici. È improbabile che l'immagine che un bambino può vedere con un giocattolo del genere lo ispiri per una lunga "ricerca" e l'interesse andrà presto perso.

Allora come scegliere un microscopio per uno scolaro? Naturalmente esistono buoni dispositivi. Ma il loro prezzo è molto più alto di quello dei giochi. Sebbene alcuni di quelli economici possano essere paragonati ai giocattoli più "sofisticati". Questo vale per i modelli chiamati scolastici e professionali.

Per quale scopo viene acquistato un microscopio per uno scolaro?

Anche solo come giocattolo, è meglio acquistare una lente d'ingrandimento di buona qualità. Dovresti prendere in considerazione l'acquisto solo quando gli esperimenti con il microscopio per gli scolari smettono di essere interessanti dopo un paio di giorni e il bambino è "in tutta serietà" e da tempo è affascinato dalle scienze naturali, come la chimica e la biologia tempo. Sta anche pensando di diventare medico o biologo e prevede di sostenere l'Esame di Stato Unificato o l'Esame di Stato Unificato in queste materie. In questo caso avere a casa un microscopio scolastico di alta qualità è una vera necessità, e i costi considerevoli per acquistarlo con tutti gli accessori allegati saranno giustificati.

Cosa fare quando un bambino è appassionato di biologia, ma i genitori non ne capiscono assolutamente nulla? E se non sanno nemmeno com’è fatto un microscopio, come puoi evitare di commettere errori nell’acquisto? Dovrai studiare seriamente l'assortimento di negozi di ottica, leggere i forum pertinenti, chiedere a coloro che sono "al corrente" e, infine, formarti la tua opinione. Inoltre, decidi in anticipo l'importo che puoi permetterti di spendere per l'acquisto e, in base ad esso, scegli il modello più ottimale.

Quindi, a cosa dovresti prestare attenzione quando acquisti un microscopio per uno scolaro?

Cos'è l'ingrandimento?

Questa funzione può essere ottica o digitale. Prima di tutto, dovresti prestare attenzione all'ingrandimento ottico. Il digitale è il solito zoom, ovvero l'ingrandimento dell'immagine, senza la possibilità di vedere ulteriori dettagli. Chi è impegnato in un lavoro serio dovrebbe concentrarsi su modelli con ingrandimento a partire da 1000x e oltre. Puoi anche trovare copie convenienti per uso domestico con zoom ottico 2000x.

Una caratteristica molto utile è la possibilità di regolare le diottrie per chi soffre di problemi di vista. In genere possono essere regolati tra +5 e -5. D'accordo, lavorare con un microscopio senza occhiali è molto più conveniente che guardare attraverso di essi nell'oculare.

Accordatura grossolana e fine

Nei modelli più semplici, di norma, vengono fornite solo regolazioni approssimative. Le opzioni “più serie” hanno inoltre una funzione di regolazione fine. Spesso i consumatori non sono in grado di discernere la differenza tra due copie con una descrizione simile, ma una differenza significativa nel prezzo (ad esempio, per 12-13 e 30 mila rubli), e sono perplessi, dicono, cosa c'è da pagare più del dovuto per? Dopotutto, questo è solo un microscopio per uno scolaretto!

Spieghiamo: la differenza potrebbe essere nella qualità dell'ottica. Oppure risulterà monoculare e non fornirà la funzione di regolazione diottrica. L'ottica è proprio la parte del microscopio su cui dovresti risparmiare per ultima. In questo senso, dovresti scegliere il modello più costoso che ti puoi permettere.

Il microscopio può essere monoculare o binoculare. Nel primo caso lo guardano con un occhio, nel secondo con due, il che è senza dubbio più conveniente. E sebbene per molti questo punto non sia importante, dovrebbe comunque essere preso in considerazione. Almeno è più facile guardare a lungo con il binocolo: i tuoi occhi si stancano meno.

Cos'è un microscopio ottico? Un po' di retroilluminazione

Quando si parla di questo dispositivo non si può non citare il sistema di illuminazione. Secondo la definizione, un microscopio è un dispositivo ottico con un ingrandimento di almeno due stadi, che consente di vedere oggetti e dettagli che non sono visibili all'occhio normale da una distanza di 250 mm. Un microscopio ottico è quindi impensabile senza un'ulteriore fonte di illuminazione.

Sono disponibili due opzioni: retroilluminazione a LED o tipo alogeno. Qual è il migliore?

La retroilluminazione a LED è rappresentata da un LED integrato che produce luce bianca. La sua durata è più lunga e si riscalda al minimo. Gli alogeni si riscaldano un po' di più e la luce assume una tonalità giallastra. Le opzioni con retroilluminazione a LED di solito costano un po' di più, ma questa differenza non è fondamentale. Molti modelli di microscopi possono esistere con l'uno o l'altro tipo di illuminazione: la scelta spetta all'acquirente.

Fotocamera per l'output delle immagini

Un microscopio di buona scuola dovrebbe essere dotato di una fotocamera con la quale l'immagine viene visualizzata sullo schermo del monitor. Questa funzione è abbastanza utile. Ti dà l'opportunità di fotografare o registrare su videoregistrazione i risultati dei tuoi esperimenti e illustrare il tuo rapporto o altro lavoro con fotografie. Guardare un campione su uno schermo è molto più comodo che attraverso un oculare e può essere fatto anche collettivamente.

Alcuni modelli (quali necessitano di essere chiariti con i consulenti di vendita) consentono la visualizzazione in tempo reale dell'immagine osservata sullo schermo di un computer. A tale scopo, al posto dell'oculare, il microscopio deve essere dotato di uno speciale oculare video, fissato al tubo dell'attacco visivo.

La fotocamera può anche essere acquistata separatamente e poi installata sul dispositivo. Inoltre la sua presenza non interferisce in alcun modo con la normale osservazione tramite oculari. È vero, acquistarlo richiederà una spesa aggiuntiva di circa 8-10 mila rubli. o anche di più. Tali fotocamere hanno la capacità di scattare sia foto che video. Se decidi di aver bisogno di tale opzione, è meglio scegliere un microscopio trinoculare per l'acquisto.

Possibilità di selezionare un campo

Le osservazioni possono essere effettuate sia in campi scuri che luminosi. Molto probabilmente ciò richiederà lenti speciali. In pratica, il campo oscuro viene utilizzato raramente a casa: questo non è un laboratorio speciale.

Come scegliere un microscopio per uno studente se sei seriamente intenzionato a effettuare un acquisto? Quali modelli consigliare ai genitori? A nostro avviso, il rapporto qualità-prezzo ottimale è offerto dai microscopi Altami BIO 6 (trino), che costano da 32.000 a 35.000 rubli, o dall'Altami BIO 7 (trino) - per circa 38.000 I biomicroscopi Levenhuk D320L (un po' più costosi a causa della fotocamera integrata) o Levenhuk 670T al prezzo di circa 40 mila rubli, così come Levenhuk 740T. Questi sono modelli trinoculari abbastanza decenti con una buona ottica. Un ulteriore acquisto di una macchina fotografica, come già accennato, aumenta il budget di acquisto di un altro importo di circa 10mila.

Se vuoi mantenere l'importo un po 'meno (ad esempio entro 30.000 rubli), scegli "Altami BIO 4" - sebbene sia binoculare e abbia un ingrandimento solo fino a 1000 volte, viene venduto immediatamente con una fotocamera.

I microscopi scolastici "Altami" più economici sono venduti al prezzo di 6-8 mila rubli e hanno un ingrandimento di circa 800 volte, il che non è male, soprattutto se il budget è limitato.

I kit con modelli come, ad esempio, "Altami BIO 6" di solito includono set di filtri luminosi con un diametro di 32 mm (giallo, blu, verde), un coperchio per la protezione dalla polvere e olio per immersione in uno speciale flacone contagocce. La presenza di un manuale di istruzioni è scontata. Tutto il resto dovrà essere acquistato separatamente.

Cosa dovrei comprare esattamente?

Avrai bisogno di un kit di preparazione per microdiapositive. Si riferisce a campioni di tessuto, ecc., che si prevede di esaminare. Vengono venduti anche campioni già pronti; sono disponibili in un'ampia varietà di temi. Vale la pena acquistare quelli che contengono il numero più diverso di copie.

Un microtomo è anche molto utile per realizzare sezioni sottili (meno di mezzo millimetro). Il suo costo è basso (circa 350 rubli), ma non devi preoccuparti di un "ritaglio" approssimativo di campioni o di osservare "frammenti" scomodi.

Inoltre non puoi fare a meno di un set di occhiali, che possono essere diapositive o vetrini coprioggetto. I buoni occhiali con bassa interferenza delle onde hanno la migliore corrispondenza con la lunghezza d'onda della luce. Il costo dei set è relativamente piccolo (da duecento rubli a mezzo migliaio). I vetrini coprioggetto sono lastre di vetro molto sottili che possono avere la forma di un quadrato o di un cerchio. Sono utilizzati per proteggere il farmaco posto sul vetrino inferiore.

L'immagine dipende dalla qualità del vetro, quindi è meglio non acquistare set cinesi.

La linea di microscopi diretti popolari e di alta qualità del marchio Altami comprende modelli che costano da 23 a 45 mila (prezzi approssimativi) a seconda della classe del dispositivo. I modelli più complessi e più costosi di "BIO 8" (che costano circa 60.000 rubli) non hanno senso acquistarli per uso domestico, a meno che non si tratti di acquisto per un medico che esercita a casa. Ma ora stiamo guardando un microscopio per uno scolaro.

È necessario tenere presente che mentre i componenti possono essere modificati o acquistati in seguito, l'ottica o il tipo di retroilluminazione (alogena o LED) non possono essere modificati durante il funzionamento, quindi decidere in anticipo.

Russo o cinese?

I marchi elencati ("Altami", "Micromedy", "Biomedy"), così come molti altri, nonostante la loro alta qualità, sono ancora cinesi (è lì che vengono prodotti i loro componenti).

I veri microscopi sovietici (vecchi) - "Bimam 13" (un altro nome è "Mikmed-2"), "Biolam" - ora possono essere trovati, forse, solo di seconda mano o non utilizzati dai vecchi tempi. È abbastanza difficile trovare i componenti per loro (inoltre, devi sapere come cambiarli correttamente), inoltre, quasi sicuramente richiederanno la sostituzione del lubrificante, ma se questi punti non ti danno fastidio, allora questa opzione è per te .

In confronto, i vecchi microscopi sovietici sono leggermente superiori a quelli moderni in termini di risoluzione, ma questo, di regola, non si applica alla quantità di curvatura dell'immagine. Sì, e i modelli moderni ti consentono di ottenere un ingrandimento leggermente maggiore.

Opzione più semplice

Se non sei pronto a spendere somme così ingenti, o l'interesse del tuo studente è piuttosto superficiale, allora c'è una buona opzione economica: un microscopio per scolari "Young Scientist", che viene venduto completo di una serie di oggetti per lo studio per un totale di circa 60 Il suo oculare ha un ingrandimento di 10 e 20x, nel set sono incluse tre lenti diverse. Il più piccolo di questi porta ad un ingrandimento di cinque volte dell'oggetto studiato al microscopio, il più grande di 60.

Cioè, se scegli l'obiettivo del microscopio più potente e regoli l'oculare al massimo, otterrai un ingrandimento di 1200 volte. Questo è sufficiente per esaminare le ali degli insetti, i peli, i peli degli animali domestici e tutta una serie di altre cose.

Questa unità è dotata di un faretto integrato che proietta le immagini su una parete o su uno schermo, una funzionalità che può essere utilizzata per attività di gruppo. Inoltre, il kit include una serie di filtri per maggiore chiarezza e contrasto.

Oggi è difficile immaginare l'attività scientifica umana senza il microscopio. Il microscopio è ampiamente utilizzato nella maggior parte dei laboratori di medicina e biologia, geologia e scienza dei materiali.

I risultati ottenuti utilizzando un microscopio sono necessari per effettuare una diagnosi accurata e monitorare l'avanzamento del trattamento. Utilizzando un microscopio, vengono sviluppati e introdotti nuovi farmaci e vengono fatte scoperte scientifiche.

Microscopio- (dal greco mikros - piccolo e skopeo - guardo), dispositivo ottico per ottenere un'immagine ingrandita di piccoli oggetti e dei loro dettagli non visibili ad occhio nudo.

L'occhio umano è in grado di distinguere i dettagli di un oggetto separati tra loro di almeno 0,08 mm. Usando un microscopio ottico, puoi vedere parti con una distanza fino a 0,2 micron. Un microscopio elettronico consente di ottenere una risoluzione fino a 0,1-0,01 nm.

L'invenzione del microscopio, uno strumento così importante per tutta la scienza, è dovuta principalmente all'influenza dello sviluppo dell'ottica. Alcune proprietà ottiche delle superfici curve erano note a Euclide (300 a.C.) e Tolomeo (127-151), ma la loro capacità di ingrandimento non trovò applicazione pratica. A questo proposito, i primi occhiali furono inventati da Salvinio degli Arleati in Italia solo nel 1285. Nel XVI secolo Leonardo da Vinci e Maurolico dimostrarono che i piccoli oggetti si studiano meglio con una lente d'ingrandimento.

Il primo microscopio fu creato solo nel 1595 da Zacharius Jansen (Z. Jansen). L'invenzione prevedeva che Zacharius Jansen montasse due lenti convesse all'interno di un unico tubo, ponendo così le basi per la creazione di microscopi complessi. La messa a fuoco sull'oggetto in studio è stata ottenuta tramite un tubo retrattile. L'ingrandimento del microscopio variava da 3 a 10 volte. Ed è stata una vera svolta nel campo della microscopia! Ha migliorato significativamente ciascuno dei suoi microscopi successivi.

Durante questo periodo (XVI secolo), iniziarono gradualmente a svilupparsi strumenti di ricerca danesi, inglesi e italiani, ponendo le basi della moderna microscopia.

La rapida diffusione e miglioramento dei microscopi iniziò dopo che Galileo (G. Galilei), migliorando il telescopio da lui progettato, iniziò ad usarlo come una sorta di microscopio (1609-1610), modificando la distanza tra lente e oculare.

Successivamente, nel 1624, avendo ottenuto la produzione di obiettivi di focale più corta, Galileo ridusse notevolmente le dimensioni del suo microscopio.

Nel 1625 I. Faber, membro dell’Accademia dei Vigili (“Akudemia dei lincei”) romana, propose il termine "microscopio". I primi successi legati all'uso del microscopio nella ricerca scientifica biologica furono ottenuti da R. Hooke, che per primo descrisse una cellula vegetale (intorno al 1665). Nel suo libro Micrographia, Hooke descrisse la struttura di un microscopio.

Nel 1681, la Royal Society di Londra discusse dettagliatamente questa peculiare situazione durante la sua riunione. olandese Leeuwenhoek(A. van Leenwenhoek) descrisse i miracoli sorprendenti che scoprì con il suo microscopio in una goccia d'acqua, in un infuso di pepe, nel fango di un fiume, nella cavità del suo stesso dente. Leeuwenhoek, utilizzando un microscopio, scoprì e disegnò spermatozoi di vari protozoi e dettagli della struttura del tessuto osseo (1673-1677).

"Con il più grande stupore, ho visto nella goccia tanti animaletti che si muovevano animatamente in tutte le direzioni, come un luccio nell'acqua. Il più piccolo di questi minuscoli animali è mille volte più piccolo dell'occhio di un pidocchio adulto."

Le migliori lenti d'ingrandimento di Leeuwenhoek erano ingrandite 270 volte. Con loro vide per la prima volta le cellule del sangue, il movimento del sangue nei vasi capillari della coda del girino e le striature dei muscoli. Ha scoperto i ciliati. Si è tuffato per la prima volta nel mondo delle microscopiche alghe unicellulari, dove si trova il confine tra animale e pianta; dove un animale in movimento, come una pianta verde, ha clorofilla e si nutre assorbendo la luce; dove la pianta, ancora attaccata al substrato, ha perso clorofilla e ingerisce batteri. Alla fine vide anche i batteri in grande varietà. Ma, naturalmente, a quel tempo non esisteva ancora alcuna remota possibilità di comprendere né il significato dei batteri per l'uomo, né il significato della sostanza verde - la clorofilla, né il confine tra pianta e animale.

Si apriva un nuovo mondo di esseri viventi, più vario e infinitamente più originale di quello che vediamo.

Nel 1668, E. Diviney, fissando una lente di campo all'oculare, creò un oculare di tipo moderno. Nel 1673 Havelius introdusse una vite micrometrica e Hertel propose di posizionare uno specchio sotto il tavolo del microscopio. Pertanto, il microscopio cominciò ad essere montato partendo da quelle parti fondamentali che fanno parte di un moderno microscopio biologico.

A metà del XVII secolo Newton scoprì la complessa composizione della luce bianca e la decompose con un prisma. Roemer dimostrò che la luce viaggia a una velocità finita e la misurò. Newton espresse la famosa ipotesi - errata, come sapete - secondo cui la luce è un flusso di particelle volanti di tale straordinaria finezza e frequenza che penetrano attraverso corpi trasparenti, come il vetro attraverso il cristallino dell'occhio, e, colpendo con impatti la retina, produrre la sensazione fisiologica della luce. Huygens parlò per primo della natura ondulatoria della luce e dimostrò come essa spieghi in modo naturale sia le leggi della semplice riflessione e rifrazione, sia le leggi della doppia rifrazione nello spato islandese. I pensieri di Huygens e Newton si incontravano in netto contrasto. Così, nel XVII secolo. in un'accesa disputa sorse davvero il problema dell'essenza della luce.

Sia la soluzione della questione dell'essenza della luce che il miglioramento del microscopio avanzarono lentamente. La disputa tra le idee di Newton e Huygens continuò per un secolo. Il famoso Eulero aderì all'idea della natura ondulatoria della luce. Ma la questione fu risolta solo dopo più di cento anni da Fresnel, un ricercatore di talento come la scienza conosceva.

In che modo un flusso di onde che si propagano, l'idea di Huygens, differisce da un flusso di piccole particelle che si muovono velocemente, l'idea di Newton? Due segni:

1. Dopo essersi incontrate, le onde possono distruggersi a vicenda se la gobba dell'una cade sulla valle dell'altra. Luce + luce messe insieme possono creare l'oscurità. Questo è un fenomeno interferenza, questi sono gli anelli di Newton, non compresi dallo stesso Newton; Ciò non può accadere con i flussi di particelle. Due flussi di particelle sono sempre un doppio flusso, una doppia luce.

2. Il flusso delle particelle passa direttamente attraverso il foro, senza divergere ai lati, e il flusso delle onde certamente diverge e si dissipa. Questo diffrazione.

Fresnel dimostrò teoricamente che la divergenza in tutte le direzioni è trascurabile se l'onda è piccola, ma scoprì e misurò comunque questa insignificante diffrazione e dalla sua grandezza determinò la lunghezza d'onda della luce. Dai fenomeni di interferenza così ben noti agli ottici che lucidano a "un colore", a "due strisce", ha misurato anche la lunghezza d'onda: questo è mezzo micron (mezzo millesimo di millimetro). E da qui la teoria ondulatoria e l'eccezionale sottigliezza e acutezza di penetrazione nell'essenza della materia vivente sono diventate innegabili. Da allora, tutti noi abbiamo confermato e applicato il pensiero di Fresnel in varie modifiche. Ma anche senza conoscere questi pensieri, puoi migliorare il microscopio.

Così avvenne nel XVIII secolo, anche se gli eventi si svilupparono molto lentamente. Ora è difficile anche solo immaginare che il primo telescopio di Galileo, attraverso il quale osservò il mondo di Giove, e il microscopio di Leeuwenhoek fossero semplici lenti non acromatiche.

Un enorme ostacolo all'acromatizzazione era la mancanza di una buona selce. Come sapete, l'acromatazione richiede due bicchieri: corona e selce. Quest'ultimo rappresenta il vetro, in cui una delle parti principali è l'ossido di piombo pesante, che ha una dispersione sproporzionatamente grande.

Nel 1824, l'enorme successo del microscopio fu ottenuto grazie ad una semplice idea pratica di Sallig, riprodotta dalla società francese Chevalier. La lente, che prima era costituita da una sola lente, venne divisa in parti; cominciò ad essere composta da molte lenti acromatiche; Pertanto, il numero di parametri è stato moltiplicato, è stata data la possibilità di correggere gli errori di sistema e per la prima volta è diventato possibile parlare di ingrandimenti reali di grandi dimensioni: 500 e persino 1000 volte. Il limite della visione definitiva si è spostato da due a un micron. Il microscopio di Leeuwenhoek era rimasto molto indietro.

Negli anni '70 del XIX secolo, la marcia vittoriosa della microscopia andò avanti. Quello che ha detto era Abate(E. Abbe).

È stato ottenuto quanto segue:

Innanzitutto la risoluzione massima è passata da mezzo micron a un decimo di micron.

In secondo luogo, nella costruzione del microscopio, invece del rozzo empirismo, è stato introdotto un alto livello di scienza.

In terzo luogo, infine, vengono mostrati i limiti di ciò che è possibile fare con il microscopio, e questi limiti vengono superati.

Fu formato un quartier generale di scienziati, ottici e informatici che lavoravano presso l'azienda Zeiss. Nelle opere principali gli studenti di Abbe diedero la teoria del microscopio e degli strumenti ottici in generale. È stato sviluppato un sistema di misurazioni per determinare la qualità del microscopio.

Quando divenne chiaro che i tipi di vetro esistenti non potevano soddisfare i requisiti scientifici, furono sistematicamente create nuove varietà. Al di fuori dei segreti degli eredi di Guinan - Para-Mantois (eredi di Bontan) a Parigi e Chances a Birmingham - furono nuovamente creati metodi di fusione del vetro e il business dell'ottica pratica si sviluppò a tal punto che si può dire: Abbe quasi vinse la guerra mondiale del 1914-1918 con l'attrezzatura ottica dell'esercito gg.

Infine, facendo appello ai fondamenti della teoria ondulatoria della luce, Abbe ha mostrato chiaramente per la prima volta che ogni acutezza di uno strumento ha il proprio limite di possibilità. Il più sottile di tutti gli strumenti è la lunghezza d'onda. È impossibile vedere oggetti più corti di mezza lunghezza d'onda, dice la teoria della diffrazione di Abbe, ed è impossibile ottenere immagini più corte di mezza lunghezza d'onda, cioè inferiore a 1/4 micron. Oppure con vari trucchi di immersione, quando utilizziamo mezzi in cui la lunghezza d'onda è più corta, fino a 0,1 micron. L'onda ci limita. È vero, i limiti sono molto piccoli, ma sono pur sempre limiti per l’attività umana.

Un fisico ottico percepisce quando un oggetto con uno spessore di un millesimo, diecimillesimo o in alcuni casi anche un centomillesimo di lunghezza d'onda viene inserito nel percorso di un'onda luminosa. La lunghezza d'onda stessa è stata misurata dai fisici con una precisione pari a un decimilionesimo della sua grandezza. È possibile pensare che gli ottici che hanno unito le forze con i citologi non riusciranno a padroneggiare quel centesimo di lunghezza d'onda che è il compito che si prefiggono? Esistono dozzine di modi per aggirare il limite imposto dalla lunghezza d'onda. Conosci uno di questi bypass, il cosiddetto metodo dell'ultramicroscopia. Se i microbi invisibili al microscopio sono molto distanziati tra loro, puoi illuminarli lateralmente con una luce brillante. Non importa quanto piccoli siano, brilleranno come una stella su uno sfondo scuro. La loro forma non può essere determinata, si può solo constatare la loro presenza, ma questo è spesso estremamente importante. Questo metodo è ampiamente utilizzato in batteriologia.

I lavori dell'ottico inglese J. Sirks (1893) gettarono le basi per la microscopia ad interferenza. Nel 1903 R. Zsigmondy e N. Siedentopf crearono un ultramicroscopio; nel 1911 M. Sagnac descrisse il primo microscopio ad interferenza a due raggi nel 1935, F. Zernicke propose di utilizzare il metodo del contrasto di fase per osservare al microscopio oggetti trasparenti e con scarsa diffusione; . A metà del 20 ° secolo. Fu inventato il microscopio elettronico e nel 1953 il fisiologo finlandese A. Wilska inventò il microscopio anoptrale.

M.V. ha dato un grande contributo allo sviluppo di problemi di ottica teorica e applicata, al miglioramento dei sistemi ottici del microscopio e delle apparecchiature microscopiche. Lomonosov, I.P. Kulibin, L.I. Mandelstam, D.S. Rozhdestvensky, A.A. Lebedev, S.I. Vavilov, V.P. Linnik, DD. Maksutov e altri.

Letteratura:

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Rozhdestvensky D.S. Sulla questione dell'imaging di oggetti trasparenti al microscopio. -Tr. GOI, 1940, vol

Sobol S.L. Storia del microscopio e della ricerca microscopica in Russia nel XVIII secolo. 1949.

Clay R.S., Corte T.H. La storia del microscopio. L., 1932; Bradbury S. L'evoluzione del microscopio. Oxford, 1967.