Invenzione del microscopio ottico. Chi ha inventato il microscopio? Scoperta di Gallileo Galilei

Scoperta di Gallileo Galilei

Una volta Galileo costruì un cannocchiale molto lungo. È successo durante il giorno. Quando ebbe finito, puntò la tromba verso la finestra per saggiare la pulizia delle lenti alla luce. Aggrappato all'oculare, Galileo rimase sbalordito: una specie di massa grigia e scintillante occupava l'intero campo visivo. La pipa oscillò leggermente e lo scienziato vide una testa enorme con occhi neri sporgenti sui lati. Il mostro aveva un torso nero con una sfumatura verde, sei gambe a gomito... Ma è... una mosca! Togliendo la pipa dall'occhio, Galileo si convinse che sul davanzale della finestra fosse davvero seduta una mosca.

Così è nato il microscopio, un dispositivo costituito da due lenti per ingrandire l'immagine di piccoli oggetti. Ha ricevuto il nome - "microscopium" - da un membro dell'"Accademia dei linchei" ("Accademia degli occhi di lince")

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

E lo stesso Galileo nel 1624 inserì nel microscopio lenti a fuoco più corto (più convesse), grazie alle quali il tubo divenne più corto.

Robert Hooke

La pagina successiva nella storia del microscopio è associata al nome di Robert Hooke. Era un uomo molto dotato e uno scienziato di talento. Dopo la laurea all'Università di Oxford nel 1657, Hooke divenne assistente di Robert Boyle. Era un'ottima scuola per uno dei più grandi scienziati dell'epoca. Nel 1663 Hooke lavorava già come segretario e dimostratore degli esperimenti della Royal Society inglese (Accademia delle Scienze). Quando si seppe del microscopio, Hooke fu incaricato di effettuare osservazioni su questo dispositivo. Il microscopio del maestro Drebbel a sua disposizione era un tubo dorato di mezzo metro, posizionato rigorosamente in verticale. Ho dovuto lavorare in una posizione scomoda: ad arco.

Robert Hooke

Prima di tutto, Hooke realizzò una pipa, un tubo, inclinato. Per non dipendere dalle giornate soleggiate, che in Inghilterra sono poche, ha installato davanti all'apparecchio una lampada a olio dal design originale. Tuttavia il sole splendeva ancora molto più luminoso. Pertanto, è nata l'idea di rafforzare i raggi di luce della lampada, per concentrarsi. È così che è apparsa la prossima invenzione di Hooke: una grande palla di vetro piena d'acqua, seguita da una lente speciale. Un tale sistema ottico aumentava la luminosità dell'illuminazione centinaia di volte.

Robert Hooke

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

Scoperta della cellula da parte di R. Hooke

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

In questa osservazione colpisce la parola “cellula”. Così Hooke chiamò cellule vegetali quelle che oggi chiamiamo cellule. A quei tempi la gente non ne aveva idea. Hooke fu il primo ad osservarli e diede il nome che rimase con loro per sempre. Fu una scoperta di grande importanza.

Anthony van Leeuwenhoek

Poco dopo Hooke, l'olandese Anthony van Lsvenhoek iniziò a condurre le sue osservazioni. Era

una personalità interessante: commerciava tessuti e ombrelli, ma non riceveva alcuna educazione scientifica. Ma aveva una mente curiosa, osservazione, perseveranza e coscienziosità. Le lenti, da lui stesso lucidate, ingrandivano l'oggetto di 200-300 volte, cioè 60 volte meglio degli strumenti allora in uso. Espose tutte le sue osservazioni in lettere che inviò con cura alla Royal Society di Londra. In una delle sue lettere annunciò la scoperta delle più piccole creature viventi: gli animaletti, come li chiamava Leeuwenhoek. Si è scoperto che sono presenti ovunque: nella terra, nelle piante, nel corpo degli animali. Questo evento ha rivoluzionato la scienza: sono stati scoperti i microrganismi.

Anthony van Leeuwenhoek

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

microscopia ottica

La teoria dell'imaging con lenti può essere presentata in termini di ottica geometrica o fisica. ottica geometrica spiega bene la messa a fuoco e l'aberrazione, ma per capire perché l'immagine non è del tutto nitida e come si ottiene il contrasto, è necessario coinvolgere l'ottica fisica. Nell'ottica geometrica ci sono due regole da tenere a mente: 1) la luce viaggia in linea retta e 2) un raggio devia da una linea retta (rifrange) all'interfaccia tra due mezzi trasparenti.

Lente

Gli obiettivi del microscopio sono solitamente attentamente standardizzati per l'ingrandimento NA. Generalmente, l'NA aumenta al diminuire della lunghezza focale, poiché l'ingrandimento aumenta al diminuire del diametro della lente.

Oculare

Oculari La funzione principale dell'oculare è trasmettere l'immagine dalla lente all'occhio. Esistono vari sistemi di oculari: Ramsden, Huygens, Kellner e compensatori. I primi tre tipi sono intercambiabili e differiscono solo nel modo in cui vengono applicate griglie, puntatori e altri punti di riferimento. L'oculare compensatore è progettato per correggere l'aberrazione cromatica.

Regolazione del microscopio

Per preparare il microscopio al lavoro è necessario effettuare la seguente regolazione: 1) la sorgente luminosa e tutti i suoi componenti devono essere centrati lungo l'asse ottico del dispositivo; 2) l'obiettivo deve essere messo a fuoco e 3) l'illuminazione deve essere regolata. Nella maggior parte dei microscopi convenzionali (standard), il condensatore, l'obiettivo e l'oculare sono coassiali, quindi solo la sorgente luminosa deve essere centrata. Ciò si ottiene mettendo a fuoco il vetrino del microscopio, rimuovendo l'oculare e spostando la sorgente luminosa con la vite di regolazione finché la luce (se vista attraverso il tubo) è al centro dell'obiettivo. Se l'installazione viene regolata anche al centro del condensatore, allora il condensatore viene prima rimosso, la sorgente luminosa viene centrata come descritto sopra, quindi il condensatore viene posizionato e centrato sulla sorgente luminosa utilizzando la vite di regolazione. Il condensatore viene quindi focalizzato sull'oggetto per l'illuminazione critica. Per evitare gli effetti della luce diffusa e riflessa, l'arresto di campo dovrebbe essere ridotto in modo che venga illuminato solo l'oggetto. Se l'intensità dell'illuminazione interferisce con un'osservazione confortevole, è possibile ridurla. Per ridurre l'intensità, in nessun caso si devono modificare le aperture; per questo si introducono filtri densi neutri davanti alla sorgente luminosa oppure si riduce la tensione fornita alla sorgente.

Contrasto

Perché un oggetto sia visibile, la sua immagine deve differire in intensità dallo sfondo circostante. Viene chiamata la differenza tra le intensità dell'oggetto e dello sfondo contrasto. Purtroppo la maggior parte dei campioni biologici (cellule e loro componenti) sono trasparenti, ovvero il loro contrasto è prossimo allo zero. In passato, per risolvere questo problema, i campioni venivano colorati aggiungendo sostanze colorate che reagivano con alcuni componenti delle cellule.

Preparazione di micropreparazioni

Taglio dei campioni Di norma, i pezzi di materiale sono troppo spessi per consentire il passaggio della luce sufficiente per l'esame al microscopio. Di solito è necessario tagliare uno strato molto sottile del materiale studiato, cioè preparare sezioni. Le sezioni possono essere realizzate con un rasoio o un microtomo. I tagli manuali vengono preparati con un rasoio affilato. Per lavorare su un microscopio convenzionale, le sezioni dovrebbero avere uno spessore di 8-12 micron. Il tessuto è fissato tra due pezzi di nucleo di sambuco. Il rasoio viene inumidito con il liquido in cui è stato riposto il panno; il taglio si effettua attraverso il sambuco e la stoffa, tenendo il rasoio tenuto orizzontalmente e muovendolo verso di sé con un movimento lento e scorrevole, diretto leggermente ad angolo. Dopo aver eseguito rapidamente diversi tagli, dovresti scegliere quello più sottile contenente le caratteristiche sezioni di tessuto. Una sezione di un tessuto immerso in un particolare mezzo può essere realizzata su un microtomo. Per un microscopio ottico, sezioni spesse diversi micrometri possono essere realizzate da tessuto incluso in paraffina utilizzando uno speciale coltello d'acciaio. Sezioni estremamente sottili (20-100 nm) vengono realizzate su un ultratomo per un microscopio elettronico. In questo caso è necessario un coltello diamantato o di vetro. Le sezioni per un microscopio ottico possono essere preparate senza versare il materiale nel mezzo; per questo viene utilizzato un microtomo congelatore. Durante la preparazione della sezione congelata, il campione viene mantenuto allo stato solido congelato.

Protozoi al microscopio

Puoi vedere molti protozoi con i tuoi occhi nel campo visivo del microscopio in qualsiasi momento dell'anno. Per avere protozoi vivi da osservare, è necessario preparare in anticipo un mezzo nutritivo in cui possano svilupparsi a lungo. Per fare questo, uno strato (2 cm di spessore) di foglie tritate o polvere di fieno viene posto in 2-3 barattoli di vetro e sopra viene versata acqua piovana o del rubinetto (13 barattoli). Le banche sono coperte di vetro e posizionate sulla finestra, al riparo dalla luce solare diretta. Dopo 3-4 giorni vengono annaffiati con acqua prelevata da un serbatoio stagnante (stagno, fossati), sul fondo del quale è presente vegetazione in decomposizione (erba, foglie, rami). Con l'acqua dovresti raccogliere anche un po' di limo dal fondo. Dopo alcuni giorni, nei vasi apparirà una pellicola che emette una lucentezza metallica. Guardando le gocce d'acqua al microscopio, puoi vedere quali tipi di protozoi sono ricchi di acqua dalle lattine. Con questo allevamento di protozoi compaiono quindi prima diversi tipi di piccoli ciliati ameba e, infine (dopo 15 giorni), ciliati-scarpe.

Analisi del sangue

Il microscopio è da tempo un assistente indispensabile per l'uomo in molti settori. Nella lente del dispositivo puoi vedere ciò che non è visibile ad occhio nudo. Un oggetto interessante per la ricerca è il sangue. Al microscopio puoi vedere gli elementi principali della composizione del sangue umano: plasma ed elementi formati.

Per la prima volta la composizione del sangue umano è stata studiata dal medico italiano Marcello Malpighi. Ha scambiato gli elementi sagomati che galleggiavano nel plasma per globuli di grasso. Le cellule del sangue sono state più volte chiamate palloncini o animali, scambiandole per esseri intelligenti. Il termine "cellule del sangue" o "sfere di sangue" è stato introdotto nell'uso scientifico da Anthony Leeuwenhoek. Il sangue al microscopio è una sorta di specchio dello stato del corpo umano.

Il microscopio è uno strumento ottico che permette di ottenere immagini ingrandite di piccoli oggetti o di loro dettagli non visibili ad occhio nudo.

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

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

Come funziona un microscopio

Un microscopio classico è composto da tre parti principali: ottica, illuminante e meccanica. La parte ottica è costituita da oculari e lenti, la parte illuminante è costituita da sorgenti luminose, un condensatore e un diaframma. È consuetudine riferirsi alla parte meccanica di tutti gli altri elementi: un treppiede, un dispositivo girevole, un tavolo portaoggetti, un sistema di messa a fuoco e molto altro. Tutto insieme e ti permette di condurre ricerche sul micromondo.

Cos'è un'"apertura del microscopio": parliamo del sistema di illuminazione

Per le osservazioni del microcosmo, una buona illuminazione è importante quanto la qualità dell'ottica del microscopio. LED, lampade alogene, specchio: per un microscopio è possibile utilizzare diverse sorgenti luminose. Ognuno ha i suoi pro e contro. La retroilluminazione può essere superiore, inferiore o combinata. La sua posizione influisce su quali vetrini possono essere esaminati al microscopio (trasparente, traslucido o opaco).

Sotto il tavolo dell'oggetto, su cui è posizionato il campione per la ricerca, si trova un diaframma del microscopio. Può essere un disco o un'iride. Il diaframma è progettato per regolare l'intensità dell'illuminazione: con il suo aiuto è possibile regolare lo spessore del fascio luminoso proveniente dall'illuminatore. Il diaframma a disco è una piccola piastra con fori di diverso diametro. Di solito è installato su microscopi amatoriali. Il diaframma dell'iride è costituito da numerosi petali, con i quali è possibile modificare agevolmente il diametro del foro di trasmissione della luce. È più comune nei microscopi di livello professionale.

Parte ottica: oculari e obiettivi

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

Elementi meccanici

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

La storia del microscopio

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

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

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

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

Pochi sanno che il microscopio prese il nome solo nel 1625. Il termine "microscopio" fu proposto da un amico di Galileo Galilei, il medico e botanico tedesco Giovanni Faber.

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

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

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

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

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

Il microscopio di Leeuwenhoek fu il primo microscopio portato in Russia sotto la direzione di Pietro il Grande.

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

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

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

Per capire cosa sta succedendo nel micro e nel mega mondo, sono necessari dispositivi complessi. I primi passi verso la comprensione di questi mondi furono rispettivamente l'invenzione del microscopio e del telescopio.

Anche nel Medioevo si sapeva che con l'aiuto del vetro curvo è possibile modificare la percezione visiva. Un monaco inglese fu un attivo promotore dell'uso di lenti di ingrandimento e lenti. Ruggero Bacone che visse nel XIII secolo. Nello stesso periodo, le persone iniziarono a usare gli occhiali per correggere i difetti visivi. Tuttavia, tutti questi strumenti ottici primitivi rendevano impossibile vedere qualcosa di nuovo rispetto a ciò che può vedere una persona con una vista normale. I tentativi di migliorare l'effetto di ingrandimento delle lenti hanno portato all'invenzione del cosiddetto microscopio composto, un dispositivo costituito da due lenti (un obiettivo e un oculare), attraverso le quali la luce crea in sequenza un'immagine ingrandita dell'oggetto in questione sullo schermo. guscio sensibile dell'occhio. Ciò accadde alla fine del XVI o all'inizio del XVII secolo, ma non si sa esattamente chi fu il primo inventore di un simile microscopio. In ogni caso, nel 1609, Galileo dimostrò per la prima volta alla comunità scientifica l'apparecchio da lui ideato, che chiamò “occhiolino”, che significa “occhio piccolo”. Forse questo fu il primo microscopio, anche se in seguito apparvero altri contendenti per questa invenzione. La parola stessa "microscopio" fu coniata dall'amico di Galileo Giovanni Faber, per analogia con il telescopio già esistente a quel tempo.

I primi microscopi però non permettevano di ottenere un’immagine nitida a causa della imperfetta lucidatura del vetro. Nonostante questo, Robert Hooke nel 1664, esaminando una sezione di sughero, scoprì delle cellule. Una vera rivoluzione nello sviluppo della ricerca microscopica fu compiuta nel 1674 dall'olandese Anthony van Leeuwenhoek(Fig. 95, A).

Riso. 95. Microscopi: A - Il microscopio di Leeuwenhoek era estremamente semplice ed era un piatto, al centro del quale c'era una lente; B – microscopio ottico moderno; B - microscopio elettronico

Mentre lavorava come guardiano presso il municipio locale, si esercitò a molare le lenti durante il suo servizio e presto raggiunse una tale perfezione che, semplicemente guardando una goccia d'acqua attraverso una lente che aveva lucidato con un'illuminazione adeguata, vide un mondo completamente nuovo. Era un mondo di organismi viventi fino ad allora sconosciuti a nessuno, che Leeuwenhoek chiamava "piccoli animali". Per questa scoperta fu eletto membro corrispondente della Royal Society di Londra, sebbene non capisse alcuna scienza.

Successivamente, le tecniche di molatura delle lenti migliorate hanno permesso di aumentare risoluzione microscopio composto (Fig. 95, B). Questo termine si riferisce alla capacità di un microscopio di creare un'immagine chiara e separata di due punti su un oggetto. In poche parole, queste sono le dimensioni più piccole di un oggetto che possono essere distinte al microscopio. Tutto ciò che vediamo in generale e al microscopio in particolare è un riflesso della luce dell'oggetto in esame. Ma sappiamo che la luce è un'onda elettromagnetica che ha qualità come frequenza e lunghezza. Inoltre, tali onde, come tutte le altre, hanno la proprietà della diffrazione, cioè la capacità di piegarsi attorno a piccoli oggetti. A causa della diffrazione, al microscopio è impossibile distinguere oggetti più piccoli della metà della lunghezza d'onda della luce riflessa. Ricordiamo che la lunghezza d'onda della radiazione elettromagnetica nella parte visibile dello spettro è compresa tra circa 400 e 700 nm. Ciò significa che i microscopi ottici tradizionali, che utilizzano la luce visibile come fonte di illuminazione, possono permetterci di vedere oggetti almeno di queste dimensioni (Fig. 96). Pertanto l’ingrandimento massimo ottenibile con il loro ausilio non può essere superiore a 2000.

Per aumentare la risoluzione è necessario illuminare l'oggetto in esame con una radiazione la cui lunghezza d'onda è inferiore a quella della luce visibile.

Riso. 96. Occhio di libellula, visibile se osservato ad occhio nudo (A) e al microscopio (B)

Riso. 97. Telescopio di Galileo.

Si è scoperto che gli elettroni erano una tale radiazione. All'inizio del XX secolo. si è scoperto che l'elettrone può essere considerato non solo come una particella, ma anche come una radiazione, con una lunghezza d'onda nell'intervallo dei raggi X. E poiché gli elettroni, a differenza della luce, hanno anche cariche elettriche, i loro raggi possono essere focalizzati utilizzando lenti magnetiche. Sulla base di queste idee, nel 1931, iniziò lo sviluppo microscopio elettronico, consentendo di ottenere un'immagine di oggetti con un ingrandimento fino a un milione di volte (Fig. 95, B). In futuro, la tecnica di creazione dei microscopi è stata costantemente migliorata e ora i microscopi moderni consentono di vedere anche i singoli atomi.

Con l'invenzione è iniziato lo studio degli oggetti situati a grandi distanze dalla Terra e appartenenti al mega mondo telescopio(Fig. 97). Il cannocchiale era preceduto da un cannocchiale o, come veniva chiamato, un cannocchiale, in uso fin dall'inizio del XVII secolo. Tuttavia non si diffuse fino al momento in cui cadde nelle mani di Galileo. Perfezionò questo dispositivo e per la prima volta nel 1609 intuì di dirigere questo tubo verso il cielo, trasformandolo così in un telescopio. Sebbene il dispositivo di Galileo fosse piuttosto primitivo, lo scienziato riuscì in pochi anni ad aumentare la sua capacità di ingrandimento da tre a trentadue volte, il che gli permise di fare una serie di importanti scoperte. Maggiori dettagli sui successivi miglioramenti al telescopio e sulle ricerche effettuate con il loro aiuto verranno discussi nel prossimo capitolo. E ora continueremo a conoscere la struttura del micromondo.

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Un microscopio è uno strumento unico progettato per ingrandire microimmagini e misurare la dimensione di oggetti o formazioni strutturali osservate attraverso una lente. Questo sviluppo è sorprendente e l'importanza 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 esso è possibile considerare 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. Probabilmente anche questo problema sarà ampiamente discusso, così come la creazione di una balestra. Tuttavia, a differenza delle armi, l’invenzione del microscopio è avvenuta effettivamente in Europa. Da chi, esattamente, non è ancora noto. La probabilità che Hans Jansen, un produttore olandese di occhiali, sia stato lo scopritore del dispositivo è piuttosto alta. Suo figlio, Zachary Jansen, affermò nel 1590 di aver costruito un microscopio con suo padre.

Ma già nel 1609 apparve un altro meccanismo, creato da Galileo Galilei. Lo chiamò occhiolino e lo presentò al pubblico all'Accademia Nazionale dei Lincei. La prova che già allora si poteva usare il microscopio è il marchio apposto sul sigillo di papa Urbano III. Si ritiene che si tratti di una modifica dell'immagine ottenuta al microscopio. Il microscopio ottico (composito) di Galileo Galilei era costituito da una lente convessa e da una concava.

Miglioramento e implementazione nella pratica

Già 10 anni dopo l'invenzione di Galileo, Cornelius Drebbel crea un microscopio composto con due lenti convesse. E più tardi, cioè verso la fine, Christian Huygens sviluppò un sistema di oculari a due lenti. Vengono ancora prodotti, anche se mancano di ampiezza di vedute. Ma, cosa più importante, con l'aiuto di un tale microscopio nel 1665, fu effettuato uno studio su un taglio 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 una persona non ha visto i microbi, credeva che le malattie nascessero dall'impurità. E nella scienza regnavano i concetti di alchimia e teorie vitalistiche dell'esistenza dei viventi e della generazione spontanea della vita.

Il microscopio di 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 dalla microscopia. E questo è il grande merito di Anthony van Leeuwenhoek. È riuscito a migliorare il microscopio in modo che consenta di vedere le cellule in dettaglio. E se consideriamo la questione in questo contesto, allora Leeuwenhoek è davvero il padre di questo tipo di microscopio.

Struttura del dispositivo

La luce stessa era una piastra dotata di una lente capace di ingrandire ripetutamente gli oggetti in questione. Questa piastra con una lente aveva un treppiede. Attraverso di esso, è stata montata su un tavolo orizzontale. Puntando la lente verso la luce e ponendo il materiale in esame tra questa e la fiamma di una candela, si poteva vedere.Inoltre, il primo materiale che Anthony van Leeuwenhoek esaminò fu la placca. In esso, lo scienziato ha visto molte creature, che non poteva ancora nominare.

L'unicità del microscopio di 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 esacerbare i difetti. Pertanto, ci sono voluti più di 150 anni perché i microscopi composti, originariamente sviluppati da Galileo e Drebbel, fornissero la stessa qualità d'immagine del dispositivo di Leeuwenhoek. Lo stesso Anthony 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. Ad esempio, in Grecia, con l'aiuto del vetro convesso, è stato possibile accendere un fuoco. E a Roma sono state notate da tempo le proprietà dei vasi di vetro pieni d'acqua. Permettevano 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 disponibilità di macchine per la molatura del vetro, che hanno permesso di ottenere lenti. C'erano anche disegni di dispositivi ottici, che sono specchi e lenti. La paternità di queste opere appartiene a Leonardo da Vinci. Ma anche prima, le persone lavoravano con lenti d'ingrandimento: già nel 1268, Ruggero Bacone avanzò l'idea di creare un telescopio. Successivamente è stato implementato.

Ovviamente la paternità dell'obiettivo non apparteneva a nessuno. Ma questo è stato osservato fino al momento in cui Carl Friedrich Zeiss si è dedicato 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 lei 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 per il suo studio dettagliato. Ma non meno interessante è la storia dell'ulteriore miglioramento della microscopia. Cominciarono ad apparirne di nuovi e il pensiero scientifico che li generò si immerse sempre più in profondità. Ora l'obiettivo dello scienziato non era solo lo studio dei microbi, ma anche la considerazione dei componenti più piccoli. Sono molecole e atomi. Già nel 19° secolo potevano essere studiati mediante l'analisi della diffrazione dei 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 nella produzione di Carl Zeiss. La sua azienda è così diventata un leader riconosciuto nel campo degli strumenti ottici.

Ma presto arrivò l'anno 1931, il momento della creazione del microscopio elettronico. È diventato un nuovo tipo di apparecchio che ti permette di vedere molto più della semplice luce. In esso, per la trasmissione non venivano utilizzati fotoni e luce non 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 creatore del microscopio elettronico, Ernst Ruska, ricevette il Premio Nobel. 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 velocemente. Pertanto, l'obiettivo, dettato dalle nuove realtà, era la necessità di sviluppare un microscopio altamente sensibile. E già nel 1936 Erwin Muller 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. E oltre a ciò, nel 1955 Jerzy Nomarski sviluppa i fondamenti teorici della microscopia differenziale a contrasto e interferenza.

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 quindi considerare 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 in transito, chiamato microscopio ionico a scansione.

Questo dispositivo ha permesso di scansionare un singolo atomo e ottenere dati sulla struttura tridimensionale della molecola. Insieme a questo metodo è stato possibile accelerare notevolmente il processo di identificazione di molte sostanze presenti in natura. E già nel 1981 fu introdotto il microscopio a effetto tunnel 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.

Valutazione del significato globale dell'invenzione del microscopio

Dal 1665, quando Leeuwenhoek iniziò a lavorare il vetro e a produrre microscopi, l'industria si è sviluppata ed è diventata più complessa. E chiedendosi quale sia stato il significato dell'invenzione del microscopio, vale la pena considerare le principali conquiste della microscopia. Quindi, questo metodo ha permesso di considerare la cellula, che è servita come ulteriore impulso per lo sviluppo della biologia. Quindi il dispositivo ha permesso di vedere gli organelli della cellula, che hanno permesso di formare i modelli della struttura cellulare.

Quindi il microscopio ha permesso di vedere la molecola e l'atomo, e successivamente gli scienziati sono stati in grado di scansionare la loro superficie. Inoltre, anche le nubi elettroniche degli atomi possono essere viste al microscopio. Poiché gli elettroni si muovono alla velocità della luce attorno al nucleo, è assolutamente impossibile considerare questa particella. Nonostante ciò, bisognerebbe comprendere quanto sia stata importante l'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 una persona alle conquiste moderne della fisica, della chimica e della medicina. E vale tutto il duro lavoro.

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 per primo abbia iniziato a utilizzare le lenti, ma è noto per certo, ad esempio, che i nostri antenati sapevano più di 2mila anni fa che il vetro era in grado di rifrangere la luce.

Nel II secolo a.C. Claudio Tolomeo descrisse come un bastoncino “si piega” quando viene immerso nell'acqua e calcolò persino la costante di rifrazione in modo molto accurato. Ancor prima in Cina, i dispositivi venivano realizzati 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 del telescopio e del microscopio, ma fu solo alla fine del XVI secolo che Zachary Jansen e suo padre Hans, fabbricanti 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. È stata conservata la descrizione dello strumento che padre e figlio realizzarono per la famiglia reale. Consisteva in tre tubi scorrevoli con una lunghezza totale di 45 cm e un diametro di 5 cm. Quando è chiuso, ingrandisce 3 volte, quando è completamente aperto - 9 volte, tuttavia l'immagine risulta essere un po' sfocata.

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

Da Leeuwenhoek ad Abbe

Nel 1665, il naturalista inglese Robert Hooke perfezionò uno strumento di ingrandimento e scoprì le unità strutturali elementari, le cellule, studiando la corteccia della quercia da sughero. Dieci anni dopo, lo scienziato olandese Anthony van Leeuwenhoek riuscì a ottenere lenti ancora migliori. 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, Lenvenhoek 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 ipotizza che alcuni dei dispositivi smarriti avessero addirittura un ingrandimento di 500x.

Nonostante tutti i progressi in questo settore, nei successivi 200 anni i microscopi non sono cambiati molto. Fu solo nel 1850 che l'ingegnere tedesco Carl Zeiss iniziò a migliorare le lenti per microscopi prodotti dalla sua azienda. Nel 1880 assunse Otto Schott, uno specialista in vetri ottici. La sua ricerca ha migliorato significativamente la qualità degli strumenti di ingrandimento.

Un altro dipendente della Carl Zeiss, il fisico ottico Ernst Abbe, migliorò il processo stesso di produzione degli strumenti ottici. In precedenza, tutto il lavoro con loro veniva eseguito per tentativi ed errori; Abbe, invece, creò 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 più grandi o uguali alla lunghezza d'onda della luce, non potevano 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 (trasmissione)). Nel 1986, ha ricevuto 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. Quindici anni dopo, Muller fece un'altra svolta in quest'area: il microscopio a ioni di campo, che diede al fisico l'opportunità di vedere gli atomi per la prima volta nella storia dell'umanità.

Parallelamente sono stati svolti altri lavori. 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 a ioni di campo aggiungendovi 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 la molteplicità di massa e carica dello ione.

Nel 1981, Gerd Binnig e Heinrich Rohrer dalla Germania crearono un microscopio a tunneling a scansione; cinque anni dopo, Binnig e i suoi colleghi inventarono il microscopio a scansione a forza atomica. A differenza dello sviluppo precedente, AFM consente di esplorare superfici sia conduttive che non conduttive 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 Muller 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 progettazione 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 di 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: una cellula.

I microscopi in senso moderno includono solo un microscopio "complesso" - un dispositivo costituito da due sistemi di lenti: un oculare e un obiettivo. 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 sono stati esaminati alla luce del giorno con luce incidente; non c'erano dispositivi di messa a fuoco.

Uno dei primi microscopi del tipo a noi 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. Fondamentalmente nuovo era il sistema di illuminazione artificiale dell'oggetto inventato dallo scienziato.

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 fissato in modo mobile su un'apposita colonna, il suo movimento era assicurato da una speciale vite filettata.

La storia del primo microscopio o come tutto ebbe inizio

I miglioramenti progettuali hanno ora reso possibile studiare sia oggetti trasparenti in luce trasmessa che oggetti opachi in luce incidente. Dal 1715 al microscopio è apparso uno specchio a noi familiare.

Microscopio adattato per fotografie in una stanza nera

In tutti i microscopi composti dei secoli XVII-XVIII. con ingrandimenti superiori a 120 - 150 volte (aberrazioni sferiche e cromatiche) l'immagine era fortemente distorta. Diventa quindi chiara la preferenza che i microscopisti dell'epoca, a partire da

A. Levenguk, ha fornito 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'utilizzo di una combinazione di lenti realizzate con diversi tipi di vetro. Il primo microscopio acromatico fu progettato nel 1784 dall'accademico di San Pietroburgo F. Epinus, ma per una serie di motivi non fu ampiamente utilizzato. Ulteriori passi verso l'acromatizzazione al microscopio furono compiuti contemporaneamente da diversi maestri in Germania, Inghilterra e Francia. Nel 1827 J. B. Amici utilizzò nell'obiettivo una lente frontale piatta, 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 ad alti ingrandimenti il ​​campo visivo rimaneva scuro: una parte significativa dei raggi rifratti nell'aria non entrava nell'obiettivo. Un 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 ditta Carl Zeiss lanciò sul mercato nuove lenti apocromatiche, nelle quali la correzione dell'aberrazione sferica e cromatica veniva 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, è stata sviluppata una tecnica per preparare preparati microscopici. Per molto tempo rimase molto primitivo, fino all'inizio del XIX secolo. i microscopisti osservavano principalmente oggetti essiccati. Vengono esaminate le preparazioni fresche, non sottoposte ad alcuna lavorazione. I metodi per realizzare "preparazioni permanenti", che caratterizzano la microscopia moderna, non esistevano ancora, per questo motivo il ricercatore è stato privato dell'opportunità di studiare a lungo la preparazione e confrontare nuovi preparati con quelli vecchi.

Entro l'inizio del secondo quarto del XIX secolo. i ricercatori hanno iniziato a utilizzare determinati reagenti per studiare i tessuti, ad esempio l'aggiunta di acido acetico ha permesso di identificare i nuclei cellulari. I reagenti sono stati applicati proprio lì, sul tavolino del microscopio.
Dagli anni '80 19esimo secolo nella pratica della ricerca microscopica, il microtomo inventato da J. Purkinje diventa un attributo indispensabile. L'utilizzo del microtomo ha permesso di realizzare sezioni sottili e di ottenere una serie continua di sezioni, il che ha portato a progressi nello studio della struttura fine della cellula.

A metà del XIX secolo. i microscopisti stanno cominciando a utilizzare vari metodi per fissare e colorare i preparati, versando gli oggetti studiati in mezzi più densi. Dagli anni '70. 19esimo secolo Il balsamo canadese è tradizionalmente utilizzato per la produzione di preparati permanenti.

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

Wikipedia ha queste informazioni:
È impossibile determinare esattamente chi ha inventato il microscopio. Si pensa che il produttore di occhiali olandese Hans Janssen e suo figlio Zacharias Janssen abbiano inventato il primo microscopio nel 1590, ma questa fu un'affermazione dello 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 mise a punto 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. La raffigurazione di tre api di Francesco Stelluti ne faceva parte del sigillo di Papa Urbano VIII ed è considerato il primo simbolo microscopico pubblicato (vedi Stephen Jay Gould, The Lying stone of Marrakech, 2000). Christian 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 di Huygens vengono prodotti ancora oggi, ma non hanno la latitudine del campo visivo e la posizione degli oculari è scomoda per gli occhi rispetto agli oculari a campo largo di oggi. Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) è considerato il primo a portare il microscopio all'attenzione dei biologi, nonostante semplici lenti d'ingrandimento fossero prodotte già dal 1500 e le proprietà d'ingrandimento dei vasi di vetro riempiti d'acqua fossero menzionate da gli antichi romani (Seneca). Realizzati artigianalmente, i microscopi di Van Leeuwenhoek erano pezzi molto piccoli con un'unica lente molto resistente. Erano scomodi da usare, ma permettevano di esaminare le immagini in grande dettaglio solo perché non adottavano 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 il microscopio composto fosse in grado di fornire la stessa qualità dell'immagine dei semplici microscopi Leeuwenhoek. Quindi, sebbene Anton van Leeuwenhoek fosse un grande maestro del microscopio, non ne fu l'inventore, contrariamente a quanto si crede.

Il primo microscopio non fu progettato affatto da uno scienziato professionista, ma da un dilettante, il commerciante di manifattura Anthony Van Leeuwenhoek, che visse in Olanda nel XVII secolo. Fu questo curioso autodidatta il primo a guardare attraverso un dispositivo da lui realizzato una goccia d'acqua e vide migliaia di creature più piccole, che chiamò 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, di cui ne realizzò personalmente più di trecento nella sua vita, erano una piccola lente sferica, grande quanto un pisello, inserita in una cornice. I microscopi avevano un tavolo portaoggetti, la cui posizione rispetto alla lente poteva essere regolata con 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 che il moderatore avrà controllato la storia del microscopio
Sviluppato in Russia il primo microscopio acromatico (circa 1784) Franz Ulrich Theodor Epinus, tedesco. Aepinus, (2 (13) dicembre 1724, Rostock 10 (22) agosto 1802, Derpt, ora Tartu) fisico russo, membro dell'Accademia delle scienze di San Pietroburgo (1756). http://ru.wikipedia.org /wiki/Epino,_Fr…

Qual è stata l'importanza dell'invenzione del microscopio? Storia dell'invenzione del microscopio

Un microscopio è uno strumento unico progettato per ingrandire microimmagini e misurare la dimensione di oggetti o formazioni strutturali osservate attraverso una lente. Questo sviluppo è sorprendente e l'importanza 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 uno scopo completamente diverso. Con esso è possibile considerare 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. Probabilmente anche questo problema sarà ampiamente discusso, così come la creazione di una balestra. Tuttavia, a differenza delle armi, l’invenzione del microscopio è avvenuta effettivamente in Europa. Da chi, esattamente, non è ancora noto. La probabilità che Hans Jansen, un produttore olandese di occhiali, sia stato lo scopritore del dispositivo è piuttosto alta. Suo figlio, Zachary Jansen, affermò nel 1590 di aver costruito un microscopio con suo padre.

Ma già nel 1609 apparve un altro meccanismo, creato da Galileo Galilei. Lo chiamò occhiolino e lo presentò al pubblico all'Accademia Nazionale dei Lincei. La prova che già allora si poteva usare il microscopio è il marchio apposto sul sigillo di papa Urbano III. Si ritiene che si tratti di una modifica dell'immagine ottenuta al microscopio. Il microscopio ottico (composito) di Galileo Galilei era costituito da una lente convessa e da una concava.

Miglioramento e implementazione nella pratica

Già 10 anni dopo l'invenzione di Galileo, Cornelius Drebbel crea 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 ancora prodotti, anche se mancano di ampiezza di vedute. Ma, cosa più importante, con l'aiuto di un simile microscopio nel 1665, Robert Hooke condusse uno studio su un taglio 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 una persona non ha visto i microbi, credeva che le malattie nascessero dall'impurità. E nella scienza regnavano i concetti di alchimia e teorie vitalistiche dell'esistenza dei viventi e della generazione spontanea della vita.

Il microscopio di 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 dalla microscopia. E questo è il grande merito di Anthony van Leeuwenhoek. È riuscito a migliorare il microscopio in modo che consenta di vedere le cellule in dettaglio. E se consideriamo la questione in questo contesto, allora 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 ripetutamente gli oggetti in esame. Questa piastra con una lente aveva un treppiede. Attraverso di esso, è stata montata su un tavolo orizzontale. Puntando la lente verso la luce e ponendo il materiale da testare tra questa e la fiamma di una candela, si potevano vedere le cellule batteriche. Inoltre, il primo materiale esaminato da Anthony van Leeuwenhoek è stata la placca. In esso, lo scienziato ha visto molte creature, che non poteva ancora nominare.

L'unicità del microscopio di 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 esacerbare i difetti. Pertanto, ci sono voluti più di 150 anni perché i microscopi composti, originariamente sviluppati da Galileo e Drebbel, fornissero la stessa qualità d'immagine del dispositivo di Leeuwenhoek. Lo stesso Anthony 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. Ad esempio, in Grecia, con l'aiuto del vetro convesso, è stato possibile accendere un fuoco. E a Roma sono state notate da tempo le proprietà dei vasi di vetro pieni d'acqua. Permettevano 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 disponibilità di macchine per la molatura del vetro, che hanno permesso di ottenere lenti.

Chi ha inventato il microscopio?

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

Ovviamente la paternità dell'obiettivo non apparteneva a nessuno. Ma questo è stato osservato fino al momento in cui Carl Friedrich Zeiss si è dedicato 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 lei 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 per il suo studio dettagliato. 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 generò si immerse sempre più in profondità. Ora l'obiettivo dello scienziato non era solo lo studio dei microbi, ma anche la considerazione dei componenti più piccoli. Sono molecole e atomi. Già nel 19° secolo potevano essere studiati mediante l'analisi della diffrazione dei 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 nella produzione di Carl Zeiss. La sua azienda è così diventata un leader riconosciuto nel campo degli strumenti ottici.

Ma presto arrivò l'anno 1931, il momento della creazione del microscopio elettronico. È diventato un nuovo tipo di apparecchio che ti permette di vedere molto più della semplice luce. In esso, per la trasmissione non venivano utilizzati fotoni e luce non 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 creatore del microscopio elettronico, Ernst Ruska, ricevette il Premio Nobel. 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 velocemente. Pertanto, l'obiettivo, dettato dalle nuove realtà, era la necessità di sviluppare un microscopio altamente sensibile. E già nel 1936 Erwin Muller 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. E oltre a ciò, nel 1955 Jerzy Nomarski sviluppa i fondamenti teorici della microscopia differenziale a contrasto e interferenza.

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 quindi considerare 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 in transito, 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 della 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 effetto tunnel 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.

Valutazione del significato globale dell'invenzione del microscopio

Dal 1665, quando Leeuwenhoek iniziò a lavorare il vetro e a produrre microscopi, l'industria si è sviluppata ed è diventata più complessa. E chiedendosi quale sia stato il significato dell'invenzione del microscopio, vale la pena considerare le principali conquiste della microscopia. Quindi, questo metodo ha permesso di considerare la cellula, che è servita come ulteriore impulso per lo sviluppo della biologia. Quindi il dispositivo ha permesso di vedere gli organelli della cellula, che hanno permesso di formare i modelli della struttura cellulare.

Quindi il microscopio ha permesso di vedere la molecola e l'atomo, e successivamente gli scienziati sono stati in grado di scansionare la loro superficie. Inoltre, anche le nubi elettroniche degli atomi possono essere viste al microscopio. Poiché gli elettroni si muovono alla velocità della luce attorno al nucleo, è assolutamente impossibile considerare questa particella. Nonostante ciò, bisognerebbe comprendere quanto sia stata importante l'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 una persona alle conquiste moderne della fisica, della chimica e della medicina. E vale tutto il duro lavoro.