Первый микроскоп. В каком году появился микроскоп

Оптический прибор с одной или несколькими линзами для получения увеличенных изображений объектов, не видимых невооруженным глазом. Микроскопы бывают простые и сложные. Простой микроскоп - это одна система линз. Простым микроскопом можно считать обычную лупу - плосковыпуклую линзу. Сложный микроскоп (который часто называют просто микроскопом) представляет собой комбинацию двух простых. Сложный микроскоп дает большее увеличение, чем простой, и обладает большей разрешающей способностью. Разрешающая способность - это возможность различения деталей образца. Увеличенное изображение, на котором неразличимы подробности, дает мало полезной информации. Сложный микроскоп имеет двухступенчатую схему. Одна система линз, называемая объективом, подводится близко к образцу; она создает увеличенное и разрешенное изображение объекта. Изображение далее увеличивается другой системой линз, называемой окуляром и помещающейся ближе к глазу наблюдателя. Эти две системы линз расположены на противоположных концах тубуса.

ТИПИЧНЫЙ МИКРОСКОП с одним окуляром и двумя сменными объективами на револьверной головке. Увеличение в пределах от 100 до 1000. 1 - штативная подставка; 2 - шарнир для наклона; 3 - тубусодержатель; 4 - ручка микрометренной регулировки; 5 - ручка грубой регулировки; 6 - окуляр; 7 - держатель окуляра; 8 - тубус; 9 - револьверная головка; 10 - объективы; 11 - предметный столик; 12 - конденсор; 13 - нижний держатель; 14 - зеркало

> История создания микроскопа

Считается, что следующее существенное усовершенствование микроскопа англичанин Р. Гук сделал спустя 75 лет. При этом совершенно упускается из виду вклад, внесенный в развитие микроскопии знаменитым итальянцем Галилео Галилеем… Когда в 1609 году распространились слухи, что в Голландии появилось удивительное устройство, Галилей начал размышлять о нем. Всего день понадобился ученому, чтобы понять существо дела и соорудить образец собственной конструкции. Новая область исследований увлекла Галилея, и в 1612 году, экспериментируя с линзами, он самостоятельно, независимо от Янсена, изобрел микроскоп. И не только изобрел, но и стал изготавливать эти приборы, чтобы дарить знатным покровителям.

Он разработал «occhiolino» («оккиолино»), или составной микроскоп с выпуклой и вогнутой линзами в 1609 г. Галилей представил свой микроскоп публике в Академии деи Линчеи, основанной Федерико Чези в 1603 г. Изображение трёх пчел Франческо Стеллути было частью печати Папы Урбана VIII и считается первым опубликованным микроскопическим символом (см. «Stephen Jay Gould, The Lying stones of Marrakech, 2000»).

Таким образом, Галилею принадлежит честь если не первого, то, по крайней мере, самостоятельного изобретения микроскопа и применения его к изучению органического мира. Но сам он не продолжил работ в этой новой н весьма перспективной области исследований, предпочтя ей более сродное с его гением изучение неба с помощью телескопа.

Десятью годами позже Галилея, Корнелиус Дреббель изобретает новый тип микроскопа, с двумя выпуклыми линзами. Кристиан Гюйгенс, другой голландец, изобрел простую двухлинзовую систему окуляров в конце 1600-х, которая ахроматически регулировалась и, следовательно, стала огромным шагом вперед в истории развития микроскопов. Окуляры Гюйгенса производятся и по сей день, но им не хватает широты поля обзора, а расположение окуляров неудобно для глаз по сравнению с современными широкообзорными окулярами. В 1665 году англичанин Роберт Гук сконструировал собственный микроскоп и опробовал его на пробке. В результате этого исследования появилось название «клетки». Антон Ван Левенгук (1632--1723) считается первым, кто сумел привлечь к микроскопу внимание биологов, несмотря на то, что простые увеличительные линзы уже производились с 1500-х годов, а увеличительные свойства наполненных водой стеклянных сосудов упоминались ещё древними римлянами (Сенека). Изготовленные вручную, микроскопы Ван Левенгука представляли собой относительно небольшие изделия с одной очень сильной линзой. Они были неудобны в использовании, однако позволяли очень детально рассматривать изображения лишь из-за того, что не перенимали недостатков составного микроскопа (несколько линз такого микроскопа удваивали дефекты изображения). Понадобилось около 150 лет развития оптики, чтобы составной микроскоп смог давать такое же качество изображения, как простые микроскопы Левенгука. Так что, хотя Антон Ван Левенгук был великим мастером микроскопа, он не был его изобретателем вопреки широко распространённому мнению.

Микроскопы. Как все начиналось…

С этого номера в газете представлена рубрика, посвященная истории развития микроскопирования, которое является необходимым условием существования цитологии.

Изобретение этого важного для всей биологии прибора обусловлено, прежде всего, влиянием развития оптики. Некоторые оптические свойства изогнутых поверхностей были известны еще Евклиду (300 лет до н.э.) и Птоломею (127-151 гг.), однако их увеличительная способность не нашла практического применения. В связи с чем первые очки были изобретены Сальвинио дели Арлеати в Италии в 1285 г. В XVI веке Леонардо да Винчи и Мауролико показали, что малые объекты лучше изучать с помощью лупы. В то же время в Нидерландах потомственные оптики Захарий и Ханс Янсены в 1590 г. смонтировали две выпуклые линзы внутри одной трубки, т. е. фактически создав первый микроскоп и заложив основы для создания сложных микроскопов.

Микроскоп Янсена представлен на рис.1. Его увеличение составляло от 3 до 10 раз. Каждый следующий микроскоп значительно усовершенствовал. В этот период ( XVI в.) датские, английские и итальянские исследовательские приборы постепенно начали распространяться, закладывая фундамент современной микроскопии.

С улучшением оптики в 1674 г. Антони ван Левенгук изготовил линзы с увеличением, достаточным для проведения простых научных наблюдений. Стоит отметить, что в XVII в. наряду с Левенгуком сразу несколько ученых занимались микроскопией. Так, Галилей (1610 г.) сконструировал микроскоп путем сочетания линз в свинцовой трубке. Декарт в своей книге "Диоптрика" (1637 г.) описал сложный микроскоп, составленный из двух линз - плоско-вогнутой (окуляр) и двояковыпуклой (объектив).

На рис. 2 представлен микроскоп Левенгука, относящийся к концу 1890-х годов. Размеры его приборов были относительно постоянны и составляли приблизительно 2 дюйма в длину (1 дюйм = 2,52 см) и 1 дюйм в ширину. Основное тело этих микроскопов состояло из 2 склепанных вместе плоских и тонких металлических (обычно латунь) пластин, между которыми были помещены небольшие двояковыпуклые линзы с возможным увеличением от 70 до 250 раз в зависимости от их качества.

Левенгук много времени уделял производству линз для своих микроскопов, и именно он создал линзы с наибольшим увеличением и разрешением среди всех известных микроскопов того времени.

Стоит отметить, что именно микроскопы Левенгука являются первыми, которые были завезены в Россию по указанию Петра I . Во время пребывания в Дельфте Петр I пригласил к себе на яхту Левенгука, который продемонстрировал усовершенствованные им микроскопы и показал ряд экспериментов. После чего микроскопы были приобретены и посланы в Россию. Отечественные же микроскопы впервые были сконструированы в XVIII веке. О них и других важных событиях в истории микросокопов в течение XVIII века рассказ будет в следующем выпуске СНГ.

Литература:

1. Музей микроскопов - электронная база (http://microscopy.fsu.edu/primer/museum/index.html).

2. Е. де Робертис, В. Новинский, Ф. Саэс Общая цитология. М., 1962

3. Г.И. Роскин, Л.Б. Левинсон Микроскопическая техника. М., 1957.

Очерк подготовлен А. Соловьевым

Микроскоп (от греч.— малый и смотрю) — оптический прибор для получения увеличенных изображений объектов (или деталей их структуры), невидимых невооружённым глазом.

Невозможно точно определить, кто изобрёл микроскоп. Считается, что голландский мастер очков Ханс Янсен и его сын Захарий Янсен изобрели первый микроскоп в 1590 , но это было заявление самого Захария Янсена в середине XVII века. Дата, конечно, не точна, так как оказалось, что Захария родился около 1590 г. Другим претендентом на звание изобретателя микроскопа был Галилео Галилей. Он разработал «occhiolino» («оккиолино»), или составной микроскоп с выпуклой и вогнутой линзами в 1609 г. Галилей представил свой микроскоп публике в Академии деи Линчеи, основанной Федерико Чези в 1603 г. Изображение трёх пчел Франческо Стеллути было частью печати Папы Урбана VIII и считается первым опубликованным микроскопическим символом. Десятью годами позже Галилея Корнелиус Дреббель изобретает новый тип микроскопа, с двумя выпуклыми линзами. Кристиан Гюйгенс, другой голландец, изобрел простую двулинзовую систему окуляров в конце 1600-х, которая ахроматически регулировалась и, следовательно, стала огромным шагом вперед в истории развития микроскопов. Окуляры Гюйгенса производятся и по сей день, но им не хватает широты поля обзора, а расположение окуляров неудобно для глаз по сравнению с современными широкообзорными окулярами. В 1665 году англичанин Роберт Гук сконструировал собственный микроскоп и опробовал его на пробке. В результате этого исследования появилось название «клетки». Антон Ван Левенгук (1632 —1723 ) считается первым, кто сумел привлечь к микроскопу внимание биологов, несмотря на то, что простые увеличительные линзы уже производились с 1500-х годов, а увеличительные свойства наполненных водой стеклянных сосудов упоминались ещё древними римлянами (Сенека ). Изготовленные вручную, микроскопы Ван Левенгука представляли собой очень небольшие изделия с одной очень сильной линзой. Они были неудобны в использовании, однако позволяли очень детально рассматривать изображения лишь из-за того, что не перенимали недостатков составного микроскопа (несколько линз такого микроскопа удваивали дефекты изображения). Понадобилось около 150 лет развития оптики, чтобы составной микроскоп смог давать такое же качество изображения, как простые микроскопы Левенгука. Так что, хотя Антон Ван Левенгук был великим мастером микроскопа, он не был его изобретателем вопреки широко распространённому мнению.

В микроскопе различают механическую и оптическую части. Механическая часть представлена штативом (состоящим из основания и тубусодержателя) и укрепленным на нем тубусом с револьвером для крепления и смены объективов. К механической части относятся также: предметный столик для препарата, приспособления для крепления конденсора и светофильтров, встроенные в штатив механизмы для грубого (макромеханизм, макровинт) и тонкого (микромеханизм, микровинт) перемещения предметного столика или тубусодержателя.

Оптическая часть представлена объективами, окулярами и осветительной системой, которая в свою очередь состоит из расположенных под предметным столиком конденсора Аббе и встроенного осветителя с низковольтной лампой накаливания и трансформатором. Объективы ввинчиваются в револьвер, а соответствующий окуляр, через который наблюдают изображение, устанавливают с противоположной стороны тубуса.

Микроскоп (от греч. микрос — маленький и скопео — смотрю) — прибор, позволяющий получать увеличенное изображение объектов и структур, недоступных глазу человека.
В практике медико-биологических исследований применяются методы световой и электронной микроскопии.
Световые микроскопы могут увеличивать объект размером от 0,5 мкм с разрешением элементов объекта до 0,1 мкм более чем в 1500 раз, а электронные микроскопы — в 20 000 раз.

Световая микроскопия основывается на законах геометрической оптики и волновой теории образования изображения, в качестве освещения используются естественный или искусственные источники света.

Вехи истории:

Простые микроскопы появились в XVII в. Больших успехов в их изготовлении добился голландский ученый А. Левенгук.

В 1609-1610 гг. сложный микроскоп был построен Г. Галилеем (1564-1642).

В 1846 г. немецкий механик Карл Цейсе (1816-1888) открыл мастерскую и через год приступил к изготовлению микроскопов. Карл Цейсе успешно использовал в деятельности своей фирмы открытия профессора физики Эрнста Аббе, который впоследствии становится его полноправным компаньоном.

Теоретические и практические работы Эрнста Аббе (1840—1905), Отто Шотта (1851-1935) и Августа Келера (1866-1948) определили направление развития и принципы построения оптических систем современных микроскопов.

Электронная микроскопия обеспечивает получение электронно-оптического изображения с помощью потока электронов. Построение изображения основывается на законах геометрической и волновой оптики, а также теории электромагнитных полей. Электронная микроскопия делает возможным исследование объектов, размеры которых лежат за пределами разрешающей способности светового микроскопа (менее 0,2 мкм), и находит применение для изучения вирусов, бактериофагов, тонкого строения клеток микроорганизмов и других субмикроскопических объектов, а также макромолекулярных структур.
Электронный микроскоп появился в конце 30-х годов. В эти годы к серийному выпуску электронных микроскопов приступила немецкая фирма SIEMENS. В 1940 г. в ГОИ им. С. И. Вавилова (Ленинград) был создан первый отечественный электронный микроскоп с увеличением до 10 000 х и разрешением порядка 400 А.
Электронные микроскопы в основном используются в научно-исследовательских лабораториях и стоимость их начинается от двух-трех миллионов рублей.