Mikroskop je optični instrument, ki vam omogoča pridobivanje povečanih slik majhnih predmetov ali njihovih podrobnosti, ki jih ni mogoče videti s prostim očesom.

Dobesedno beseda "mikroskop" pomeni "opazovati nekaj majhnega" (iz grščine "majhen" in "pogled").

Človeško oko, tako kot vsak optični sistem, ima določeno ločljivost. To je najmanjša razdalja med dvema točkama ali črtama, ko se še ne združita, ampak ju zaznavamo ločeno druga od druge. Pri normalnem vidu na razdalji 250 mm je ločljivost 0,176 mm. Zato vseh predmetov, katerih velikost je manjša od te vrednosti, naše oko ne more več razločiti. Ne moremo videti celic rastlin in živali, različnih mikroorganizmov itd. Lahko pa to storimo s pomočjo posebnih optičnih instrumentov - mikroskopov.

Kako deluje mikroskop

Klasični mikroskop je sestavljen iz treh glavnih delov: optičnega, osvetljevalnega in mehanskega. Optični del so okularji in leče, svetlobni del pa svetlobni viri, kondenzor in diafragma. Običajno se nanaša na mehanski del vseh drugih elementov: stojalo, vrtljiva naprava, predmetna miza, sistem za ostrenje in še veliko več. Vse skupaj in vam omogoča raziskovanje mikrosveta.

Kaj je "odprtina mikroskopa": pogovorimo se o sistemu osvetlitve

Za opazovanje mikrokozmosa je dobra osvetlitev enako pomembna kot kakovost optike mikroskopa. Lahko se uporabljajo LED, halogenske žarnice, ogledalo - za mikroskop različnih virov osvetlitev. Vsak ima svoje prednosti in slabosti. Osvetlitev ozadja je lahko zgornja, spodnja ali kombinirana. Njegova lokacija vpliva na to, katera preparata je mogoče pregledati pod mikroskopom (prozorna, prosojna ali neprozorna).

Pod predmetno mizo, na katero je vzorec za raziskavo, je diafragma mikroskopa. Lahko je disk ali iris. Diafragma je namenjena prilagajanju intenzivnosti osvetlitve: z njeno pomočjo lahko prilagodite debelino svetlobnega snopa, ki prihaja iz osvetljevalnika. Diafragma diska je majhna plošča z luknjami različnih premerov. Običajno je nameščen na amaterskih mikroskopih. Diafragma šarenice je sestavljena iz številnih cvetnih listov, s katerimi lahko gladko spreminjate premer luknje, ki prepušča svetlobo. Pogostejši je pri profesionalnih mikroskopih.

Optični del: okularji in objektivi

Objektivi in ​​okularji so najbolj priljubljeni rezervni deli za mikroskope. Čeprav vsi mikroskopi ne podpirajo menjave teh dodatkov. Optični sistem je odgovoren za oblikovanje povečane slike. Boljša in popolnejša kot je, jasnejša in podrobnejša je slika. Ampak najvišji ravni optična kakovost je potrebna samo v profesionalnih mikroskopih. Za amaterske raziskave zadostuje standardna steklena optika, ki zagotavlja povečanje do 500-1000-krat. Vendar priporočamo, da se izogibate plastičnim lečam - kakovost slike v takšnih mikroskopih je običajno frustrirajoča.

Mehanski elementi

Vsak mikroskop vsebuje elemente, ki raziskovalcu omogočajo nadzor fokusa, prilagajanje položaja preskusnega vzorca in prilagajanje delovne razdalje optične naprave. Vse to je del mehanike mikroskopa: mehanizmi za koaksialno ostrenje, priprava in držalo za pripravo, gumbi za nastavitev ostrine, mizica in še mnogo več.

Zgodovina mikroskopa

Kdaj se je pojavil prvi mikroskop, ni natančno znano. Najenostavnejše povečevalne naprave - bikonveksne optične leče so bile najdene med izkopavanji na ozemlju starega Babilona.

Menijo, da sta prvi mikroskop leta 1590 ustvarila nizozemski optik Hans Jansen in njegov sin Zachary Jansen. Ker so bile leče v tistih časih polirane ročno, so imele različne napake: praske, izbokline. Napake na lečah smo iskali z drugo lečo - povečevalnim steklom. Izkazalo se je, da če predmet obravnavate s pomočjo dveh leč, se ta večkrat poveča. Po vgradnji 2 konveksnih leč v eno cev je Zakhary Jansen prejel napravo, ki je spominjala na vohunsko steklo. Na enem koncu te cevi je bila leča, ki je delovala kot objektiv, na drugi strani pa leča okularja. A za razliko od teleskopa Jansenova naprava predmetov ni približevala, ampak jih je povečevala.

Leta 1609 je italijanski znanstvenik Galileo Galilei razvil sestavljeni mikroskop s konveksnimi in konkavnimi lečami. Imenoval ga je "occhiolino" - majhno oko.

10 let pozneje, leta 1619, je nizozemski izumitelj Cornelius Jacobson Drebbel zasnoval sestavljen mikroskop z dvema konveksnima lečama.

Malo ljudi ve, da je mikroskop dobil ime šele leta 1625. Izraz "mikroskop" je predlagal prijatelj Galilea Galileija, nemški zdravnik in botanik Giovanni Faber.

Vsi takrat ustvarjeni mikroskopi so bili zadovoljni s primitivnimi. Tako je Galilejev mikroskop lahko povečal samo 9-krat. Ob izboljšanju optični sistem Galilei, je angleški znanstvenik Robert Hooke leta 1665 ustvaril svoj mikroskop, ki je imel že 30-kratno povečavo.

Leta 1674 je nizozemski naravoslovec Anthony van Leeuwenhoek ustvaril najpreprostejši mikroskop, ki je uporabljal samo eno lečo. Povedati je treba, da je bilo ustvarjanje leč eden od znanstvenikovih hobijev. In zaradi njegove visoke spretnosti pri brušenju so bile vse leče, ki jih je naredil, zelo visoke kakovosti. Leeuwenhoek jih je imenoval "mikroskopija". Bili so majhni, približno v velikosti nohta, vendar so se lahko povečali 100 ali celo 300-krat.

Leeuwenhoekov mikroskop je bil kovinska plošča z lečo v sredini. Opazovalec je skozi njo pogledal vzorec, pritrjen na drugi strani. In čeprav delo s takim mikroskopom ni bilo zelo priročno, je Leeuwenhoek s pomočjo svojih mikroskopov lahko naredil pomembna odkritja.

V tistih časih je bilo malo znanega o zgradbi človeških organov. Leeuwenhoek je s pomočjo svojih leč odkril, da je kri sestavljena iz številnih drobnih delcev - eritrocitov in mišica- iz najboljših vlaken. V rešitvah je videl najmanjša bitja različne oblike ki se je premikalo, trčilo in razmetavalo. Zdaj vemo, da so to bakterije: koki, bacili itd. Pred Leeuwenhoekom pa tega niso vedeli.

Skupno so znanstveniki izdelali več kot 25 mikroskopov. 9 jih je preživelo do danes. Sliko lahko povečajo za 275-krat.

Leeuwenhoekov mikroskop je bil prvi mikroskop, ki so ga v Rusijo prinesli po navodilih Petra Velikega.

Postopoma se je mikroskop izboljšal in pridobil obliko, ki je bila blizu sodobnemu. K temu procesu so veliko prispevali tudi ruski znanstveniki. V začetku 18. stoletja v Sankt Peterburgu so v delavnici Akademije znanosti nastale izboljšane zasnove mikroskopov. Ruski izumitelj I.P. Kulibin je zgradil svoj prvi mikroskop, ne da bi vedel, kako se to dela v tujini. Ustvaril je proizvodnjo stekla za leče, izumil naprave za njihovo brušenje.

Veliki ruski znanstvenik Mihail Vasiljevič Lomonosov je bil prvi ruski znanstvenik, ki je uporabil mikroskop v svojih znanstvena raziskava.

Verjetno ni nedvoumnega odgovora na vprašanje "Kdo je izumil mikroskop?" K razvoju mikroskopske znanosti so prispevali najboljši znanstveniki in izumitelji različnih obdobij.

Da bi razumeli, kaj se dogaja v mikro- in megasvetu, so potrebne kompleksne naprave. Prvi korak k razumevanju teh svetov sta bila izuma mikroskopa oziroma teleskopa.

Že v srednjem veku je bilo znano, da lahko s pomočjo ukrivljenega stekla spremenite vizualno percepcijo. Angleški menih je bil aktiven promotor uporabe povečeval in leč. Roger Bacon ki je živel v trinajstem stoletju. Približno v istem času so ljudje začeli uporabljati očala za popravljanje napak vida. Vendar pa so vsi ti primitivni optični instrumenti onemogočali videti nekaj novega v primerjavi s tistim, kar lahko vidi oseba z normalnim vidom. Poskusi povečanja povečevalnega učinka leč so privedli do izuma tako imenovanega sestavljenega mikroskopa - naprave, sestavljene iz dveh leč (objektiva in okularja), skozi katere svetloba zaporedno ustvari povečano sliko zadevnega predmeta na občutljiva lupina očesa. To se je zgodilo konec 16. ali v začetku 17. stoletja, kdo je bil prvi izumitelj takšnega mikroskopa, pa ni natančno znano. Kakor koli že, leta 1609 je Galileo znanstveni skupnosti prvič demonstriral napravo, ki jo je zasnoval in jo je poimenoval "occhiolino", kar pomeni "majhno oko". Morda je bil to prvi mikroskop, čeprav so se pozneje pojavili drugi kandidati za ta izum. Sama beseda "mikroskop" je skoval Galilejev prijatelj Giovanni Faber, po analogiji s teleskopom, ki je že obstajal v tistem času.

Vendar pa prvi mikroskopi zaradi nepopolnega poliranja stekla niso omogočali jasne slike. Ne glede na to, Robert Hooke leta 1664 je med pregledovanjem dela plute odkril celice. Prava revolucija v razvoju mikroskopske študije leta 1674 izdelal Nizozemec Anthony van Leeuwenhoek(Slika 95, A).

riž. 95. Mikroskopi: A - Leeuwenhoekov mikroskop je bil izjemno preprost in je predstavljal ploščo, v središču katere je bila leča; B – sodobni svetlobni mikroskop; B - elektronski mikroskop

Medtem ko je delal kot stražar v lokalni mestni hiši, je med službo vadil brušenje leč in kmalu dosegel takšno popolnost, da je preprosto videl kapljico vode skozi lečo, ki jo je ob primerni svetlobi poliral, popolnoma videl. novi svet. To je bil do takrat nikomur neznani svet živih organizmov, ki jih je Leeuwenhoek imenoval »majhne živali«. Za to odkritje je bil izvoljen za dopisnega člana Kraljeve družbe v Londonu, čeprav se sploh ni razumel v nobeno znanost.

Pozneje so izboljšane tehnike brušenja leč omogočile povečanje resolucija sestavljeni mikroskop (slika 95, B). Ta izraz se nanaša na sposobnost mikroskopa, da ustvari jasno ločeno sliko dveh točk na predmetu. Preprosto povedano, to so najmanjše dimenzije predmeta, ki jih je mogoče razločiti pod mikroskopom. Vse, kar vidimo na splošno in še posebej v mikroskopu, je odboj svetlobe od obravnavanega predmeta. Vemo pa, da je svetloba elektromagnetno valovanje, ki ima lastnosti, kot sta frekvenca in dolžina. Poleg tega imajo takšni valovi, tako kot vsi drugi, lastnost difrakcije, to je sposobnost upogibanja okoli majhnih predmetov. Zaradi uklona je pod mikroskopom nemogoče razločiti predmete, manjše od polovice valovne dolžine odbite svetlobe. Spomnimo se, da je valovna dolžina elektromagnetnega sevanja v vidnem delu spektra približno 400 do 700 nm. To pomeni, da lahko tradicionalni optični mikroskopi, ki kot vir osvetlitve uporabljajo vidno svetlobo, omogočijo, da vidimo predmete, ki so vsaj te velikosti (slika 96). Zato največja povečava, ki jo je mogoče doseči z njihovo pomočjo, ne sme biti večja od 2000.

Da bi povečali ločljivost, je treba predmet osvetliti s sevanjem, katerega valovna dolžina je krajša od valovne dolžine vidne svetlobe.

riž. 96. Oko kačjega pastirja, vidno s prostim očesom (A) in pod mikroskopom (B)

riž. 97. Galilejev teleskop.

Izkazalo se je, da so elektroni takšno sevanje. Na začetku XX stoletja. ugotovljeno je bilo, da je elektron mogoče obravnavati ne le kot delec, ampak tudi kot sevanje z valovno dolžino v območju rentgenskih žarkov. In saj imajo elektroni za razliko od svetlobe tudi električni naboji, se njihovi žarki lahko fokusirajo z uporabo magnetnih leč. Na podlagi teh idej se je leta 1931 začel razvoj elektronski mikroskop, omogoča pridobitev slike predmetov s povečanjem do milijonkrat (slika 95, B). V prihodnosti se je tehnika ustvarjanja mikroskopov nenehno izboljševala, zdaj pa sodobni mikroskopi omogočajo opazovanje celo posameznih atomov.

Z izumom se je začelo preučevanje predmetov, ki se nahajajo na velikih razdaljah od Zemlje in pripadajo mega svetu teleskop(Slika 97). Pred teleskopom je bil daljnogled ali kot so mu rekli zorni daljnogled, ki je bil v uporabi od začetka 17. stoletja. Vendar pa je postal razširjen šele v trenutku, ko je padel v roke Galileju. To napravo je izboljšal in prvič leta 1609 ugibal, da bo to cev usmeril v nebo in jo tako spremenil v teleskop. Čeprav je bila Galilejeva naprava precej primitivna, je znanstveniku uspelo njeno povečavo v nekaj letih povečati s tri na dvaintridesetkrat, kar mu je omogočilo številna pomembna odkritja. Več podrobnosti o poznejših izboljšavah teleskopa in raziskavah, izvedenih z njihovo pomočjo, bomo obravnavali v naslednjem poglavju. In zdaj se bomo še naprej seznanjali s strukturo mikrosveta.

Zgodovina in izum mikroskopa je posledica dejstva, da so ljudje že od antičnih časov želeli videti veliko manjše predmete, kot je dovoljeno neoboroženim. človeško oko. Čeprav prva uporaba leče zaradi starosti ostaja neznanka, se domneva, da je bila uporaba učinka loma svetlobe uporabljena pred več kot 2000 leti. V 2. stoletju pred našim štetjem je Klavdij Ptolomej opisal lastnosti svetlobe v vodnem bazenu in natančno izračunal lomno konstanto vode.

V 1. stoletju našega štetja (leto 100) je bilo izumljeno steklo in Rimljani so pogledali skozi steklo in ga preizkusili. Eksperimentirali so z različnimi oblikami prozornega stekla in eden od njihovih dizajnov je bil debelejši na sredini in tanjši na robovih. Ugotovili so, da bi bil predmet skozi takšno steklo videti večji.

Beseda "leča" pravzaprav izhaja iz latinske besede za "leča", poimenovali so jo, ker spominja na obliko stročnice, rastline leče.

Istočasno rimski filozof Seneka opisuje dejansko povečavo skozi vrč z vodo "...črke, majhne in nejasne, se vidijo povečane in jasnejše skozi steklen kozarec, napolnjen z vodo." Nadaljnje leče so bile uporabljene šele konec 13. stoletja pr. Nato so okoli leta 1600 odkrili, da je optične instrumente mogoče izdelati z lečo.

Prvi optični instrumenti

Zgodnji preprosti optični instrumenti so bili s povečevalnimi stekli in so običajno imeli povečavo približno 6 x - 10 x. Leta 1590 sta nizozemska izumitelja Hans Jansen in njegov sin Zachary med ročnim poliranjem leč ugotovila, da kombinacija dveh leč omogoča večkratno povečavo slike predmeta.

V cev so namestili več leč in naredili zelo pomembno odkritje- Izum mikroskopa.

Njihove prve naprave so bile novejše od znanstvenega instrumenta, saj je bila največja povečava do 9x. Prvi mikroskop, narejen za nizozemske kraljeve družine, je imel 3 raztegljive cevi, dolžine 50 cm in premera 5 cm. Navedeno je bilo, da ima naprava povečavo od 3x do 9x, ko je popolnoma razporejena.

Leeuwenhoekov mikroskop

Drugi nizozemski znanstvenik Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723), ki velja za enega od pionirjev mikroskopije, je konec 17. stoletja postal prvi, ki je izum mikroskopa dejansko uporabil v praksi.

Van Leeuwenhoek je dosegel večji uspeh kot njegovi predhodniki z razvojem metode izdelave leč z brušenjem in poliranjem. Dosegel je takrat najbolj znano povečavo do 270x. Ta povečava omogoča ogled objektov v velikosti milijoninke metra.

Anthony Leeuwenhoek se je s svojim novim izumom mikroskopa bolj vključil v znanost. Lahko je videl stvari, ki jih še nihče ni videl. Prvič je videl bakterije, ki so plavale v kapljici vode. Opazil je rastlinska in živalska tkiva, spermo in krvne celice, minerale, fosile in drugo. Odkril je tudi ogorčice in kolobarje (mikroskopske živali) ter odkril bakterije, tako da je opazoval vzorce zobnih oblog iz lastnih zob.

Ljudje so se začeli zavedati, da lahko s povečavo razkrijemo strukture, ki jih še nikoli nismo videli – hipoteza, da je vse sestavljeno iz drobnih elementov, nevidnih s prostim očesom, še ni bila upoštevana.

Delo Anthonyja Leeuwenhoeka je nadalje razvil angleški znanstvenik Robert Hooke, ki je leta 1665 objavil rezultate mikroskopskih študij "Mikrografija". Robert Hooke je opisal podrobne raziskave na področju mikrobiologije.

Anglež Robert Hooke je odkril mikroskopski mejnik in osnovno enoto vsega življenja – celico. Sredi 17. stoletja je Hooke med preučevanjem primerka videl strukturne celice, ki so ga spominjale na majhne prostore samostana. Hooke je prav tako zaslužen za to, da je prvi uporabil konfiguracijo treh primarnih leč, kot se uporablja danes po izumu mikroskopa.

V 18. in 19. stoletju ni bilo veliko sprememb v zasnovi osnovnega mikroskopa. Leče so bile razvite z uporabo čistejšega stekla in različne oblike za reševanje težav, kot sta popačenje barv in slaba ločljivost slike. V poznih 19. stoletjih je nemški optični fizik Ernst Abbe odkril, da z oljem prevlečene leče preprečujejo popačenje svetlobe pri visoki ločljivosti. Iznajdba mikroskopa je pomagala velikemu ruskemu znanstveniku-enciklopedistu Lomonosovu sredi 18. stoletja, da je s svojimi poskusi premaknil rusko znanost.

Sodobni razvoj mikroskopije

Leta 1931 so nemški znanstveniki začeli delati na izumu elektronskega mikroskopa. Ta vrsta naprave fokusira elektrone na vzorec in oblikuje sliko, ki jo lahko zajame elektronsko občutljiv element. Ta model omogoča znanstvenikom ogled zelo drobnih podrobnosti z do milijonkratno povečavo. Edina pomanjkljivost je, da živih celic ni mogoče opazovati z elektronskim mikroskopom. Vendar so digitalne in druge nove tehnologije ustvarile nov instrument za mikrobiologe.

Nemca Ernst Ruska in dr. Max Knoll sta prva ustvarila "lečo" magnetno polje in električni tok. Do leta 1933 so znanstveniki izdelali elektronski mikroskop, ki je presegel meje povečave takratnega optičnega mikroskopa.

Ernst je za svoje delo leta 1986 prejel Nobelovo nagrado za fiziko. Elektronski mikroskop lahko doseže veliko večjo ločljivost, ker je valovna dolžina elektrona krajša od valovne dolžine vidne svetlobe, še posebej, če je elektron pospešen v vakuumu.

Svetloba in elektronska mikroskopija napreduje v 20. stoletje. Danes lupe za ogled vzorcev uporabljajo fluorescentne nalepke ali polarizacijske filtre. Sodobnejši se uporabljajo za zajemanje in analizo slik, ki jih človeško oko ne vidi.

Izum mikroskopa v 16. stoletju je omogočil ustvarjanje že odsevnih, faznih, kontrastnih, konfokalnih in celo ultravijoličnih naprav..

Moderno elektronske naprave lahko daje podobo celo enega atoma.

IN sodobni svet Mikroskop velja za nepogrešljivo optično napravo. Brez nje si je težko predstavljati področja človeške dejavnosti, kot so biologija, medicina, kemija, vesoljske raziskave, Genski inženiring.


Mikroskopi se uporabljajo za preučevanje najrazličnejših predmetov in nam omogočajo, da zelo podrobno vidimo strukture, ki so s prostim očesom nevidne. Komu človeštvo dolguje pojav te uporabne naprave? Kdo je izumil mikroskop in kdaj?

Kdaj se je pojavil prvi mikroskop?

Zgodovina naprave sega v starodavne čase. Sposobnost ukrivljenih površin, da odbijajo in lomijo sončno svetlobo, je že v 3. stoletju pred našim štetjem opazil raziskovalec Evklid. V svojih delih je znanstvenik našel razlago za vizualno povečanje predmetov, potem pa njegovo odkritje ni našlo praktična uporaba.

Večina zgodnje informacije o mikroskopih sega v 18. stol. Leta 1590 je nizozemski obrtnik Zachary Jansen postavil dve leči iz očal v eno cev in lahko videl predmete, povečane od 5- do 10-krat.


Kasneje je slavni raziskovalec Galileo Galilei izumil teleskop in opozoril na zanimiva lastnost: če je močno potisnjen narazen, se lahko majhni predmeti znatno povečajo.

Kdo je zgradil prvi model optične naprave?

Pravi znanstveni in tehnološki preboj v razvoju mikroskopa se je zgodil v 17. stoletju. Leta 1619 je nizozemski izumitelj Cornelius Drebbel izumil mikroskop s konveksnimi lečami, konec stoletja pa je drugi Nizozemec Christian Huygens predstavil svoj model, v katerem je bilo mogoče nastavljati okularje.

Naprednejšo napravo je izumil izumitelj Anthony Van Leeuwenhoek, ki je ustvaril napravo z eno veliko lečo. V naslednjem stoletju in pol je ta izdelek dal najvišjo kakovost slike, zato Leeuwenhoeka pogosto imenujejo izumitelj mikroskopa.

Kdo je izumil prvi sestavljeni mikroskop?

Obstaja mnenje, da optične naprave ni izumil Leeuwenhoek, temveč Robert Hooke, ki je leta 1661 izboljšal Huygensov model tako, da mu je dodal dodatno lečo. Nastala vrsta naprave je postala ena najbolj priljubljenih v znanstveni skupnosti in se je široko uporabljala do sredine 18. stoletja.


V prihodnosti so številni izumitelji prispevali k razvoju mikroskopa. Leta 1863 je Henry Sorby izumil polarizacijsko napravo, ki mu je omogočila raziskovanje, v 1870-ih pa je Ernst Abbe razvil teorijo mikroskopov in odkril brezdimenzijsko količino "Abbejevo število", kar je prispevalo k izdelavi naprednejše optične opreme.

Kdo je izumitelj elektronskega mikroskopa?

Leta 1931 je znanstvenik Robert Rudenberg patentiral novo napravo, ki je lahko povečala predmete z uporabo elektronskih žarkov. Naprava se je imenovala elektronski mikroskop in je našla široko uporabo v številnih znanostih zaradi svoje visoke ločljivosti, tisočkrat večje od običajne optike.

Leto pozneje je Ernst Ruska izdelal prototip sodobne elektronske naprave, za kar je bil tudi nagrajen Nobelova nagrada. Že v poznih tridesetih letih prejšnjega stoletja se je njegov izum začel množično uporabljati v znanstvenih raziskavah. Istočasno je Siemens začel proizvajati elektronske mikroskope za komercialno uporabo.

Kdo je avtor nanoskopa?

Najbolj inovativna vrsta optičnega mikroskopa doslej je nanoskop, ki ga je leta 2006 razvila skupina znanstvenikov pod vodstvom nemškega izumitelja Stefana Hella.


Nova naprava omogoča ne le premagovanje ovire Abbejevega števila, ampak tudi možnost opazovanja predmetov z dimenzijami 10 nanometrov ali manj. Poleg tega naprava zagotavlja visoko kakovost 3D slike predmete, ki so bili prej nedostopni običajnim mikroskopom.

Karkoli že pravite, mikroskop je eno najpomembnejših orodij znanstvenikov, eno njihovih glavnih orožij pri razumevanju sveta okoli nas. Kako se je pojavil prvi mikroskop, kakšna je zgodovina mikroskopa od srednjega veka do danes, kakšna je struktura mikroskopa in pravila za delo z njim, boste našli odgovore na vsa ta vprašanja v našem članku. Pa začnimo.

Zgodovina mikroskopa

Čeprav so prve povečevalne leče, na podlagi katerih dejansko deluje svetlobni mikroskop, arheologi našli med izkopavanji starega Babilona, ​​so se prvi mikroskopi kljub temu pojavili v srednjem veku. Zanimivo je, da med zgodovinarji ni soglasja o tem, kdo je prvi izumil mikroskop. Med kandidati za to častitljivo vlogo so znani znanstveniki in izumitelji, kot so Galileo Galilei, Christian Huygens, Robert Hooke in Anthony van Leeuwenhoek.

Omeniti velja tudi italijanskega zdravnika G. Frakostora, ki je že leta 1538 prvi predlagal kombinacijo več leč za večji učinek povečave. To še ni bil nastanek mikroskopa, vendar je postal predhodnik njegovega pojava.

In leta 1590 je neki Hans Jasen, nizozemski mojster očal, rekel, da je njegov sin Zakhary Yasen izumil prvi mikroskop, za ljudi srednjega veka je bil tak izum podoben majhnemu čudežu. Vendar pa številni zgodovinarji dvomijo, ali je Zachary Yasen pravi izumitelj mikroskopa. Dejstvo je, da je v njegovi biografiji veliko temne lise, vključno s madeži na njegovem ugledu, zato so Zaharija sodobniki obtožili ponarejanja in kraje intelektualne lastnine nekoga drugega. Kakor koli že, vendar žal ne moremo z gotovostjo ugotoviti, ali je bil Zakhary Yasen izumitelj mikroskopa ali ne.

Toda sloves Galilea Galileija v tem pogledu je brezhiben. To osebo poznamo predvsem kot velikega astronoma, znanstvenika, preganjanega Katoliška cerkev za njegovo prepričanje, da se Zemlja vrti okoli in ne obratno. Med pomembne Galilejeve izume sodi prvi teleskop, s pomočjo katerega je znanstvenik s svojim pogledom prodrl v vesoljske sfere. Toda področje njegovega zanimanja ni bilo omejeno na zvezde in planete, saj je mikroskop v bistvu enak teleskop, le obratno. In če lahko s pomočjo povečevalnih leč opazujete oddaljene planete, zakaj ne bi njihove moči usmerili v drugo smer - preučevati, kaj je pred našimi nosovi. »Zakaj pa ne,« je verjetno pomislil Galileo in sedaj, leta 1609, je na Accademia dei Licei širši javnosti že predstavljal svoj prvi sestavljeni mikroskop, sestavljen iz konveksne in konkavne povečevalne leče.

Starinski mikroskopi.

Kasneje, 10 let pozneje, je nizozemski izumitelj Cornelius Drebbel izboljšal Galilejev mikroskop tako, da mu je dodal še eno konveksno lečo. Toda pravo revolucijo v razvoju mikroskopov je naredil Christian Huygens, nizozemski fizik, mehanik in astronom. Tako je prvi izdelal mikroskop z dvolečnim sistemom okularjev, ki sta bila akromatsko regulirana. Omeniti velja, da se Huygensovi okularji uporabljajo še danes.

Toda slavni angleški izumitelj in znanstvenik Robert Hooke se je za vedno zapisal v zgodovino znanosti, ne le kot ustvarjalec lastnega originalnega mikroskopa, ampak tudi kot oseba, ki je z njegovo pomočjo naredila veliko znanstveno odkritje. Bil je tisti, ki je prvi videl organsko celico skozi mikroskop in predlagal, da so vsi živi organizmi sestavljeni iz celic, teh najmanjših enot žive snovi. Robert Hooke je rezultate svojih opazovanj objavil v svojem temeljnem delu - Mikrografija.

Ta knjiga, ki jo je leta 1665 izdala londonska Kraljeva družba, je takoj postala znanstvena uspešnica tistih časov in povzročila velik pečat v znanstveni skupnosti. Nič čudnega, saj je vseboval gravure, ki so upodabljale pod mikroskopom povečane uši, muhe, rastlinske celice. V bistvu je bilo to delo neverjeten opis zmožnosti mikroskopa.

Zanimiv podatek: Robert Hooke je izraz "celica" prevzel, ker so ga rastlinske celice, omejene s stenami, spominjale na meniške celice.

Takole je izgledal mikroskop Roberta Hooka, slika iz Micrographie.

In zadnji izjemen znanstvenik, ki je prispeval k razvoju mikroskopov, je bil Nizozemec Anthony van Leeuwenhoek. Navdahnjen z mikrografijo Roberta Hooka je Leeuwenhoek ustvaril svoj mikroskop. Leeuwenhoekov mikroskop, čeprav je imel samo eno lečo, je bil izjemno zmogljiv, zato je bila raven podrobnosti in povečave njegovega mikroskopa najboljša v tistem času. Z opazovanjem divjih živali skozi mikroskop je Leeuwenhoek marsikaj naredil pomembnega znanstvena odkritja v biologiji: prvi je videl eritrocite, opisal bakterije, kvasovke, skiciral semenčice in zgradbo oči žuželk, odkril in opisal številne njihove oblike. Dela Leeuwenhoeka so dala velik zagon razvoju biologije in pomagala pritegniti pozornost biologov na mikroskop, ga naredila sestavni del biološke raziskave, tudi do danes. Takšen na splošno zgodovina odkritja mikroskopa.

Vrste mikroskopov

Nadalje so se z razvojem znanosti in tehnologije začeli pojavljati vse bolj napredni svetlobni mikroskopi, prvi svetlobni mikroskop, ki je deloval na osnovi povečevalnih leč, je zamenjal elektronski mikroskop, nato pa laserski mikroskop, rentgenski mikroskopom, kar daje večkrat boljši učinek povečave in podrobnosti. Kako ti mikroskopi delujejo? Več o tem pozneje.

Elektronski mikroskop

Zgodovina razvoja elektronskega mikroskopa se je začela leta 1931, ko je neki R. Rudenberg prejel patent za prvi prenosni elektronski mikroskop. Nato so se v 40. letih prejšnjega stoletja pojavili vrstični elektronski mikroskopi, ki so svojo tehnično popolnost dosegli že v 60. letih prejšnjega stoletja. Oblikovali so sliko predmeta zaradi zaporednega gibanja elektronske sonde majhnega preseka nad objektom.

Kako deluje elektronski mikroskop? Njegovo delovanje temelji na usmerjenem žarku elektronov, pospešenih v električnem polju in prikazovanju slike na posebnih magnetnih lečah, ta elektronski žarek je veliko manjši od valovne dolžine vidne svetlobe. Vse to omogoča povečanje moči elektronskega mikroskopa in njegove ločljivosti za 1000-10.000-krat v primerjavi s tradicionalnim svetlobnim mikroskopom. To je glavna prednost elektronskega mikroskopa.

Tako je videti sodobni elektronski mikroskop.

laserski mikroskop

Laserski mikroskop je izboljšana različica elektronskega mikroskopa, njegovo delovanje temelji na laserskem žarku, ki znanstveniku s pogledom omogoča opazovanje živih tkiv v še večji globini.

Rentgenski mikroskop

Rentgenski mikroskopi se uporabljajo za preučevanje zelo majhnih predmetov, katerih dimenzije so primerljive z dimenzijami rentgenskega vala. Njihovo delo temelji na elektromagnetnem sevanju z valovno dolžino od 0,01 do 1 nanometra.

Mikroskopska naprava

Zasnova mikroskopa je odvisna od njegove vrste, seveda se bo elektronski mikroskop po svoji napravi razlikoval od svetlobnega optičnega mikroskopa ali od rentgenskega mikroskopa. V našem članku bomo obravnavali strukturo običajnega sodobnega optičnega mikroskopa, ki je najbolj priljubljen med amaterji in profesionalci, saj jih je mogoče uporabiti za reševanje številnih preprostih raziskovalnih problemov.

Torej, najprej lahko v mikroskopu ločimo optični in mehanski del. Optični del vključuje:

• Okular je tisti del mikroskopa, ki je neposredno povezan z očmi opazovalca. V prvih mikroskopih je bila sestavljena iz ene same leče, zasnova okularja v sodobnih mikroskopih je seveda nekoliko bolj zapletena.
• Leča je praktično najpomembnejši del mikroskopa, saj je leča tista, ki zagotavlja glavno povečavo.
• Iluminator - odgovoren za pretok svetlobe na preučevanem predmetu.
• Zaslonka - uravnava moč svetlobnega toka, ki vstopa v preučevani predmet.

Mehanski del mikroskopa je sestavljen iz tako pomembnih delov, kot so:

• Tubus je cev, ki vsebuje okular. Cev mora biti močna in se ne sme deformirati, sicer bodo optične lastnosti mikroskopa prizadete.
• Podstavek zagotavlja stabilnost mikroskopa med delovanjem. Na njem so pritrjeni cev, nosilec kondenzatorja, gumbi za ostrenje in druge podrobnosti mikroskopa.
• Turret - uporablja se za hitro menjavo leč, ni na voljo v poceni modelih mikroskopov.
• Predmetna miza je prostor, na katerega se postavi preiskovani predmet ali predmeti.

In tukaj slika pokaže več podrobna struktura mikroskop.

Pravila za delo z mikroskopom

• Z mikroskopom je treba delati sede;
• Pred uporabo je treba mikroskop pregledati in obrisati prah z mehko krpo;
• Postavite mikroskop pred seboj nekoliko v levo;
• Delo je vredno začeti z majhnim povečanjem;
• Osvetlitev v vidnem polju mikroskopa nastavite z električnim osvetljevalcem ali ogledalom. Z enim očesom gledamo v okular in z ogledalom s konkavno stranico usmerimo svetlobo iz okenca v lečo in nato čim bolj enakomerno in čim bolj osvetlimo vidno polje. Če je mikroskop opremljen z osvetljevalcem, priključite mikroskop na vir napajanja, vklopite žarnico in nastavite zahtevano svetlost zgorevanja;
• Postavite mikropreparacijo na mizico tako, da je preučevani predmet pod lečo. Če pogledamo od strani, lečo z makro vijakom spuščamo do razdalje med spodnjo lečo objektiva in mikropreparatom 4-5 mm;
• Ročno premikajte pripravek, poiščite pravo mesto in ga postavite v središče vidnega polja mikroskopa;
• Za preučevanje predmeta velika povečava, morate izbrano območje najprej postaviti v sredino vidnega polja mikroskopa pri majhni povečavi. Nato spremenite lečo na 40 x tako, da obrnete revolver tako, da je v delovnem položaju. Za dobro sliko predmeta uporabite mikrometrski vijak. Na škatli mikrometrskega mehanizma sta dve črti, na mikrometrskem vijaku pa pika, ki mora biti vedno med črticama. Če preseže njihove meje, ga je treba vrniti v normalni položaj. Če tega pravila ne upoštevate, lahko mikrometrski vijak preneha delovati;
• Po končanem delu z veliko povečavo nastavite majhno povečavo, dvignite lečo, odstranite pripravek z delovne mize, obrišite vse dele mikroskopa s čisto krpo, pokrijte s plastično vrečko in postavite v omarico.