Что такое микроскоп? Подробный разбор. Самый древний микроскоп
Старинные микроскопы., микроскоп википедия 19 век
Доступно: Для всех
3 ноября 2012, 19:13
Я утащила из инета парочку микроскопов, http://golubcollection.berkeley.edu/index.html, и там же можно почитать подобное описание микроскопов и заглянуть в окуляр.
Микроскопы 17 века
1. Микроскоп из слоновой кости, пластика в те времена не знали.
2
Первая половина 18 века
3
4
5
6
7
8
Вторая половина 18 века
9
10
11
12
13
14
15
16
19 век
17
18
19
20
21
22
23
24
25
www.baby.ru
Что такое микроскоп? Подробный разбор
Образование 24 марта 2016
В статье рассказывается о том, что такое микроскоп, для чего он нужен, какие виды бывают и история его создания.
Древние времена
В истории человечества всегда находились те, кого не устраивало библейское описание устройства мира, кто хотел сам понять природу вещей и их суть. Или же кого не прельщала судьба обычного крестьянина или рыбака, как того же Ломоносова.
Наиболее широкое распространение различные дисциплины получили в Эпоху Ренессанса, когда люди стали осознавать важность значения исследования окружающего мира и прочих вещей. Особенно в этом им помогали различные оптические устройства, — телескопы и микроскопы. Так что такое микроскоп? Кто его создал и где этот прибор применяется в наше время?
Определение
Для начала, разберем само официальное определение. Согласно ему, микроскоп — это устройство для получения увеличенных изображений или их структуры. От того же телескопа он отличается тем, что нужен для изучения мелких и ближних объектов, а не космических далей. Доподлинно имя автора этого изобретения не известно, но в истории сохранились упоминания о нескольких людях, которые первыми его использовали и конструировали. Согласно им, в 1590 году некий голландец по имени Иоанн Липперсгей представил широкой общественности свое изобретение. Его авторство также приписывают и Захарию Янсену. А в 1624 году всем известный Галилео Галилей также сконструировал подобный прибор.
С тем, что такое микроскоп, разобрались, но как он повлиял на науку? Почти так же, как и его «родственник» телескоп. Пусть и примитивное, но это устройство позволило преодолеть несовершенство человеческого глаза и заглянуть в микромир. С помощью него позже было совершено множество открытий в области биологии, энтомологии, ботаники и прочих наук.
Что такое микроскоп, теперь понятно, но где они еще применяются?
Видео по теме
Наука
Биология, физика, химия — все эти области науки порой требуют заглянуть в саму суть вещей, которую наш глаз или же простое увеличительное стекло рассмотреть не могут. Сложно представить современную медицину без этих приборов: с их помощью совершаются открытия, определяются виды болезней, заражений, а недавно даже удалось «сфотографировать» цепочку ДНК человека.
В физике все несколько иначе, особенно в тех ее областях, которые работают над изучением элементарных частиц и прочих мелких объектов. Там микроскоп лабораторный несколько отличается от привычных, и обычные оптические приборы помогают мало, им на смену давно пришли электронные и новейшие зондирующие. Последние позволяют не то что получать впечатляющее увеличение, но и даже регистрировать отдельные атомы и молекулы.
Сюда же можно отнести и криминалистику, которой эти приборы нужны для определения улик, детального сравнения отпечатков пальцев и прочего.
Не обходятся без микроскопов и исследователи древнего мира, такие как палеонтологи и археологи. Им они нужны для детального изучения останков растений, костей животных с людьми и рукотворных изделий минувших эпох. И кстати, мощный микроскоп лабораторный можно свободно купить для собственного использования. Правда, не всем они по карману. Подробнее разберем виды этих устройств.
Виды
Первый, основной и самый древний — это оптический световой. Подобные приборы до сих пор есть в любой школе в классе биологии. Он представляет собой набор линз с регулируемым расстоянием и зеркало для подсветки объекта. Иногда его заменяет независимый источник света. Суть микроскопа такого в том, чтобы изменять длину волн видимого оптического спектра.
Второй — это электронный. Устроен он гораздо сложнее. Если говорить простым языком, то длина волны видимого света составляет 390 до 750 нм. И если объект, к примеру, —клетка вируса или иного живого организма меньше, то свет просто будет как бы огибать его, не сможет нормально отразиться. А подобное устройство обходит такие ограничения: магнитным полем оно делает волны света «тоньше», из-за чего можно рассмотреть самые крошечные объекты. Особенно актуально это в такой науке, как биология. Микроскоп подобного рода намного превосходит оптические световые.
И третий — это зондирующий тип. Если говорить упрощенно, то это устройство, в котором поверхность того или иного образца «прощупывается» зондом и на основе его движений и колебаний составляется трехмерное или растровое изображение.
Источник: fb.ru
Комментарии
Идёт загрузка...
Похожие материалы
Бизнес Что такое цех? Подробный разбор
В статье рассказывается о том, что такое цех, когда они впервые появились и каковы были причины их появления в Средние века.ПроизводствоЛюди во все времена ценили тех, кто обладал какими-то умениями, к...
Бизнес Что такое элеватор? Подробный разбор
В статье рассказывается о том, что такое элеватор, как устроена работа зернового элеватора и какие еще значения носит это слово.Техника
Бизнес Что такое платформа? Подробный разбор
В каждом живом и развивающемся языке имеются слова, которые обладают несколькими значениями. Русский - не исключение. Даже обычное слово «язык» можно трактовать по-разному. Это и речь, и способ общения меж...
Дом и семья Что такое рукоятка? Подробный разбор
В статье рассказывается о том, что такое рукоятка, в частности о рукоятках ножей. Также какие они бывают и для чего нужны. Согласно одному из толковых словарей, рукоятка — это часть ручного инструмента, за котор...
Домашний уют Что такое весы? Подробный разбор
В статье рассказывается о том, что такое весы, кратко приводится история их создания и рассматриваются две их разновидности – напольные и кухонные.Древние времена
Закон Что такое трибунал? Подробный разбор
В статье рассказывается о том, что такое трибунал, какие виды его бывают, для чего они создаются и чем отличаются от обычных судов.ЗаконЗакон - это то, без чего нормальное цивилизованное общество попро...
Закон Что такое лицензия? Подробный разбор
В статье рассказывается о том, что такое лицензия, для чего она нужна, какие разновидности существуют и по каким причинам она может быть отозвана.Древние временаС самого начала формирования цивилизован...
Закон Что такое ЧОП? Подробный разбор
В статье рассказывается о том, что такое ЧОП, для чего создаются подобные службы, кто пользуется их услугами и почему они вообще существуют.Древние временаС самого начала времен люди бесконечно враждов...
Искусство и развлечения Что такое ремикс? Подробный разбор
В статье рассказывается о том, что такое ремикс, для чего он нужен, чем отличается от оригинала и кто создает ремиксы.МузыкаПервые музыкальные инструменты, найденные археологами, имеют возраст в сотни ...
Компьютеры Что такое аркада? Подробный разбор
В статье рассказывается о том, что такое аркада, какими особенностями обладают такие компьютерные игры, и описываются наиболее распространенные их жанры.ИгрыКомпьютерные игры давно перестали быть забав...
monateka.com
«Самый первый в мире микроскоп» » Deyerler AIN
12 июля 20:45 –
Верховный суд Индии призвал власти снести Тадж Махал
12 июля 20:44 –
Лондонский "Челси" все-таки уволил главного тренера команды Конте
12 июля 20:43 –
Трамп прилетел на встречу с Мэй
12 июля 20:43 –
Избран новый председатель Парламента Турции
12 июля 19:35 –
Захарова: «Азербайджан и Армения не смогли согласовать увеличение числа наблюдателей в зоне конфликта»
12 июля 19:05 –
Завтра движение автотранспорта на части проспекта З.Буньядова будет ограничено
12 июля 19:04 –
«Азеришыг»: На территории Азербайджана в обеспечении электроэнергией введено 27-процентное ограничение
12 июля 19:03 –
Объявлен курс доллара в Азербайджане на 13 июля
12 июля 19:01 –
Сопредседатели распространили заявление по поводу своей встречи с главами МИД Азербайджана и Армении
12 июля 19:00 –
Ученые выяснили, как появляется болезнь Альцгеймера
12 июля 17:38 –
БТА: Устраняются проблемы, возникшие в работе светофоров в связи с перебоями в подаче электроэнергии
12 июля 17:38 –
Сирийская армия освободила городок Тафас
12 июля 17:37 –
Газа, крупнейшая в мире одиночная ячейка
12 июля 17:36 –
Абдуль-Малек аль-Хути: Сейед Хасан Насралла является человеком действия
12 июля 17:23 –
Доходы Азербайджана от экспорта газа увеличились на 8%
12 июля 17:22 –
Нетаньяху заявил: "Я предотвращу нарушения воздушного пространства".
12 июля 17:20 –
Прокурор обратился к суду с запросом о наказании учредителя «Чудо печки»
12 июля 17:19 –
В ряде регионов Азербайджана возникли перебои в подаче электроэнергии
12 июля 17:14 –
Путин провел встречу с советником верховного лидера Ирана Велаяти
12 июля 15:51 –
Ученые раскрывают основную причину артрита: необходимо есть больше этих продуктов!
12 июля 14:02 –
Температура воздуха понизится, в некоторых местах пойдут дожди и град - ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
12 июля 14:00 –
Объявлен курс доллара по итогам сегодняшнего валютного аукциона
12 июля 13:59 –
В этом году импорт автомобилей в Азербайджан вырос в 3 раза
12 июля 13:58 –
Министр: «B течение 2 месяцев были уволены 11 руководителей районных отделений ГФСЗ»
12 июля 13:51 –
Обнародован прогноз погоды на завтра
12 июля 12:13 –
Столтенберг: «Грузия станет членом НАТО»
12 июля 12:12 –
Летевший из Лондона в Мумбаи лайнер совершил вынужденную посадку в Баку
12 июля 12:10 –
В Грузии вертолет совершил аварийную посадку, есть пострадавшие
12 июля 12:10 –
Следующий саммит НАТО пройдет в 2019 году
12 июля 12:09 –
Назарбаев стал главой Совбеза пожизненно
12 июля 11:14 –
Впервые за 56 лет в финал ЧМ вышла команда из Восточной Европы
12 июля 11:13 –
В июне суточная добыча нефти в Азербайджане составила 792 тыс. баррелей
12 июля 11:11 –
Могерини призвала к переговорам по Карабаху без предварительных условий
12 июля 11:07 –
ВС Армении нарушили режим прекращения огня 101 раз
12 июля 11:06 –
ЛЧ: “Олимпия” – “Карабах” – 0:1
12 июля 10:13 –
Азербайджанская нефть подешевела более чем на 2 доллара
12 июля 10:11 –
Число жертв ливневых дождей в Японии достигло 199 человек
12 июля 10:10 –
В Баку перевернулся пассажирский автобус: 1 человек скончался, 13 получили травмы
12 июля 10:09 –
Цена на нефть на мировых биржах повысилась
12 июля 10:05 –
Прогноз погоды на сегодня
11 июля 23:04 –
Эрдоган и Меркель провели переговоры в Брюсселе
11 июля 23:02 –
В Мексике на министра пытались напасть с помощью дрона с гранатами
11 июля 22:57 –
В Каспии утонули три человека
11 июля 22:52 –
Чавушоглу на форуме в Брюсселе назвал необходимостью покупку С-400
11 июля 22:49 –
В Брюсселе проходит встреча между главами МИД Азербайджана и Армении
11 июля 22:36 –
Трамп заявил, что в НАТО он нравится только Столтенбергу
11 июля 22:36 –
Facebook получил первый штраф из-за утечки данных
11 июля 20:44 –
Большинство стран НАТО планируют увеличить расходы на оборону
11 июля 20:39 –
Премьер Словакии назвал стоимость 14 истребителей F-16 для страны
11 июля 20:36 –
Испания "понимает" требования США об увеличении военных расходов
11 июля 20:30 –
В Никарагуа число убитых в протестах увеличилось на десять человек
11 июля 20:27 –
НАТО создаст небоевую миссию в Ираке
11 июля 20:20 –
Президент Болгарии: Трамп потребовал увеличить расходы стран НАТО до 4% ВВП
11 июля 20:15 –
В Шри-Ланке могут впервые с 1976 года привести в исполнение смертную казнь
11 июля 20:10 –
Румыния в рамках НАТО хочет обеспечивать безопасность в регионе
11 июля 20:07 –
Трамп заявил об отличных отношениях с Меркель
11 июля 20:04 –
В Мексике за время предвыборной кампании убили более 520 политиков
11 июля 19:51 –
ВМС Таиланда рассказали подробности операции по спасению детей из пещеры
11 июля 19:08 –
ВОЗ предупреждает об эпидемии инфекционных болезней в Йемене
11 июля 19:07 –
Ухудшение физического состояния Аллама Заказаки в нигерийской тюрьме
11 июля 19:06 –
Добыча ОПЕК подскочила в июне на фоне роста производства в Саудовской Аравии
11 июля 19:05 –
Столтенберг: в НАТО есть разногласия, но мы едины
11 июля 19:04 –
Сотрудники "Фиата" начнут забастовку из-за покупки Роналду
11 июля 18:59 –
Хакеры продавали в Dark web украденную информацию о дронах ВВС США
11 июля 18:58 –
Сионистский министр пригрозил палестинцам возобновлением политики целенаправленных убийств
11 июля 18:57 –
Ракетная атака Йемена на юг Саудовской Аравии
11 июля 18:55 –
Объявлен курс доллара в Азербайджане на 12 июля
11 июля 18:53 –
Астрономы выяснили состав и климат нашумевшей "идеальной планеты"
11 июля 17:28 –
Катар хочет привлечь $4 млрд для покупки истребителей Eurofighter Typhoon
11 июля 17:02 –
"Ювентус" продаст Игуаина и Ругани из-за покупки Роналду
11 июля 17:01 –
Tencent и Alibaba вошли в десятку самых прибыльных компаний Китая
11 июля 16:59 –
Роналдо признался, что Неймар не оправдал ожиданий поклонников Бразилии
11 июля 16:58 –
Говорят ученые: 10 000 шагов в день может быть недостаточно
11 июля 16:49 –
Вооружение семейства Сауда израильским оружием в йеменской войне - признак сотрудничестве в убийстве мусульман ...
11 июля 16:48 –
Встреча глав разведслужб Ирана, России, Китая и Пакистана в Исламабаде
11 июля 16:47 –
В Грузии избран новый генпрокурор
11 июля 16:46 –
Саммит прикаспийских стран будет проведен в Актау в первой половине августа
11 июля 16:17 –
Американские санкции не остановят Иран
11 июля 16:16 –
Назначен начальник Секретариата главы Кабмина
11 июля 16:15 –
Республиканец в США: "Трамп, выйдя из СВПД, подорвал интересы американцев"
11 июля 16:14 –
Трамп: Германия стала заложницей России
11 июля 15:27 –
Суд над однолетним ребенком в США - новое достижение антииммиграционной политики Трампа
11 июля 15:24 –
Представители МККК встретились с Дильгамом Аскеровым и Шахбазом Гулиевым
11 июля 13:31 –
В Баку приостановлено незаконное строительство еще одного здания
11 июля 13:30 –
Трамп: «Германия – заложница России»
11 июля 13:29 –
Космодром Байконур приостанавливает пуски
11 июля 11:52 –
Армяне продолжают обстрел
11 июля 11:51 –
Греция высылает российских дипломатов
11 июля 11:49 –
В Японии число жертв ливневых дождей достигло 179 человек
11 июля 11:48 –
Эрдоган отбыл в Брюссель на саммит НАТО
11 июля 11:47 –
Cегодня встречаются главы МИД Азербайджана и Армении
11 июля 11:44 –
Азербайджанская нефть подорожала на 1%
11 июля 10:02 –
Жителя Агдамского района ужалила змея
11 июля 09:58 –
В Пакистане 12 человек погибли в результате атаки смертника
11 июля 09:57 –
Трамп: "Страны НАТО должны возместить затраты США на оборону"
11 июля 09:56 –
Определился первый финалист чемпионата мира — 2018
11 июля 09:48 –
Прогноз погоды на сегодня
10 июля 22:47 –
Швейцария начала разбирательство в ВТО из-за пошлин США
10 июля 22:33 –
Американцы наращивают долги для оплаты образования своих детей
10 июля 20:39 –
Иран: санкции США вредят, но мы продолжим экспорт нефти
10 июля 20:34 –
Израильская полиция подтвердила сообщения о допросе Нетаньяху
10 июля 20:33 –
Число погибших во время наводнения в Японии возросло до 157, сообщили СМИ
10 июля 20:19 –
Работники нефтегазовой отрасли Норвегии начали забастовку
10 июля 20:18 –
Фернанду Сантуш останется на посту тренера сборной Португалии
10 июля 20:17 –
В Масаллы в озере утонули 3 человека
10 июля 20:16 –
В схему некоторых автобусных маршрутов внесены изменения
10 июля 19:00 –
Братство в хадисах
10 июля 18:40 –
Амир Абдоллахийан: правительство Бахрейна отвечает за ухудшение состояния здоровья шейха Исы Кассама
10 июля 18:37 –
Британский ведущий сообщил, что ехал на Украину по личным делам
10 июля 18:35 –
Министр обороны Ирана: "Объявление Кудса столицей сионистов - признак отчаяния США"
10 июля 18:31 –
Постпред США при НАТО рассказала об ожиданиях от встречи Путина и Трампа
10 июля 18:29 –
Америка ввела санкции против иранской туристической компании
10 июля 18:28 –
Австрия пообещала продвинуть переговоры по членству Сербии и Македонии в ЕС
10 июля 18:26 –
8 лет охоты: в Австралии пойман гигантский крокодил
10 июля 18:24 –
Китай продолжит поставки иранской нефти
10 июля 18:22 –
Взаимные инвестиции Азербайджана и Турции достигли 26 млрд долларов
10 июля 18:19 –
Иран доказал свою честность: глава минобороны Ирака
10 июля 18:17 –
Завершился официальный визит Реджепа Тайипа Эрдогана в Азербайджан
10 июля 18:15 –
Умер последний министр из кабинета Черчилля
10 июля 18:13 –
Китай: Мы не принимаем односторонние санкции против Ирана
10 июля 18:01 –
Ученые выяснили, почему жизнь на Земле до сих пор не вымерла
10 июля 17:42 –
Трамп назвал Путина своим соперником
10 июля 17:40 –
Харрази: Интересы Ирана от СВПД должны быть гаратированы
10 июля 17:37 –
Численность населения Евросоюза превысила 512 млн
10 июля 17:34 –
Хошру: Убийство палестинских и йеменских детей должно быть остановлено
10 июля 17:31 –
НАТО поможет предотвратить угрозу возрождения терроризма в Ираке
10 июля 17:30 –
Вице-президент Ирана призвал к противостоянию торговой войне
10 июля 17:27 –
Эрдоган: Турция продолжит помощь в урегулировании нагорно-карабахского конфликта
10 июля 17:23 –
Турецкий политолог назвал плюсы перехода страны на президентскую систему
10 июля 17:19 –
Британского журналиста не пустили на Украину
10 июля 17:17 –
Телефонный разговор министров иностранных дел Ирана и Турции
10 июля 17:09 –
Более 200 дагестанских чиновников привлекли к ответственности за коррупцию
10 июля 17:06 –
Касеми: все страны должны обратить внимание на страшное явление связанное с изменением климатических условий ...
10 июля 16:43 –
В Баку автомобиль скорой помощи попал в ДТП: пострадали врач, медсестра и туристка
10 июля 16:38 –
Обнародована программа саммита НАТО
10 июля 16:35 –
Опыт таиландских спасателей достоин изучения, заявил эксперт
10 июля 16:27 –
Порошенко поддержал размещение миротворческих сил на российско-украинской границе
10 июля 16:24 –
В Афганистане более 10 человек погибли в результате теракта
10 июля 16:22 –
Трамп направляется в Великобританию: 30 млн. фунтов на прием президента вместе с крупнейшими акциями протеста
10 июля 16:20 –
На российскую авиабазу в Армении поставлены новые истребители Миг
10 июля 16:18 –
Глава МВД Германии представил генеральный план по миграции
10 июля 16:15 –
Позиция Трампа против глав государств членов НАТО
10 июля 16:11 –
Фернандо Торрес перешёл в японский клуб
10 июля 16:09 –
Из пещеры в Таиланде вывели всех детей
10 июля 16:06 –
Президенты Азербайджана и Турции встретились тет-а-тет
10 июля 16:05 –
Путин обсудит с Нетаньяху палестино-израильское урегулирование и Сирию
10 июля 15:40 –
В Норвегии почти 700 нефтяников бастуют из-за разногласий по зарплате
10 июля 15:39 –
Требование прекратить убийство детей в Йемене
10 июля 15:36 –
Член "Атлетико" признан в Гане игроком года
10 июля 15:34 –
ЧМ-2018: В Москве арестованы таксисты-армяне, ограбившие комментатора BBC
deyerler.org
История открытия увеличительных приборов. Устройство увеличительных приборов
Насколько хорошо вам знакомы увеличительные приборы? 5 класс средней школы - это время, когда мы впервые знакомимся с ними. На уроках детям рассказывают самое основное об их устройстве и создателях. Не хотите ли вы углубить свои знания о них? А может быть, вы готовите урок на тему "Увеличительные приборы" (5 класс)? В любом случае нам есть о чем вам рассказать.
Древние линзы
История открытия увеличительных приборов начинается в далеком прошлом. До нас дошла большая плосковыпуклая линза - одна из самых древних. Ее диаметр - 55 мм, а фокусное расстояние - около 150 мм. Она была изготовлена из горного хрусталя за 2,5 тыс. лет до н. э. Ее обнаружил в 1890 году Г. Шлиман при раскопках Трои. Примерно в 600-400 гг. до н. э. начали изготавливать стеклянные линзы. Они были обнаружены в Саргоне (это Месопотамия). В Швеции в 1877 г. была найдена двойная линза диаметром 5 см, выпуклая с обеих сторон. Она относится к 500 году н. э. Можно долго продолжать список древних линз, которые удалось обнаружить исследователям. История открытия увеличительных приборов располагает множеством фактов. Несмотря на это, о том, как они использовались в те времена, можно лишь строить предположения.
Вклад Роджера Бэкона
Современные ученые ознакомились с доскональным описанием линз, выполненным Роджером Бэконом, монахом францисканского ордена (годы жизни - 1214-1294 гг.). Он был выпускником Оксфордского университета, а также прославился как видный мыслитель и ученый. Линзы, согласно его труду, использовались для увеличения изображения. Из перевода фрагмента сочинения следует, что Бэкону удалось правильно описать действие линз, которые служили обратным телеобъективом (речь идет об описании зрительной однокомпонентной трубы).
Заслуга Галилео Галилея
История открытия увеличительных приборов немыслима без имени этого человека. Примерно через 300 лет после смерти Бэкона Галилео Галилей, известный ученый из Италии, создал похожую трубу. Она была не трех-, а двухкомпонентной. Практически "сверстником" такой зрительной трубы является микроскоп. Принято считать, что он обязан своим появлением Галилею. Галилео раздвинул зрительную трубу и заметил, что мелкие предметы в таком состоянии можно хорошо увеличить. Д. Вивиани подтверждает, что микроскоп изобрел именно Галилей. Вивиани, кстати, написал биографию этого итальянского ученого.
Важным для науки событием была отмечена история открытия увеличительных приборов в 1625 году. Именно тогда Фабер, член римской Академии, впервые употребил сам термин "микроскоп" по отношению к сделанному Галилеем изобретению.
Что создали Дребель и Алькмар, разработки Торе и Гука
История открытия микроскопа продолжается работами К. Дребеля и Алькмара. Эти голландские ученые сконструировали прибор, который состоял из двух выпуклых линз. Благодаря этому изображение предмета, который рассматривался под ним, было представлено в перевернутом виде. Этот сложный микроскоп, имевший двояко- или плосковыпуклый окуляр, а также двояковыпуклый объектив, считается предшественником сложных микроскопов более позднего времени (один из них представлен на фото ниже).
Итальянец Торе примерно в 1660 году изготовил шарообразные лупы из застывших капель стекла. История открытия микроскопа немыслима без этого имени, поскольку созданные итальянцем лупы позволили увеличивать предметы в полторы тысячи раз.
Говорит ли вам о чем-то еще одно имя - Роберт Гук? Этот английский ученый внес большой вклад в открытие увеличительных приборов. Роберт Гук усовершенствовал их настолько, что это стало одним из знаменательных событий в истории оптики. Схема микроскопа Гука представлена на фото ниже.
Благодаря этому изобретению в 1665 году Роберту удалось впервые увидеть клетки на срезе пробки. Так, важное техническое средство получила такая наука, как биология. Увеличительные приборы продолжил совершенствовать Левенгук. Расскажем и о нем.
Левенгук и его достижения
Заметный вклад в историю развития увеличительных приборов внес А. В. Левенгук, голландец, проживавший в таком городе, как Дельфт. Годы его жизни - 1632-1723 гг. Он самостоятельно сконструировал и использовал в исследованиях простые микроскопы (одна из моделей таких приборов представлена ниже), способные увеличивать до трехсот крат.
Именно Левенгук первым составил описание микроскопических организмов (включая и одноклеточных бактерий), опираясь на свои наблюдения. В 1698 году Петр I, русский царь, нанес визит этому знаменитому исследователю. Петр находился в то время в Голландии и, как известно, интересовался всем новым. Для своей Кунсткамеры, открытой им в Петербурге, он закупил несколько сложных и простых микроскопов. А гораздо позже, уже после открытия Академии наук, они были переданы в распоряжение этой организации.
Работы русских ученых из Академии наук
В урок "Увеличительные приборы" следует включить также рассказ о достижениях в оптике представителей нашей страны. Перспективные русские ученые, работой которых руководил М. В. Ломоносов, стали применять в биологических исследованиях купленные Петром I микроскопы. А впоследствии они активно участвовали в их усовершенствовании.
Открытие увеличительных приборов продолжилось в 1747 году. Именно тогда Л. Эйлер, член Академии наук Петербурга (годы жизни - 1707-1783 гг.), предложил использовать для микроскопа ахроматический объектив. Фундаментальный труд этого ученого в сфере геометрической оптики - "Диоптрика". Он состоит из трех томов, которые были изданы в 1769-1771 гг. Новый микроскоп, уже ахроматический, был выпущен в 1802 году, после того, как была опубликована работа Элинуса (тоже члена Академии наук г. Петербурга).
Такой микроскоп в то время считался совершенным до такой степени, что ученые даже не допускали мысли о том, что его можно улучшить. Открытие это наделало много шума в то время. Устройство увеличительных приборов Элинуса было следующим. Они были снабжены шестью объективами, имелась возможность изменения увеличения плавно, менялось расстояние от предмета до изображения. Именно в нашей стране родилась и воплотилась в жизнь важная для науки идея ахроматического микроскопа, имеющего переменное увеличение. Однако этот замысел в дальнейших разработках не прижился. Изменение увеличения прибора с помощью регулирования длины тубуса, тем не менее, было важной идеей, внесшей существенный вклад в историю развития оптических приборов. Сегодня один из микроскопов, созданных Элинусом, можно увидеть в Политехническом музее Москвы, который относится к Институту истории, естествознания и техники. На фото ниже представлены увеличительные приборы, относящиеся к 18-му веку.
Дальнейшее усовершенствование микроскопов
И. Г. Тидеман, немецкий оптик из города Штутгарта, в начале 19-го века принялся за создание двух ахроматических микроскопов. Университет Дерпта (сегодня он носит название Тарту) выделил ему денежные средства на осуществление работ. В 1808 году были выпущены эти приборы.
В 1807 году, за год до создания ахроматических микроскопов, Ван Дейл, голландский оптик, опубликовал свой труд. В нем было представлено описание конструкции ахроматического микроскопа, созданного им. Западноевропейские историки считают, что первым таким прибором удовлетворительного качества был созданный именно этим ученым микроскоп. Однако он по всем параметрам уступал сконструированному Элинусом. Кстати, ахроматические микроскопы И. Фраунгофера, выпущенные в 1811 г., отличались еще более несовершенной конструкцией, если сравнивать их с микроскопами Элинуса.
Русские микроскопы в 19-м веке
В первой половине 19-го века увеличительные приборы выпускались уже во многих местах на земле. В России их производство началось еще в 18-м веке, однако поутихло к началу 19-го столетия. Известно, что примерно в 1820 году довольно высокого качества микроскопы производила мастерская по изготовлению оптики, находившаяся при Казанском университете. Однако в России все-таки не наблюдалось бурного развития этой отрасли промышленности, поскольку правительство того времени полагало, что оптимальным вариантом является покупка увеличительных приборов за рубежом.
Вклад в оптику Джамбаттиста и Амичи
Амичи Джамбаттиста (годы жизни - 1786-1863 гг.) - известный итальянский ученый-оптик, астроном и ботаник. Многие годы своей жизни он посвятил развитию микроскопии. В 1827 году Амичи сам сконструировал и сделал ахроматический объектив, имевший апертуру 0,60 и хорошую коррекцию аберраций. Этот же ученый в 1844 году приступил к опытам по применению водной и масляной иммерсий. Благодаря им был начат выпуск объективов с числовой апертурой 1,30 и водной иммерсией.
Микроскопы Аббе
Приборы с масляной иммерсией, имеющие апертуру 1,50 (которые используются и по сей день), начали выпускаться благодаря работе Эрнста Аббе, немецкого оптика. Он изобрел закон синусов, с помощью которого была устранена кома, наблюдавшаяся в малых линейных полях. Э. Аббе продолжил развивать теорию формирования изображения в увеличительном приборе. Он прояснил и вопрос разрешающих способностей этих аппаратов. Аббе был руководителем работ по созданию целой серии ахроматических микрообъективов высокого качества. Их числовая апертура достигала 1,50. Эти приборы были выпущены в Йене фирмой "К. Цейс" (в 1872 году). Эта же компания под руководством Э. Аббе сделала 8 апохроматов. А в 1888 году ее сотрудники разработали апохромат, который обладал апертурой 1,60 и имел монобромнафталиновую иммерсию.
Последние крупные достижения в оптике
Русские ученые Д. С. Рождественский и Л. И. Мандельштам развили теорию Эрнста в своих трудах. Важная заслуга Рождественского состояла в том, что он ввел понятие относительной некогерентности освещения. Р. Рихтер, сотрудник фирмы "К. Цейс", разработал и получил патент на особое осветительное устройство, используемое в микроскопе. Однако и по сей день актуальна проблема оптимального соотношения параметров сменных объективов и системы освещения. Отечественные микроскопы сегодня ничем не уступают по техническому исполнению и оптическим параметрам приборам, созданным известными компаниями за границей.
Итак, мы кратко изложили историю возникновения современных микроскопов. Разрабатывая урок "Увеличительные приборы" (5 класс), вы можете воспользоваться представленной в статье информацией.
fb.ru
Суть вопроса
Световая микроскопия — один из основных методов
биологического исследования на протяжении уже более трёх веков. С её
помощью проводятся диагностические, микробиологические,
цитологические, гистологические и многие другие исследования. Кто
придумал микроскоп сейчас сказать сложно. В учебниках биологии
изобретение микроскопа обычно приписывают Левенгуку, хотя это ни в
коем случае не соответствует действительности, как и то, что Колумб
якобы открыл Америку, Левенгук лишь начал активное применение
микроскопов в биологии (а точнее в зоологии) во второй половине 17
века. На самом деле, дошедшие до нас первые сведения о микроскопах
относятся к концу 16 века (1590 г.), и связаны с такими именами, как
Иоанн Липперсгей и Захарий Янсен, позже, в начале 17 века, микроскоп
делает Галилео Галилей (который он назвал «оккиолино»).
Я не удивлюсь, если вдруг найдут какой-нибудь древний микроскоп
где-нибудь на раскопках шумерской цивилизации или какие-либо
упоминание о микроскопах в древних санскритских источниках.
Первоначально световой микроскоп представлял собой комбинацию двух
линз — объектива и окуляра. Позже стали применять конденсоры и
зеркала для улучшения освящения, составные объективы и окуляры для
усиления увеличения и улучшения качества изображения, призмы и
зеркала для удобства наблюдателя. Применялись различные приёмы
освящения, и прочие приёмы, позволяющие наблюдать или направленные
на улучшение наблюдения тех или иных объектов или структур. Но
фактически, микроскоп оставался чисто оптическим прибором, в
котором регистрирующим устройством являлся человеческий глаз. В 20
веке человеческий глаз стал заменяться фотопластинкой или
фотоплёнкой. Так зародилась микрофотография — получение
фотоснимков микроскопических объектов. Это стало весьма полезным для
работы исследователей самых различных областей науки. Ведь любому
исследователю рано или поздно приходится поделится своими
достижениями с другими людьми, оставить что-то своим потомкам... А
как передать сведения потомкам о том, что исследователь видел в
микроскопе? Описать словами? Это сложно, к тому же накладывает
субъективные отпечатки и автора и читателя. Зарисовать? Зачастую
многие так и делали, поэтому в былые времена любой натуралист должен
быть по совместительству ещё и художником, видимо по этой давней
традиции кое-где студентов всё ещё заставляют рисовать в альбомах
то, что они видят в микроскопе, но к сожалению не все гениальные
учёные являлись столь же гениальными художниками, к тому же опять же
накладывает субъективный фактор художника. А микрофотография разом
решает эту проблему. Поместив микрофотографию в книгу или научную
статью, автор мог передать читателю именно то, что видел в
микроскопе. В конце 20, и начале 21 века цифровая фотография
вытеснила плёночную. Аналогичную картину можно увидеть и в
микрофотографии. В результате на рынке появились два вида товаров:
«компьютерные микроскопы» - приборы, изначально
предназначенные для работы с компьютером и «видеонасадки»
небольшие устройства, устанавливаемые на обычные микроскопы вместо
окуляров. Хорошие компьютерные микросковы обладают большими
возможностями (например, картируемый предметный столик), но очень
дорого стоят. Видеонасадки стоят на порядок дороже своей реальной
себестоимости, к тому же далеко не всегда отвечают требованиям
исследователя. Производители видеонасадок видимо считают, что могут
запросить с исследователя столько денег, сколько захотят, всё равно
она стоит дешевле компьютерных микроскопов... Есть ли способ
получать микрофотографии и микровидеосъёмку без серьёзных
капиталовложений? Есть! И я Вам это сейчас докажу!
Теория вопроса
Как говорилось ранее, классический микроскоп состоит из двух
линз объектива и окуляра.
Объектив — выпуклая собирающая линза или в настоящее время
чаще комплекс линз, которая формирует действительность изображение
исследуемого объекта в тубусе за объективом. Тубус — дословно
труба, в микроскопе — канал или пространство для хода световых
лучей, изолирующий их от постороннего света. Окуляр —
собирающая линза или комплекс линз, служащая для восприятия
изображения человеческим глазом, и дающая дополнительное увеличение.
Окуляр образует с оптической системой глаза единый комплекс
собирающих линз, в результате чего формирует мнимое изображение
объекта.
Оптическая схема классического микроскопа.
На схеме показана главная оптическая ось, ход лучей от источника
света через конденсор, предметное стекло с препаратом, далее через
объектив, тубус и окуляр микроскопа, далее через оптическую систему
глаза, и заканчивается отображением объекта на сетчатке глаза.
В классический микрофотографии вместо сетчатки глаза используется
фотопластинка или фотоплёнка. А окуляр вместе с оптической системой
глаза заменяет так называемый фотоокуляр.
В видеонасадке принцип примерно тот же. Видеонасадка рассчитана на
то, чтобы стоять на месте окуляра. В видеонасадке вместо фотоплёнки
используется светочувствительная ПЗС-матрица. Точно такие же
ПЗС-матрицы, используются в современных видеокамерах, цифровых
фотоаппаратах, телекамерах, камерах видеонаблюдения, веб-камерах, и
тому подобных устройствах, работающих с захватом каких-либо
изображений.
Но тут есть один нюанс, связанный с использованием ПЗС-матриц,
вместо фотоплёнки, и тем более вместо человеческого глаза. Дело в
том что вторая, располагаемая после тубуса линза или система линз, в
случае с человеческим глазом (окуляр) служила для совместимости
прибора с человеческим глазом и для дополнительного увеличения, в
случае с фотоплёнкой — просто для дополнительного увеличения.
Но в случае с ПЗС-матрицой она абсолютно не нужна. Так как размеры
ПЗС-матриц меньше размера фотокадра, никакое дополнительное
увеличение не требуется! Мы просто напрямую можем использовать
действительное изображение объекта, формирующееся за объективом.
Схематически это выглядит так:
Действительное изображение объекта отображается на
фоточувствительной матрице увеличено, по тому же принципу, как
раньше увеличено отображались на экране слайды, вставленные в
диапроектор.
Как известно, чем меньше компонентов использовано в оптической
системе, тем меньше вероятность появления различных искажений и
артефактов. Кстати, это одна из причин, по которой подобную схему
использовать выгоднее, чем пользоваться штатной видеонасадкой.
Именно по такой схеме мы будем строить наш «компьютерный
микроскоп».
От теории к практике
В первую очередь нам понадобится непосредственно сама ПЗС-матрица,
да ещё и подключённая к регистрирующему устройству (компьютеру).
Самое дешевое конструктивное решение на этот счёт — так
называемые, «веб-камеры» - небольшие устройства,
подключаемые к компьютеру как правило по средствам универсальной
последовательной шины, говоря проще, через USB-порт.
Превоначально эти устройства служили в основном для общения в
интернете, откуда и получили своё название. Для доступа к
светочувствительной матрице, с них достаточно скрутить (вывернуть)
объектив. С помощью них легко получить изображение на мониторе, и
делать фотоснимки. Раньше, для большинства веб-камер наибольшее
разрешение было 0,3 Мпкс (640 х 480), однако сейчас в продаже
имеются веб-камеры, способные делать фотоснимки с разрешением 2 —
5 Мпкс. Единственный минус — как правило, низкая фактическая
частота кадров при съёмке видео. Всё таки эти камеры предназначены
изначально для общения в интернете, а не для съёмки кино... Если
требуется микровидеосъёмка нкаких-либо объектов высокой подвижности,
то можно воспользоваться камерами видеонаблюдения. Подойдут любые
простые (без лишних наворотов) камеры с цветным изображением.
Поскольку размер зерна (пикселей), и самих матриц
довольно малы, то устанавливать камеру с ПЗС-матрицей
непосредственно вместо окуляра. Увеличение будет слишком большим для
используемого объектива и будет «бесполезным». Дело в
том, что фактическое полезное увеличение для светового микроскопа
ограничивается законами волновой оптики. Если световые волны успеют
обогнуть исследуемые объекты, прежде чем пройдут объектив, то
изображение будет размыто.
Для оптимального полезного увеличения тубусное
расстояние следует уменьшить. На сколько? Рассмотрим ниже. Чтобы
совместить веб-камеру с микроскопом, необходимо с микроскопа
вывернуть заводской тубус. Если он изогнут, как в большинстве
моделей отечественных лабораторных микроскопов «ЛОМО»
эпохи с 70х годов и более новых, то лучше отсоединить всё колено с
призмой, открутив винтик сбоку. А камеру установить непосредственно
сверху, ибо чем меньше компонентов использовано в оптической
системе, тем меньше вероятностей возникновения различных артефактов
и искажений изображения. При выборе конкретной камеры, следует
учитывать форму корпуса, наиболее подходят для этого камеры с
правильным цилиндрическим корпусом.
Подбор оптимального тубусного расстояния
Для подбора оптимального тубусного расстояния нам понадобятся
следующие инструменты: лезвие бритвы (или подобный кусок металла с
острым ровным краем), камера Горяева, установленный на микроскопе
иммерсионный объектив большого увеличения (например, 90х, 100х или
120х), объективы среднего и малого увеличения (например, 40х, 20х,
10х, 8х). С помощью лезвия идёт основная подборка расстояния для
достижения оптимального оптического увеличения, а с помощью камеры
Горяева — тонкий настройка тубусного расстояния (если она
возможна) так, чтобы соотношения между реальными размерами объекта
(в микрометрах) и отображаемыми размерами (в пикселях) были
относительно круглыми числами при любом объективе, это будет удобно
в дальнейшей работе с компьютерным микроскопом. Для процесса подбора
нужно, чтобы камера была закреплена подвижно относительно подвижной
части микроскопа, на которой установлен объектив, то есть могла при
необходимости двигаться вверх и вниз. Нужно подключить камеру к
компьютеру, положить под микроскоп какой либо препарат, например
мазок крови, Поставить малое или среднее увеличение, поймать
резкость, увидеть изображение препарата на экране.
В первую очередь будем определять тубусное расстояние так, чтобы
добиться максимального полезного увеличения, и избежать бесполезного
увеличения.
Для этого, кладём на предметное стекло бритвенное лезвие (или тому
подобный непрозрачный объект с острым и ровным краем), так чтобы
край проходил по центру поля зрения микроскопа. Делать это лучше
сперва на малом увеличении. Затем следует поставить объектив с самым
большим увеличением (вроде 90х, если есть мощнее, то ставьте его),
предварительно капнув иммерсионного масла (или иной иммерсионной
среды, с которой обычно производится работа). Большое увеличение
здесь является определяющем фактором. Найти край лезвия, так чтобы
он ровно делил поле зрения на две части, тёмную и светлую. Затем
поймать наилучшую резкость. Установить в настройках камеры
максимальное разрешение. Сделать несколько снимков с наибольшим
возможным разрешением. Для более достоверной работы, можно при
проведении серии снимков можно немного поворачивать микровинт,
особенно если нет уверенности в том, что резкость настроена
идеально, с тем чтобы хотя бы на одном из снимков поймать наилучшую
резкость. Затем следует изучить полученные снимки в сильно
увеличенном масштабе, так чтобы видны были отдельные пиксели в виде
квадратиков. Следует внимательно изучить границу раздела светлого и
тёмного полей, отобрать снимок где она отображена наиболее чётко.
Затем на этом снимке посчитать количество пикселей на границе
раздела тёмной и светлой области. Если её размеры не более одного
пикселя, то возможно, геометрическое увеличение не достаточно, и в
этом случае следует вуеличить тубусное расстояние. Камеру нужно
немного отодвинуть от объектива и повторить эксперимент. Если
размеры границы раздела 3 — 5 пикселей, то геометрическое
увеличение и тубусное расстояние оптимальны. Если граница сильно
размыта, и её размеры больше 5 пикселей — то здесь возможно
имеет место «бесполезное» увеличение. Нужно уменьшить
тубусное расстояние, немного приблизив камеру к объективу микроскопа
и повторить эксперимент. Очень сильно размытая граница с различимыми
интерференционными минимумами и максимумами говорит о большом
бесполезном увеличении (см. картинку).
Подобными экспериментами следует добиться, чтобы граница раздела
составляла 3-5 пикселей. При этом разрешение по пикселям немного
превосходит полезное оптическое разрешение микроскопа. Это в
дальнейшей работе может гарантировать нам, что возможности
оптического микроскопа востребованы полностью. В среднем длина
тубуса при таком подборе оказывается 4 — 8 см.
Тут необходимо сделать одну заметку. Дело в том, что скорее всего
при подобранным описанным выше способом тубусном расстоянии, поле
обзора получаемое на экране будет меньше поля обзора наблюдаемого в
окуляр. Но это в данном случае для нас не важно, ибо для большего
обзора можно например поставить объектив с меньшем увеличением, зато
важно другое, то что мы при таком конструктивном решении по
максимуму используем возможности нашего светового микроскопа. Это
даёт нам возможность исследовать и фотографировать мелкие объекты,
например, клеточные включения, мелкие бактерии, крупные вирусы, и т.
п. А вот производители штатных видеонасадок пошли по другому пути,
они предпочли сделать так, чтобы поле обзора на экране примерно
соответствовало полю обзора, видимому в окуляре, то есть чтобы
ползователь видел на экране компьютера то же, что и видит в окуляре.
Но такой подход несёт в себе определённые недостатки. Дело в
устройстве человеческого глаза. Изображение, которое видит наш глас
состоит примерно из миллиона компонентов. Учитывая, что сюда входят
до кучи и палочки и три вида колбочек, то реальное полезное
разрешение глаза как минимум в три раза меньше, то есть примерно
соответствует 0,3 Мпкс. Но при этом в центре сетчатки глаза
разрешение гораздо больше, чем по краям. Благодаря работе
глазодвигательных мышц в центре оказывается тот объект, на котором
человек в данный момент сконцентрировал внимание. Поэтому при
большом поле обзора человек видит чётко тот объект, который в
настоящий момент рассматривает, а те объекты, которые остаются в
боковом зрении видны нечётко. А в случае с камерой разрешение на
всём поле обзора равномерно. Поэтому полезное разрешение микроскопа
со штатной видеонасадкой ниже, чем обычного микроскопа с окуляром,
что делает, например, затруднительным изучение ретикулоцитов.
В этом преимущество нашего конструктивного решения перед штатными
промышленными видеонасадками.
Теперь переходим к тонкой подборке тубусного расстояния.
Для этого ставим объектив 40х. Кладём на предметный столик камеру
Горяева. Ловим в поле обзора сетку, а затем её участок с малыми
квадратами. Сторона малого квадрата — 50 мкм (+/-1 мкм). Далее
нам желательно добиться того, чтобы её длинна на получаемом
изображении составляла круглое количество пикселей. Далее нужно
померить экспериментально или рассчитать соотношение между пикселями
и микрометрами для каждого объектива. Зная это соотношение для
каждого объектива, можно помечать масштаб на микофотографии и
проводить метрологические исследования.
Програмное обеспечение.
Обычно подходят любые универсальные программы для захвата
изображений, а также ПО поставляемое с веб-камерой. Но в некоторых
случаях целесообразно использовать специальное ПО, например, такие
программы, как «ScopePhoto», которая позволяет прямо на
месте проводить метрологические и статистические исследование,
отправлять результаты в MS-Excel. Пользователям операционной системы Linux я рекомендую мою собственную программу MicroCamera, она распространяется открыто и бесплатно.
Иллюстрированный мастер-класс.
Для начала, нам нужна веб-камера. Как говорилось выше, наилучшим
образом подходят камеры с цилиндрическим корпусом. Вроде вот этой:
Это веб камера «Ritmix»
RVC-045M
Далее следует аккуратно вывернуть объектив веб-камеры.
Перед нами открывается светочувствительная ПЗС-матрица.
Внимание! К ПЗС-матрице нельзя прикасаться руками или другими
предметами, так как это может её загрязнить или даже повредить! Не
следует долго держать открытой ПЗС-матрицу, во избежание попадания
пыли. Любая микроскопическая пылинка попавшая на матрицу ухудшает
качество изображения и вызывает артефакты на микрофотографиях!
Поэтому все манипуляции с камерой без объектива следует проводить
очень осторожно.
Теперь нужно совместить камеру с микроскопом. В качестве опытных
образцов было взято 2 микроскопа. Это микроскоп Ленинградского
Оптико-Механического Объединения «ЛОМО»:
И более старый микроскоп предыдущего поколения:
Далее от микроскопов следует отделить заводские тубусы.
С первого микроскопа мы сняли колено с поворотной призмой:
Со второго — просто отвинтили съёмную часть тубуса:
После чего нужно каким либо образом приделать камеру к микроскопу.
Проще всего это сделать с помощью куска подходящей по размерам
резиновой трубы, так как она эластична и легко подвергается
обработке (обрезке по размерам). Кроме того, возможна регуляция
тубусного расстояния, движениями камеры вверх и вниз. Таким способом
мы и поступим в нашем случае. Но также можно использовать пластмассу
или металл, такая конструкция будет более трудоёмкой, но зато
возможно более прочной.
В конечном итоге получилось вот так:
В итоге можно получать микрофотографии вроде этих:
А с помощью специального программного обеспечения можно проводить
метрологические исследования:
Таким образом, с относительно небольшими материальными затратами мы
получили неплохой компьютерный микроскоп.
Версия для печати