Storia della creazione del microscopio. Invenzione del microscopio

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 ancora utilizzati 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 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.

Prima dell’invenzione del microscopio, la cosa più piccola che l’uomo potesse vedere aveva all’incirca le dimensioni di un capello umano. Dopo l'invenzione del microscopio intorno al 1590, abbiamo improvvisamente appreso che intorno a noi esiste ancora uno straordinario microcosmo di esseri viventi.

È vero, non è del tutto chiaro chi dovrebbe dare gli allori per la creazione di un microscopio. Alcuni storici sostengono che sia stato Hans Lipperhey, famoso per aver depositato il primo brevetto per un telescopio. Altre prove indicano Hans e Zachary Janssen, padre e figlio, una vera e propria squadra di entusiasti inventori che viveva nella stessa città di Lippershey.

Lippershey o Janssens?

Hans Lippershey nacque a Wesel in Germania nel 1570, ma in seguito si trasferì in Olanda, che divenne poi un luogo di innovazione nelle arti e nelle scienze, un'epoca chiamata "Secolo d'oro olandese". Lipperhey si stabilì a Middelburg, dove inventò occhiali, binocoli e alcuni dei primi microscopi e telescopi.

Hans e Zachary Janssen vivevano a Middelburg. Alcuni storici attribuiscono l'invenzione del microscopio agli Janssen, grazie alle lettere del diplomatico olandese William Boreel.

Nel 1650 Boreel scrisse una lettera al medico del re francese in cui descriveva il microscopio. Nella sua lettera, Boreel disse che Zachary Janssen iniziò a scrivergli riguardo al microscopio all'inizio degli anni Novanta del Cinquecento, sebbene Boreel stesso vide il microscopio anni dopo. Alcuni storici sostengono che Hans Janssen abbia contribuito a costruire il microscopio da quando Zaccaria era un adolescente intorno al 1590.

I primi microscopi

I primi microscopi Janssen erano microscopi composti che utilizzavano almeno due lenti. La lente dell'obiettivo è posizionata vicino all'oggetto e crea un'immagine che viene ripresa e ingrandita ulteriormente da una seconda lente chiamata oculare.

Il Museo Middelburg possiede uno dei primi microscopi Janssen, risalente al 1595. Aveva tre tubi scorrevoli per obiettivi diversi senza treppiede ed era in grado di ingrandire da tre a nove volte la dimensione reale di un oggetto. Le notizie sui microscopi si diffusero rapidamente in tutta Europa.

Galileo Galilei migliorò presto il progetto del microscopio composto nel 1609. Galileo diede un nome al suo dispositivo occhiolino o "occhio piccolo".

Anche lo scienziato inglese Robert Hooke migliorò il microscopio e studiò la struttura dei fiocchi di neve, delle pulci, dei pidocchi e delle piante. Hooke esaminò la struttura del legno di balsa e coniò il termine "cella" dal latino cella, che significa "piccola stanza", perché paragonò le celle che vide in legno di balsa alle piccole stanze in cui vivevano i monaci. Nel 1665 descrisse dettagliatamente le sue osservazioni nel libro Micrographia.

Il microscopio di Hooke intorno al 1670

I primi microscopi composti fornivano un ingrandimento molto maggiore rispetto ai microscopi con una singola lente. Tuttavia, allo stesso tempo hanno distorto maggiormente l'immagine dell'oggetto. Lo scienziato olandese Antoine van Leeuwenhoek sviluppò potenti microscopi a lente singola nel 1670. Usando la sua invenzione, fu il primo a descrivere lo sperma dei cani e degli esseri umani. Ha studiato anche lieviti, globuli rossi, batteri orali e protozoi. I microscopi Leeuwenhoek con una singola lente possono ingrandire 270 volte la dimensione effettiva dell'oggetto in questione. Dopo una serie di miglioramenti nel 1830, questo tipo di microscopio divenne molto popolare.

Gli scienziati hanno inoltre sviluppato nuovi modi per preparare e colorare i campioni. Nel 1882, il medico tedesco Robert Koch presentò la sua scoperta del Mycobacterium tuberculosis, il bacillo responsabile della tubercolosi. Koch continuò a utilizzare la sua tecnica di colorazione per isolare i batteri responsabili del colera.

All'inizio del XX secolo i migliori microscopi si stavano avvicinando ai limiti del loro potere di ingrandimento. Un microscopio ottico (luminoso) tradizionale non è in grado di ingrandire oggetti più piccoli della lunghezza d'onda della luce visibile. Ma nel 1931, questa barriera teorica fu superata con la creazione di un microscopio elettronico da parte di due scienziati tedeschi Ernst Ruska e Max Knoll

I microscopi si stanno evolvendo

Ernst Ruska nacque il giorno di Natale del 1906 a Heidelberg, in Germania, ultimo di cinque figli. Ha studiato elettronica alla Scuola Tecnica di Monaco e successivamente ha studiato tecnologia dell'alta tensione e del vuoto alla Scuola Tecnica di Berlino. Fu lì che Ruska e il suo consigliere, il dottor Max Knoll, inventarono per la prima volta la "lente" del campo magnetico e della corrente elettrica. Nel 1933, gli scienziati riuscirono a costruire un microscopio elettronico che riuscì a superare il limite di ingrandimento di un microscopio ottico.

Nel 1986 Ernst vinse il Premio Nobel per la fisica per la sua invenzione. Un aumento della risoluzione del microscopio elettronico è stato ottenuto grazie al fatto che la lunghezza d'onda degli elettroni era ancora più corta della lunghezza d'onda della luce visibile, soprattutto quando gli elettroni venivano accelerati nel vuoto.

Nel 20° secolo, lo sviluppo dei microscopi elettronici e ottici non si è fermato. Oggi i laboratori utilizzano vari tag fluorescenti e filtri polarizzati per studiare i campioni o utilizzano computer per elaborare immagini che non sono visibili all'occhio umano. Sono disponibili microscopi a riflessione, microscopi a contrasto di fase, microscopi confocali e microscopi ultravioletti. I microscopi moderni possono persino visualizzare un singolo atomo.

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 “vetri antipulci” o “vetri antizanzara” (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 alla loro combinazione.

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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Un dispositivo come un microscopio è molto popolare sia prima che nel mondo moderno. Ognuno di noi ricorda bene dai tempi della scuola che si tratta di un dispositivo ottico che ingrandisce gli oggetti centinaia o addirittura migliaia di volte. Durante le lezioni di biologia, abbiamo guardato attraverso un oculare le cellule della pellicola di cipolla e siamo rimasti stupiti dall'ingegnosità e dalla complessità di un simile dispositivo. Oggi proveremo a capire chi ha inventato il microscopio, poiché non esiste ancora una risposta esatta a questa domanda.

Come è apparso il primo microscopio?

Le proprietà ottiche delle superfici curve furono scoperte già nel 300 a.C. Euclide nei suoi trattati parlava delle ricerche effettuate, spiegando la rifrazione e di conseguenza si verificava l'ingrandimento visivo degli oggetti. Tolomeo nella sua opera "Ottica" descrisse le caratteristiche dei vetri infiammabili. Ma a quel tempo tutte queste proprietà non venivano utilizzate. E solo diversi secoli dopo furono utilizzati nella pratica.

Hans Jansen, insieme a suo figlio Zachary, costruì il primo modello dell'apparecchio nel 1550: misero due lenti in un tubo, ottenendo così un ingrandimento di cinquanta volte. Questa è una delle possibili risposte alla domanda su chi ha inventato il microscopio primitivo. E Galileo nel 1610 scoprì che smembrando ciò che aveva inventato si potevano ingrandire anche piccoli oggetti. Fu questo scienziato che iniziò a essere considerato colui che inventò il primo microscopio, costituito da lenti negative e positive. Dopo questa data, la ricerca in questo settore cominciò a svilupparsi rapidamente.

17 ° secolo: periodo di grandi scoperte

In questo secolo ebbe luogo una vera rivoluzione scientifica e tecnologica, che divenne il fondamento della maggior parte delle scienze moderne: biologia, medicina, fisica, matematica. Sono state fatte grandi scoperte e grandi invenzioni. Fu in quel periodo che i microscopi migliorarono notevolmente e divennero una parte importante nella dotazione di ogni ricercatore. Ma nessuno ha detto con certezza chi ha inventato il microscopio, o chi dovrebbe essere considerato il suo creatore. Secondo un'opinione, l'ideatore del dispositivo in questione è A. Kircher, che nel 1646 descrisse un dispositivo chiamato “vetro antipulci”. In cosa consisteva?

Era una lente d'ingrandimento montata su una base di rame che reggeva il palco. In fondo c'era qualcosa che rifletteva la luce e illuminava l'oggetto. Usando una vite, puoi spostare la lente d'ingrandimento e regolare l'immagine. Questo dispositivo divenne il prototipo del moderno microscopio ottico.

C. Sistema oculare Huygens e ulteriore sviluppo del dispositivo

La creazione di questo sistema è stato un grande passo avanti nello sviluppo dei microscopi. È stato possibile ottenere un'immagine incolore, che ha permesso di aumentare la chiarezza degli oggetti studiati. Lo scienziato K. Drebel all’inizio del XVII secolo realizzò un microscopio complesso costituito da due lenti: la prima è rivolta verso l’oggetto, la seconda è rivolta all’occhio del ricercatore.

Allo stesso tempo, i primi occhiali biconvessi utilizzati, che davano un'immagine ingrandita invertita. nel 1661 migliorò il dispositivo aggiungendo un'altra lente. Questo tipo divenne il più popolare per la maggior parte dei modelli di microscopi fino alla metà del XVIII secolo. Un altro inventore, Antony Van Leeuwenhoek, è anche accreditato per aver inventato il microscopio. Il motivo è il suo enorme contributo allo sviluppo del dispositivo in questione. Nel tempo libero lucidava le lenti. Nonostante fossero relativamente piccoli, l'ingrandimento era sorprendente: 350-400 volte.

L'influenza del microscopio sulla microbiologia

Usando le sue lenti, Leeuwenhoek creò il proprio dispositivo e iniziò a studiare vari oggetti. Così, attraverso una sola piccola lente sferica, vide in una goccia d'acqua sporca tanti esseri viventi di piccolissime dimensioni. Si è concluso che esiste una sorta di vita microscopica. Leeuwenhoek iniziò a studiarlo, il che segnò l'inizio di un'altra nuova scienza: la microbiologia. Nel 1861, lo scienziato presentò la sua scoperta alla Royal Society di Londra e ricevette il titolo di inventore di microscopi e più grande ricercatore.

Si scopre che è stato lui a inventare il microscopio. Ad oggi, i dispositivi descritti hanno subito grandi cambiamenti. Sono comparsi modelli che non utilizzano la luce per produrre immagini, ma flussi di elettroni e talvolta radiazioni laser. A questo scopo vengono utilizzati anche calcoli computerizzati. Il microscopio è diventato uno degli strumenti più importanti nella ricerca nelle scienze naturali; viene utilizzato in chimica, biologia e fisica;

Microscopio elettronico

Se ti chiedi chi ha inventato il microscopio elettronico, la risposta corretta è: i fisici dell'Università di Sheffield. Il vecchio dispositivo si basa su un metodo di microscopia a trasmissione che consente di ottenere una risoluzione dell'immagine limitata solo dalla lunghezza d'onda dell'elettrone. Nella progettazione del dispositivo di trasmissione, i ricercatori hanno abbandonato le lenti magnetiche, poiché hanno ridotto principalmente la risoluzione.

Le onde di diffrazione sono passate attraverso il campione e un'immagine è stata ottenuta tramite l'analisi computerizzata. Questa è una psicografia elettronica. Con l'aiuto di una leggera modifica del design e di un metodo leggermente diverso per formare l'immagine finale, gli scienziati sono riusciti ad aumentare la risoluzione di cinque volte su un dispositivo esistente.

Principio di funzionamento di un microscopio elettronico

Ora non è più così importante chi ha inventato per primo il microscopio. Oggigiorno la fanno da padrone dispositivi completamente diversi e molto più potenti, compresi quelli elettronici. Secondo il principio di funzionamento, sono simili a quelli leggeri. Solo in essi gli elettroni passano invece attraverso il campione e al posto delle lenti di vetro vengono utilizzati magneti.

Ma è offuscato a causa delle aberrazioni inerenti alle lenti magnetiche. Gli scienziati hanno trovato un modo per ripristinare le immagini. Ciò ha permesso di rimuovere i magneti e, di conseguenza, le distorsioni dal circuito.

Chi ha inventato il microscopio ottico? Un po' di storia

Cos'è un microscopio ottico? Si tratta di un sistema da laboratorio progettato per ottenere immagini ingrandite di piccoli oggetti a scopo di studio, esame e applicazione pratica. Abbiamo iniziato il nostro articolo con la storia dello sviluppo del microscopio, ma ora esaminiamo la questione da una prospettiva diversa. Attualmente, un dispositivo del genere non è necessario solo a medici e biologi.

Senza di esso, è impossibile immaginare tecnologie moderne e moderne con gli attuali requisiti di controllo dell'assemblaggio e qualità del prodotto.

Parliamo di un risultato. Nel 2006, gli scienziati tedeschi Mariano Bossi e Stefan Hell hanno sviluppato il nanoscopio, un microscopio ottico super potente che consente di esaminare oggetti piccolissimi di 10 nm e di ottenere immagini 3D della massima qualità.

Brevemente sulle capacità dei dispositivi moderni

Abbiamo affrontato un po' la questione di chi ha inventato il primo microscopio. E ora solo qualche parola sulle capacità dei dispositivi moderni. Nel 2010, dalla Yeshiva University in Israele, è arrivata la notizia che gli scienziati erano in grado di tracciare il modo in cui le singole molecole si muovono all'interno di una cellula. Allo stesso tempo, i ricercatori tedeschi hanno catturato le trasformazioni molecolari durante le reazioni chimiche. E un anno prima, presso l'Istituto fisicotecnico di Kharkov era stata ottenuta un'immagine chiara di un singolo atomo.

Va anche notato che attualmente i microscopi ottici stanno recuperando terreno rispetto ai microscopi elettronici nelle loro capacità.

Sin dai tempi antichi, l'uomo ha desiderato vedere cose molto più piccole di quanto l'occhio nudo possa percepire. Ora è impossibile dire chi sia stato il primo a utilizzare le lenti, ma è noto con certezza, ad esempio, che i nostri antenati sapevano più di 2mila anni fa che il vetro poteva rifrangere la luce.

Nel II secolo a.C. Claudio Tolomeo descrisse come un bastoncino “si piega” quando viene immerso nell'acqua e calcolò anche con molta precisione la costante di rifrazione. Ancor prima, in Cina, venivano realizzati dispositivi con lenti e un tubo riempito d’acqua per “vedere l’invisibile”.

Nel 1267 Ruggero Bacone descrisse i principi delle lenti e l'idea generale di un telescopio e di un microscopio, ma fu solo alla fine del XVI secolo che Zacharias Jansen e suo padre Hans, produttori di occhiali olandesi, iniziarono a sperimentare con le lenti. Posizionarono diverse lenti in un tubo e scoprirono che gli oggetti visti attraverso di esso sembravano molto più grandi che sotto una semplice lente d'ingrandimento.

Ma questo loro “microscopio” era più una curiosità che uno strumento scientifico. C'è la descrizione dello strumento che padre e figlio realizzarono per la famiglia reale. Consisteva in tre tubi scorrevoli con una lunghezza totale di poco più di 45 centimetri e un diametro di 5 centimetri. Quando è chiuso, ingrandisce 3 volte e quando è completamente aperto, ingrandisce 9 volte, anche se l'immagine risulta un po' sfocata.

Nel 1609 Galileo Galilei creò un microscopio composto con lenti convesse e concave e presentò questo “occhiolino” (“piccolo occhio”) al re Sigismondo III di Polonia nel 1612. Alcuni anni dopo, nel 1619, l'inventore olandese Cornelius Drebbel dimostrò a Londra la sua versione di microscopio, con due lenti convesse. Ma la parola stessa “microscopio” apparve solo nel 1625, quando, per analogia con “telescopio”, fu inventata da un botanico tedesco di Bamberga, Johann (Giovanni) Faber.

Da Leeuwenhoek ad Abbe

Nel 1665, il naturalista inglese Robert Hooke migliorò il suo strumento di ingrandimento e scoprì le unità elementari della struttura, le cellule, studiando la corteccia della quercia da sughero. Dieci anni dopo, lo scienziato olandese Antonie van Leeuwenhoek riuscì a ottenere lenti ancora più avanzate. Il suo microscopio ingrandiva gli oggetti 270 volte, mentre altri dispositivi simili raggiungevano a malapena un ingrandimento di 50 volte.

Grazie alle sue lenti molate e lucidate di alta qualità, Lenwenhoek fece molte scoperte: fu il primo a vedere e descrivere batteri, cellule di lievito e osservò il movimento delle cellule del sangue nei capillari. In totale, lo scienziato ha realizzato almeno 25 microscopi diversi, di cui solo nove sono sopravvissuti fino ad oggi. Si ritiene che alcuni dei dispositivi smarriti avessero addirittura un ingrandimento di 500x.

Nonostante tutti i progressi in questo campo, i microscopi sono rimasti praticamente invariati nei successivi 200 anni. Fu solo nel 1850 che l'ingegnere tedesco Carl Zeiss iniziò a migliorare le lenti dei microscopi prodotti dalla sua azienda. Nel 1880 assunse Otto Schott, uno specialista in vetri ottici. La sua ricerca ha permesso di migliorare significativamente la qualità dei dispositivi di ingrandimento.

Un altro dipendente della Carl Zeiss, il fisico ottico Ernst Abbe, ha migliorato il processo stesso di produzione degli strumenti ottici. In precedenza, tutto il lavoro con loro veniva eseguito per tentativi ed errori; Abbe ha creato per loro una base teorica, metodi di produzione scientificamente fondati.

Con lo sviluppo della tecnologia è apparso il microscopio che conosciamo oggi. Tuttavia, ora i microscopi ottici, in grado di mettere a fuoco oggetti le cui dimensioni sono maggiori o uguali alla lunghezza d'onda della luce, non potrebbero più soddisfare gli scienziati.

Microscopi elettronici moderni

Nel 1931, il fisico tedesco Ernst Ruska iniziò a lavorare alla creazione del primo microscopio elettronico (microscopio elettronico a trasmissione). Nel 1986 riceverà il Premio Nobel per questa invenzione.

Nel 1936 lo scienziato tedesco Erwin Wilgel Müller inventò il proiettore elettronico (microscopio elettronico da campo). Il dispositivo ha permesso di ingrandire l'immagine di un corpo solido milioni di volte. 15 anni dopo, Muller fece un altro passo avanti in quest'area: un microscopio ionico di campo, che diede al fisico l'opportunità di vedere gli atomi per la prima volta nella storia umana.

Altri lavori sono stati svolti in parallelo. Nel 1953 l'olandese Fritz Zernike, professore di fisica teorica, ricevette il premio Nobel per lo sviluppo della microscopia a contrasto di fase. Nel 1967, Erwin Müller migliorò il suo microscopio ionico da campo aggiungendo uno spettrometro di massa a tempo di volo, creando la prima “sonda atomica”. Questo dispositivo consente non solo di identificare un singolo atomo, ma anche di determinare il rapporto di massa e carica dello ione.

Nel 1981, Gerd Binnig e Heinrich Rohrer dalla Germania crearono un microscopio a effetto tunnel a scansione (raster); Cinque anni dopo, Binnig e i suoi colleghi inventarono il microscopio a scansione a forza atomica. A differenza degli sviluppi precedenti, l'AFM consente di sondare superfici conduttrici e non conduttrici e di manipolare effettivamente gli atomi. Nello stesso anno Binnig e Rohrer ricevettero il Premio Nobel per la STM.

Nel 1988, tre scienziati britannici equipaggiarono la “sonda atomica” di Müller con un rilevatore sensibile alla posizione, che permise di determinare la posizione degli atomi in tre dimensioni.

Nel 1988, l'ingegnere giapponese Kingo Itaya ha inventato il microscopio a scansione elettrochimica a effetto tunnel e tre anni dopo è stato proposto il microscopio a forza con sonda Kelvin, una versione senza contatto del microscopio a forza atomica.

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Invenzione e miglioramento del microscopio

Lo sviluppo dell'ottica ha reso possibile la costruzione nel XVII secolo. Il microscopio è un dispositivo che ha avuto un effetto davvero rivoluzionario sullo sviluppo della biologia. La microscopia ha aperto ai ricercatori il mondo dei protozoi e dei batteri. Lo studio dei dettagli finora inaccessibili della struttura di animali, piante e funghi ha dimostrato che la base di tutti gli esseri viventi è una minuscola formazione universale: la cellula.

I microscopi in senso moderno includono solo un microscopio "complesso" - un dispositivo costituito da due sistemi di lenti: un oculare e una lente. Ma agli albori della microscopia erano molto diffusi anche i “semplici” microscopi, che oggi chiameremmo lente di ingrandimento.
Uno dei primi microscopi composti fu progettato nel 1609-1610. Galileo come telescopio modificato. Il moderno microscopio composto trae le sue origini dai microscopi inglesi o olandesi a due lenti dell'inizio del XVII secolo. Gli oggetti in essi contenuti venivano visti alla luce del giorno alla luce incidente; Non c'erano dispositivi per la messa a fuoco.

Uno dei primi microscopi di tipo familiare

Il primo grande miglioramento del microscopio composto è associato al nome del fisico inglese Robert Hooke (1635-1703). I miglioramenti hanno interessato sia l'ottica che le caratteristiche di progettazione meccanica. Anche il sistema di illuminazione artificiale dell'oggetto inventato dallo scienziato era fondamentalmente nuovo.

Lo sviluppo della microscopia nel XVIII secolo procedette principalmente lungo la strada del miglioramento della progettazione delle parti meccaniche. Il tubo portante le lenti era ora montato mobile su un'apposita colonna, il cui movimento era assicurato da una speciale vite filettata.

La storia del primo microscopio o dove tutto ebbe inizio

I miglioramenti nella progettazione ora hanno reso possibile studiare sia oggetti trasparenti in luce trasmessa che oggetti opachi in luce incidente. Dal 1715 il microscopio ha uno specchio familiare.

Microscopio adattato per la fotografia in una stanza nera

In tutti i microscopi complessi dei secoli XVII-XVIII. con ingrandimenti superiori a 120 - 150 volte (aberrazione sferica e cromatica) l'immagine risultava notevolmente distorta. Diventa quindi chiara la preferenza che i microscopisti dell'epoca iniziarono

A. Levenguk, è stato dato a un semplice microscopio a lente singola. Il problema dell'aberrazione cromatica fu risolto tra la fine del XVIII e l'inizio del XIX secolo. attraverso l'uso di una combinazione di lenti di diversi tipi di vetro. Il primo microscopio acromatico fu progettato nel 1784 dall'accademico di San Pietroburgo F. Epinus, ma per una serie di ragioni non si diffuse. Ulteriori passi verso l'acromatizzazione del microscopio furono compiuti contemporaneamente da diversi maestri in Germania, Inghilterra e Francia. Nel 1827, J.B. Amici utilizzò una lente frontale piatta nell'obiettivo, che riduceva l'aberrazione sferica.

La tecnica di molatura e regolazione reciproca delle lenti ha raggiunto una tale perfezione che i microscopi della prima metà del XIX secolo. potrebbe dare un ingrandimento fino a 1000 volte. L'applicazione pratica di sistemi così potenti era limitata dal fatto che il campo visivo ad alti ingrandimenti rimaneva scuro: una parte significativa dei raggi rifratti nell'aria non raggiungeva l'obiettivo. Il miglioramento radicale è stato ottenuto con l'inizio dell'applicazione (immersione). La lente ad immersione in olio è stata creata dai designer dell'azienda K. Zeiss.

La creazione della produzione industriale di microscopi, la concorrenza tra fabbriche concorrenti portò a strumenti più economici e negli anni Quaranta del XIX secolo il microscopio divenne uno strumento di laboratorio quotidiano che potevano avere anche singoli medici e studenti.
Nel 1886, la società K. Zeiss pubblicò nuove lenti apocromatiche, dove la correzione dell'aberrazione sferica e cromatica fu portata al limite. Come hanno dimostrato i calcoli di E. Abbe, con la fabbricazione di queste lenti è stato raggiunto il limite del potere risolutivo del microscopio ottico.

Uno dei primi microscopi Carl Zeiss. Foto: Flavio

Parallelamente al miglioramento del microscopio, si sviluppò la tecnica per preparare preparati microscopici. Per molto tempo rimase molto primitivo, fino all'inizio del XIX secolo. i microscopisti osservavano principalmente oggetti essiccati. Vengono studiate preparazioni fresche che non hanno subito alcuna lavorazione. Non esistevano ancora i metodi per realizzare i “preparati permanenti”, che caratterizzano la moderna microscopia, per questo motivo il ricercatore è stato privato della possibilità di studiare a lungo il preparato e di confrontare i nuovi preparati con quelli vecchi;

Entro l'inizio del secondo quarto del XIX secolo. I ricercatori hanno iniziato a utilizzare alcuni reagenti per studiare i tessuti; ad esempio, l'aggiunta di acido acetico ha permesso di identificare i nuclei cellulari. I reagenti sono stati utilizzati proprio sul tavolino del microscopio.
Dagli anni '80 XIX secolo Nella pratica della ricerca microscopica, il microtomo inventato da J. Purkinje diventa un attributo indispensabile. L'uso di un microtomo ha permesso di realizzare sezioni sottili e di ottenere serie continue di sezioni, il che ha portato a progressi nello studio della struttura fine della cellula.

A metà del XIX secolo. i microscopisti iniziano a utilizzare vari metodi per fissare e colorare i preparati, versando gli oggetti studiati in mezzi più densi. Dagli anni '70 XIX secolo Il balsamo del Canada cominciò ad essere tradizionalmente utilizzato per la produzione di preparati permanenti.

È difficile dire chi abbia portato il primo microscopio in Russia. Molto probabilmente ciò non avvenne prima del XVII secolo.

Wikipedia ha i seguenti dati:
È impossibile determinare esattamente chi ha inventato il microscopio. Si ritiene che il produttore di occhiali olandese Hans Janssen e suo figlio Zacharias Janssen abbiano inventato il primo microscopio nel 1590, ma questa era un'affermazione fatta dallo stesso Zacharias Janssen a metà del XVII secolo. La data, ovviamente, non è esatta, poiché si è scoperto che Zaccaria nacque intorno al 1590.

Come è stato inventato il microscopio

Un altro contendente al titolo di inventore del microscopio fu Galileo Galilei. Nel 1609 sviluppò l'occhiolino, o microscopio composto con lenti convesse e concave. Galileo presentò al pubblico il suo microscopio all'Accademia dei Lincei, fondata da Federico Cesi nel 1603. L'immagine delle tre api di Francesco Stelluti faceva parte del sigillo del Papa Urbano VIII ed è considerato il primo simbolo microscopico pubblicato (vedi Stephen Jay Gould, The Lying stone of Marrakech, 2000). Christiaan Huygens, un altro olandese, alla fine del 1600 inventò un semplice sistema oculare a due lenti regolabile acromaticamente e quindi un enorme passo avanti nella storia dello sviluppo del microscopio. Gli oculari Huygens vengono prodotti ancora oggi, ma non hanno un ampio campo visivo e il posizionamento dell'oculare è scomodo per gli occhi rispetto ai moderni oculari ad ampio campo. Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723) è considerato il primo a portare il microscopio all'attenzione dei biologi, nonostante già dal 1500 fossero prodotte semplici lenti d'ingrandimento e le proprietà d'ingrandimento dei vasi di vetro riempiti d'acqua fossero menzionato dagli antichi romani (Seneca). Realizzati artigianalmente, i microscopi di Van Leeuwenhoek erano prodotti molto piccoli con una lente molto potente. Erano scomodi da usare, ma permettevano di esaminare le immagini in grande dettaglio solo perché non compensavano i difetti di un microscopio composto (diverse lenti di un tale microscopio raddoppiavano i difetti dell'immagine). Ci sono voluti circa 150 anni di sviluppo dell'ottica affinché un microscopio composto producesse la stessa qualità di immagine dei semplici microscopi Leeuwenhoek. Quindi, sebbene Anton Van Leeuwenhoek fosse un grande maestro del microscopio, non ne fu l'inventore, contrariamente alla credenza popolare http://ru.wikipedia.org/wiki/lightmicroscope

Il primo microscopio non fu progettato da uno scienziato professionista, ma da un dilettante, un commerciante di tessuti di nome Anthony Van Leeuwenhoek, che visse in Olanda nel XVII secolo. Fu proprio questo curioso autodidatta il primo a guardare attraverso un dispositivo da lui stesso costruito una goccia d'acqua e vide migliaia di minuscoli esseri, che chiamò con la parola latina Animalculus (piccoli animali). Durante la sua vita, Leeuwenhoek riuscì a descrivere più di duecento specie di animali e, studiando sezioni sottili di carne, frutta e verdura, scoprì la struttura cellulare dei tessuti viventi. Per i servizi resi alla scienza, Leeuwenhoek fu eletto membro a pieno titolo della Royal Society nel 1680 e poco dopo divenne accademico dell'Accademia francese delle scienze.

I microscopi di Leeuwenhoek, dei quali ne realizzò personalmente più di trecento durante la sua vita, erano una piccola lente sferica delle dimensioni di un pisello inserita in una cornice. I microscopi avevano un tavolino, la cui posizione rispetto all'obiettivo poteva essere regolata mediante una vite, ma questi strumenti ottici non avevano né supporto né treppiede: dovevano essere tenuti in mano; Dal punto di vista dell'ottica odierna, il dispositivo chiamato microscopio Leeuwenhoek non è un microscopio, ma una lente d'ingrandimento molto potente, poiché la sua parte ottica è costituita da una sola lente http://www.foto.ru /articoli/?articolo_mic…
il collegamento apparirà dopo la verifica da parte di un moderatore Storia del microscopio
Il primo microscopio acromatico fu sviluppato in Russia (intorno al 1784) da Franz Ulrich Theodor Epinus, tedesco. Aepinus, (2(13) dicembre 1724, Rostock 10(22) agosto 1802, Dorpat, ora Tartu) fisico russo, membro dell'Accademia delle scienze di San Pietroburgo (1756).http://ru.wikipedia.org /wiki/Epino,_Fr…

Qual è stato il significato dell'invenzione del microscopio? Storia dell'invenzione del microscopio

Un microscopio è un dispositivo unico progettato per ingrandire microimmagini e misurare la dimensione di oggetti o formazioni strutturali osservate attraverso l'obiettivo. Questo sviluppo è sorprendente e il significato dell'invenzione del microscopio è estremamente grande, perché senza di esso alcune aree della scienza moderna non esisterebbero. E da qui più nel dettaglio.

Un microscopio è un dispositivo correlato a un telescopio, che viene utilizzato per scopi completamente diversi. Con il suo aiuto è possibile esaminare la struttura di oggetti invisibili all'occhio. Permette di determinare i parametri morfologici delle microformazioni, nonché di valutare la loro posizione volumetrica. Pertanto, è persino difficile immaginare quale significato abbia avuto l'invenzione del microscopio e come il suo aspetto abbia influenzato lo sviluppo della scienza.

Storia del microscopio e dell'ottica

Oggi è difficile rispondere chi ha inventato per primo il microscopio. Questo problema sarà probabilmente ampiamente discusso quanto la creazione di una balestra. Tuttavia, a differenza delle armi, l’invenzione del microscopio è avvenuta effettivamente in Europa. E da chi esattamente non è ancora noto. La probabilità che lo scopritore del dispositivo sia stato Hans Jansen, un produttore di occhiali olandese, è piuttosto alta. Suo figlio, Zacharias Jansen, affermò nel 1590 che lui e suo padre avevano costruito un microscopio.

Ma già nel 1609 apparve un altro meccanismo, creato da Galileo Galilei. Lo chiamò occhiolino e lo presentò al pubblico dell'Accademia Nazionale dei Lincei. La prova che già a quel tempo poteva essere utilizzato un microscopio è il segno sul sigillo di Papa Urbano III. Si ritiene che rappresenti una modifica di un'immagine ottenuta al microscopio. Il microscopio ottico (composto) di Galileo Galilei era costituito da una lente convessa e una concava.

Miglioramento e implementazione nella pratica

Appena 10 anni dopo l'invenzione di Galileo, Cornelius Drebbel creò un microscopio composto con due lenti convesse. E più tardi, cioè verso la fine del 1600, Christian Huygens sviluppò un sistema di oculari a due lenti. Vengono prodotti ancora oggi, anche se mancano di ampiezza di visibilità. Ma, cosa più importante, con l'aiuto di un simile microscopio nel 1665, Robert Hooke condusse uno studio su una sezione di una quercia da sughero, dove lo scienziato vide i cosiddetti favi. Il risultato dell'esperimento fu l'introduzione del concetto di “cella”.

Un altro padre del microscopio, Anthony van Leeuwenhoek, lo ha solo reinventato, ma è riuscito ad attirare l'attenzione dei biologi sul dispositivo. E in seguito divenne chiaro quale significato avesse per la scienza l'invenzione del microscopio, perché consentì lo sviluppo della microbiologia. Probabilmente, il dispositivo menzionato ha accelerato in modo significativo lo sviluppo delle scienze naturali, perché finché l'uomo non ha visto i microbi, credeva che le malattie provenissero dall'impurità. E nella scienza regnavano i concetti di alchimia e teorie vitalistiche dell'esistenza degli esseri viventi e della generazione spontanea della vita.

Microscopio Leeuwenhoek

L'invenzione del microscopio è un evento unico nella scienza del Medioevo, perché grazie al dispositivo è stato possibile trovare molti nuovi argomenti di discussione scientifica. Inoltre, molte teorie sono state distrutte grazie alla microscopia. E questo è il grande merito di Anthony van Leeuwenhoek. Riuscì a migliorare il microscopio in modo che permettesse di vedere le cellule in dettaglio. E se consideriamo la questione in questo contesto, Leeuwenhoek è davvero il padre di questo tipo di microscopio.

Struttura del dispositivo

Lo stesso microscopio ottico di Leeuwenhoek era una piastra con una lente capace di ingrandire più volte gli oggetti in questione. Questa piastra con una lente aveva un treppiede. Usandolo, è stato montato su un tavolo orizzontale. Puntando la lente verso la luce e ponendo il materiale in studio tra questa e la fiamma della candela, si potevano vedere le cellule batteriche. Inoltre, il primo materiale studiato da Antonie van Leeuwenhoek è stata la placca dentale. In esso, lo scienziato ha visto molte creature, che non poteva ancora nominare.

L'unicità del microscopio Leeuwenhoek è sorprendente. I modelli compositi disponibili a quel tempo non fornivano un'elevata qualità dell'immagine. Inoltre la presenza di due lenti non faceva altro che intensificare i difetti. Pertanto, ci sono voluti più di 150 anni prima che i microscopi composti originariamente sviluppati da Galileo e Drebbel iniziassero a produrre la stessa qualità di immagine del dispositivo di Leeuwenhoek. Lo stesso Antoni van Leeuwenhoek non è ancora considerato il padre del microscopio, ma è giustamente un maestro riconosciuto della microscopia di materiali e cellule nativi.

Invenzione e miglioramento delle lenti

Il concetto stesso di lente esisteva già nell'antica Roma e in Grecia. In Grecia, ad esempio, era possibile accendere il fuoco utilizzando il vetro convesso. E a Roma sono state notate da tempo le proprietà dei vasi di vetro pieni d'acqua. Hanno permesso di ingrandire le immagini, anche se non molte volte. L'ulteriore sviluppo delle lenti è sconosciuto, anche se è ovvio che il progresso non poteva fermarsi.

È noto che nel XVI secolo a Venezia entrò in pratica l'uso degli occhiali. Ciò è confermato dai fatti relativi alla presenza di macchine per la molatura del vetro, che hanno permesso di ottenere lenti.

Chi ha inventato il microscopio?

C'erano anche disegni di strumenti ottici, che erano specchi e lenti. La paternità di queste opere appartiene a Leonardo da Vinci. Ma anche prima, le persone lavoravano con le lenti d'ingrandimento: nel 1268, Roger Bacon avanzò l'idea di creare un cannocchiale. Successivamente è stato implementato.

Ovviamente l'autore dell'obiettivo non apparteneva a nessuno. Ma questo è stato osservato fino a quando Carl Friedrich Zeiss non ha iniziato a dedicarsi all'ottica. Nel 1847 iniziò a produrre microscopi. La sua azienda divenne poi leader nello sviluppo di vetri ottici. Esiste fino ad oggi, rimanendo il principale del settore. Collaborano con essa tutte le aziende che producono fotocamere e videocamere, mirini ottici, telemetri, telescopi e altri dispositivi.

Migliorare la microscopia

La storia dell'invenzione del microscopio colpisce se studiata in dettaglio. Ma non meno interessante è la storia dell'ulteriore miglioramento della microscopia. Cominciarono ad apparire nuovi tipi di microscopi e il pensiero scientifico che li diede origine affondò sempre più in profondità. Ora l’obiettivo dello scienziato non era solo studiare i microbi, ma anche considerare componenti più piccoli. Queste sono molecole e atomi. Già nel XIX secolo potevano essere studiati mediante analisi di diffrazione di raggi X. Ma la scienza chiedeva di più.

Così, già nel 1863, il ricercatore Henry Clifton Sorby sviluppò un microscopio polarizzatore per studiare i meteoriti. E nel 1863 Ernst Abbe sviluppò la teoria del microscopio. È stato adottato con successo da Carl Zeiss. Grazie a ciò, la sua azienda è diventata un leader riconosciuto nel settore degli strumenti ottici.

Ma presto arrivò il 1931: il momento della creazione del microscopio elettronico. È diventato un nuovo tipo di dispositivo che ti consente di vedere molto più della semplice luce. Per la trasmissione non utilizzava fotoni o luce polarizzata, ma elettroni, particelle molto più piccole degli ioni più semplici. È stata l'invenzione del microscopio elettronico a consentire lo sviluppo dell'istologia. Ora gli scienziati hanno acquisito la completa fiducia che i loro giudizi sulla cellula e sui suoi organelli siano effettivamente corretti. Tuttavia, solo nel 1986 il Premio Nobel fu assegnato al creatore del microscopio elettronico, Ernst Ruska. Inoltre, già nel 1938, James Hiller costruì un microscopio elettronico a trasmissione.

Gli ultimi tipi di microscopi

La scienza, dopo i successi di molti scienziati, si è sviluppata sempre più rapidamente. Pertanto, l'obiettivo dettato dalle nuove realtà era la necessità di sviluppare un microscopio altamente sensibile. E già nel 1936 Erwin Müller produsse un dispositivo per l'emissione di campo. E nel 1951 fu prodotto un altro dispositivo: un microscopio ionico da campo. La sua importanza è estrema perché ha permesso agli scienziati di vedere per la prima volta gli atomi. Inoltre nel 1955 Jerzy Nomarski sviluppò i fondamenti teorici della microscopia a contrasto interferenziale differenziale.

Miglioramento degli ultimi microscopi

L'invenzione del microscopio non è ancora un successo, perché in linea di principio non è difficile far passare ioni o fotoni attraverso i mezzi biologici e poi esaminare l'immagine risultante. Ma la questione del miglioramento della qualità della microscopia era davvero importante. E dopo queste conclusioni, gli scienziati hanno creato un analizzatore di massa fly-by, chiamato microscopio ionico a scansione.

Questo dispositivo ha permesso di scansionare un singolo atomo e ottenere dati sulla struttura tridimensionale della molecola. Insieme all'analisi tramite diffrazione dei raggi X, questo metodo ha permesso di accelerare notevolmente il processo di identificazione di molte sostanze presenti in natura. E già nel 1981 fu introdotto il microscopio a tunnel a scansione e nel 1986 il microscopio a forza atomica. Il 1988 è l'anno dell'invenzione del microscopio a tunnel elettrochimico a scansione. E l'ultima e la più utile è la sonda di forza Kelvin. È stato sviluppato nel 1991.

Valutare il significato globale dell'invenzione del microscopio

A partire dal 1665, quando Leeuwenhoek iniziò a lavorare il vetro e a produrre microscopi, l'industria si sviluppò e divenne più complessa. E quando ci si chiede quale sia stato il significato dell'invenzione del microscopio, vale la pena considerare i principali risultati della microscopia. Quindi, questo metodo ha permesso di esaminare la cellula, che è servita come ulteriore impulso per lo sviluppo della biologia. Quindi il dispositivo ha permesso di discernere gli organelli della cellula, il che ha permesso di formulare modelli di struttura cellulare.

Il microscopio ha poi permesso di vedere la molecola e l'atomo, e successivamente gli scienziati sono stati in grado di scansionare la loro superficie. Inoltre, attraverso un microscopio puoi persino vedere le nubi elettroniche degli atomi. Poiché gli elettroni si muovono attorno al nucleo alla velocità della luce, è completamente impossibile esaminare questa particella. Nonostante ciò, bisogna comprendere il significato dell'invenzione del microscopio. Ha reso possibile vedere qualcosa di nuovo che non può essere visto con gli occhi. Questo è un mondo fantastico, il cui studio ha avvicinato l'uomo alle conquiste moderne nel campo della fisica, della chimica e della medicina. E vale tutto il lavoro.