In che anno è stato inventato il microscopio? La storia del microscopio

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.

La storia della creazione del primo microscopio è piena di segreti e congetture. Anche il suo inventore non è così facile da nominare. Ma è noto con certezza che le prime testimonianze del microscopio risalgono al 1595. Portano il nome di Zacharias Jansen, figlio del produttore di occhiali olandese Hans Jansen.

Zachary è cresciuto come un ragazzo curioso e ha trascorso molto tempo nel laboratorio di suo padre. Una volta, in assenza di suo padre, realizzò una pipa insolita con un cilindro di metallo e frammenti di vetro. La sua particolarità era che, visti attraverso di esso, gli oggetti circostanti aumentavano di dimensioni, diventavano molto più vicini e sembravano essere a portata di mano. Il ragazzo ha provato a guardare gli oggetti attraverso l'altra estremità del tubo. Immaginate la sua sorpresa quando li vide piccoli e molto distanti.

Zakhary ha raccontato la sua esperienza insolita a suo padre, che ha incoraggiato suo figlio in questo percorso in ogni modo possibile. Hans Jansen, senza saperlo, migliorò il tubo "magico": sostituì il cilindro di metallo con un sistema di tubi che potevano piegarsi l'uno nell'altro. Ora l'esame degli oggetti è diventato ancora più interessante, perché sono diventati più chiari e più grandi. Grazie alla lunghezza variabile del tubo era possibile ingrandire o rimpicciolire l'immagine, esaminare piccoli dettagli, vedere ciò che prima era impossibile vedere con qualsiasi occhiale.

Quindi, come risultato del divertimento dei bambini, è stata fatta una scoperta storica: è stato creato il primo microscopio e l'umanità ha avuto l'opportunità di conoscere un mondo nuovo, fino ad allora invisibile, il mondo delle creature microscopiche. E sebbene l'ingrandimento del microscopio fosse solo da 3 a 10 volte, questa è stata la scoperta più grande in termini di significato!

A poco a poco, la voce sulla lente d'ingrandimento si diffuse ben oltre i confini dei Paesi Bassi e raggiunse l'Italia, dove Galileo Galilei visse e insegnò astronomia all'università di Padova. Capì molto rapidamente i vantaggi della nuova invenzione e sulla base di ciò creò la propria lente d'ingrandimento. Qualche tempo dopo, nel suo laboratorio personale, Galileo Galilei iniziò la produzione dei microscopi più semplici.

Col passare del tempo, nel 1648 nei Paesi Bassi ci fu la conoscenza di un microscopio da parte del futuro fondatore della microscopia scientifica, Anthony van Leeuwenhoek. Questo dispositivo affascinò così tanto il giovane Leeuwenhoek che iniziò a dedicare tutto il suo tempo libero allo studio di lavori scientifici dedicati allo studio del micromondo. Parallelamente alla lettura di libri, il giovane Leeuwenhoek ha imparato la professione di smerigliatore di lenti, che in seguito gli ha permesso di creare il proprio microscopio con un ingrandimento fino a 500 volte. Con il suo aiuto, ha fatto un gran numero di scoperte significative. Ad esempio, fu il primo a descrivere batteri e ciliati, a scoprire e disegnare globuli rossi: eritrociti, fibre del cristallino, fibre muscolari e cellule della pelle.

Contemporaneamente a Leeuwenhoek, un altro grande scienziato che ha dato un enorme contributo alla microscopia, l'inglese Robert Hooke, ha lavorato al miglioramento del microscopio. Non solo ha progettato un modello di microscopio diverso dagli altri, ma ha anche studiato attentamente la struttura delle cellule vegetali e di alcuni animali, disegnandone la struttura. Nel suo lavoro scientifico intitolato "Micrografia" Hooke ha fornito una descrizione dettagliata della struttura cellulare del sambuco, della carota, dell'aneto, dell'occhio di mosca, dell'ala dell'ape, della larva di zanzara e molto altro. A proposito, è stato Hooke a introdurre il termine "cellula" e a dargli una definizione scientifica.

Con lo sviluppo dell'umanità, la struttura del microscopio divenne più complicata e migliorata, apparvero nuovi tipi di microscopi, con maggiore ingrandimento e migliore qualità dell'immagine. Ad oggi, esiste un'enorme varietà di microscopi: ottico, elettronico, con sonda a scansione, a raggi X. Tutti sono progettati per ingrandire oggetti microscopici e studiarli in dettaglio, ma sono incomparabilmente più forti e più versatili dei microscopi ottici.

La storia e l'invenzione del microscopio sono dovute al fatto che fin dall'antichità le persone volevano vedere oggetti molto più piccoli di quelli consentiti dall'occhio umano nudo. Sebbene il primo utilizzo della lente rimanga sconosciuto a causa dell'età del tempo, si ritiene che l'uso dell'effetto di rifrazione della luce sia stato utilizzato più di 2000 anni fa. Nel II secolo a.C. Claudio Tolomeo descrisse le proprietà della luce in una vasca d'acqua e calcolò accuratamente la costante di rifrazione dell'acqua.

Durante il I secolo d.C. (anno 100), fu inventato il vetro e i romani guardarono attraverso il vetro e lo testarono. Hanno sperimentato diverse forme di vetro trasparente e uno dei loro modelli era più spesso al centro e più sottile ai bordi. Hanno scoperto che un oggetto apparirebbe più grande attraverso tale vetro.

La parola "lente" deriva in realtà dalla parola latina per "lenticchie", l'hanno chiamata perché ricorda la forma della lenticchia, una pianta leguminosa.

Allo stesso tempo, il filosofo romano Seneca descrive l'effettivo ingrandimento attraverso una brocca d'acqua "...le lettere, piccole e indistinte, si vedono ingrandite e più chiare attraverso un vaso di vetro pieno d'acqua". Ulteriori lenti furono utilizzate solo alla fine del XIII secolo a.C. Poi intorno al 1600 si scoprì che gli strumenti ottici potevano essere realizzati utilizzando una lente.

I primi strumenti ottici

I primi strumenti ottici semplici erano dotati di lenti di ingrandimento e tipicamente avevano un ingrandimento di circa 6 x - 10 x. Nel 1590, due inventori olandesi, Hans Jansen e suo figlio Zachary, mentre molavano a mano le lenti, scoprirono che la combinazione di due lenti permetteva di ingrandire più volte l'immagine di un oggetto.

Montarono diverse lenti in un tubo e fecero una scoperta molto importante: l'invenzione del microscopio..

I loro primi dispositivi erano più nuovi di uno strumento scientifico, poiché l'ingrandimento massimo era fino a 9x. Il primo microscopio realizzato per i reali olandesi aveva 3 tubi estensibili, lunghi 50 cm e con un diametro di 5 cm. È stato dichiarato che il dispositivo ha un ingrandimento da 3x a 9x quando è completamente utilizzato.

Il microscopio di Leeuwenhoek

Un altro scienziato olandese, Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723), considerato uno dei pionieri della microscopia, alla fine del XVII secolo fu il primo a mettere effettivamente in pratica l'invenzione del microscopio.

Van Leeuwenhoek ottenne più successo dei suoi predecessori sviluppando un metodo per realizzare lenti mediante molatura e lucidatura. Raggiunse l'ingrandimento fino a 270x, il più conosciuto all'epoca. Questo ingrandimento consente di visualizzare oggetti di dimensioni pari a un milionesimo di metro.

Anthony Leeuwenhoek è diventato più coinvolto nella scienza con la sua nuova invenzione del microscopio. Poteva vedere cose che nessuno aveva mai visto prima. Per la prima volta vide i batteri galleggiare in una goccia d'acqua. Notò tessuti vegetali e animali, sperma e cellule del sangue, minerali, fossili e altro ancora. Scoprì anche nematodi e rotiferi (animali microscopici) e scoprì i batteri osservando campioni di placca dai suoi stessi denti.

Si cominciò a rendersi conto che l'ingrandimento poteva rivelare strutture mai viste prima: l'ipotesi che tutto fosse fatto di minuscoli componenti invisibili a occhio nudo non era ancora stata presa in considerazione.

Il lavoro di Anthony Leeuwenhoek fu ulteriormente sviluppato dallo scienziato inglese Robert Hooke, che pubblicò i risultati degli studi microscopici "Micrografia" nel 1665. Robert Hooke ha descritto una ricerca dettagliata nel campo della microbiologia.

L'inglese Robert Hooke scoprì la pietra miliare microscopica e l'unità fondamentale di tutta la vita: la cellula. A metà del XVII secolo, Hooke vide le cellule strutturali mentre studiava un campione che gli ricordava le piccole stanze del chiostro. Hooke è anche considerato il primo a utilizzare la configurazione delle tre lenti primarie come viene utilizzata oggi dopo l'invenzione del microscopio.

Nei secoli XVIII e XIX non furono introdotti molti cambiamenti nella progettazione del microscopio di base. Gli obiettivi sono stati sviluppati utilizzando vetro più pulito e di varie forme per risolvere problemi come la distorsione del colore e la scarsa risoluzione dell'immagine. Alla fine del 1800, il fisico ottico tedesco Ernst Abbe scoprì che le lenti rivestite di olio prevengono la distorsione della luce ad alta risoluzione. L'invenzione del microscopio aiutò il grande scienziato-enciclopedista russo Lomonosov a metà del XVIII secolo a condurre i suoi esperimenti per muovere la scienza russa.

Sviluppo moderno della microscopia

Nel 1931, gli scienziati tedeschi iniziarono a lavorare all'invenzione del microscopio elettronico. Questo tipo di dispositivo concentra gli elettroni su un campione e forma un'immagine che può essere catturata da un elemento elettronicamente sensibile. Questo modello consente agli scienziati di visualizzare dettagli molto fini con un ingrandimento fino a un milione di volte. L'unico inconveniente è che le cellule viventi non possono essere osservate con un microscopio elettronico. Tuttavia, il digitale e altre nuove tecnologie hanno creato un nuovo strumento per i microbiologi.

I tedeschi, Ernst Ruska e il dottor Max Knoll, crearono per primi la "lente" del campo magnetico e della corrente elettrica. Nel 1933, gli scienziati avevano costruito un microscopio elettronico che all'epoca superava i limiti di ingrandimento di un microscopio ottico.

Ernst ha ricevuto il Premio Nobel per la fisica nel 1986 per il suo lavoro. Un microscopio elettronico può raggiungere una risoluzione molto più elevata perché la lunghezza d’onda di un elettrone è più corta della lunghezza d’onda della luce visibile, soprattutto quando l’elettrone viene accelerato nel vuoto.

La microscopia ottica ed elettronica avanza nel 20° secolo. Oggi, le lenti di ingrandimento utilizzano etichette fluorescenti o filtri polarizzatori per visualizzare i campioni. Quelli più moderni vengono utilizzati per catturare e analizzare immagini che non sono visibili all'occhio umano.

L'invenzione del microscopio nel XVI secolo ha permesso di creare dispositivi già riflettenti, di fase, di contrasto, confocali e persino ultravioletti..

I moderni dispositivi elettronici possono fornire l'immagine anche di un singolo atomo.

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

Come è nato il primo microscopio?

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

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

17 ° secolo: periodo di grandi scoperte

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

Era una lente d'ingrandimento montata su una base di rame che reggeva il palco. In fondo c'era una luce riflettente e un oggetto illuminante. Con l'aiuto di una vite era possibile spostare la lente d'ingrandimento e regolare l'immagine. Tale dispositivo divenne il prototipo del moderno microscopio ottico.

Il sistema oculare di K. Huygens e ulteriore sviluppo del dispositivo

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

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

L'influenza del microscopio sulla microbiologia

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

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

Microscopio elettronico

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

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

Il principio di funzionamento del microscopio elettronico

Ora non è così importante chi ha inventato il microscopio per la prima volta. Ora dispositivi completamente diversi, molto più potenti, compresi quelli elettronici, governano la palla. Secondo il principio di funzionamento, sono simili alla luce. Solo in essi gli elettroni passano invece attraverso il campione e al posto delle lenti di vetro vengono utilizzati magneti.

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

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

Cos'è un microscopio ottico? Si tratta di un sistema di laboratorio progettato per ottenere immagini ingrandite di piccoli oggetti a scopo di studio, considerazione e applicazione pratica. Abbiamo iniziato il nostro articolo con la storia dello sviluppo del microscopio, ora diamo un'occhiata a questo problema dall'altra parte. Attualmente, un dispositivo del genere è necessario non solo per medici e biologi.

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

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

Brevemente sulle capacità dei dispositivi moderni

Abbiamo risolto un po' la questione su chi ha inventato il primo microscopio. E ora solo qualche parola sulle capacità dei dispositivi moderni. Nel 2010, dall'Università israeliana Yeshiva, gli scienziati sono riusciti a tracciare il modo in cui le singole molecole si muovono all'interno della cellula. Allo stesso tempo, i ricercatori tedeschi hanno catturato le trasformazioni molecolari durante le reazioni chimiche. E un anno prima, presso l'Istituto di fisica e tecnologia di Kharkov era stata ottenuta un'immagine chiara di un singolo atomo.

Va anche notato che attualmente i microscopi ottici stanno recuperando terreno rispetto a quelli elettronici in termini di capacità.

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

Lavorando come guardiano nel 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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