Перший електронний мікроскоп було винайдено. Мікроскопи

Мікроскоп (від грец. Мікрос - маленький і скопео - дивлюся) - прилад, що дозволяє отримувати збільшене зображення об'єктів та структур, недоступних оку людини.
У практиці медико-біологічних досліджень застосовуються методи світлової та електронної мікроскопії.
Світлові мікроскопи можуть збільшувати об'єкт розміром від 0,5 мкм з роздільною здатністю елементів об'єкта до 0,1 мкм більш ніж у 1500 разів, а електронні мікроскопи – у 20 000 разів.

Світлова мікроскопія ґрунтується на законах геометричної оптики та хвильової теорії освіти зображення, як висвітлення використовуються природні або штучні джерела світла.

Віхи історії:

Прості мікроскопи з'явилися торік у XVII в. Великих успіхів у їх виготовленні досяг голландський учений А. Левенгук.

У 1609-1610 pp. складний мікроскоп був побудований Г. Галілеєм (1564–1642).

У 1846 р. німецький механік Карл Цейс (1816-1888) відкрив майстерню і через рік приступив до виготовлення мікроскопів. Карл Цейс успішно використовував у діяльності своєї фірми відкриття професора фізики Ернста Аббе, який згодом стає його повноправним компаньйоном.

Теоретичні та практичні роботиЕрнста Аббе (1840-1905), Отто Шотта (1851-1935) та Августа Келера (1866-1948) визначили напрямок розвитку та принципи побудови оптичних систем сучасних мікроскопів.

Електронна мікроскопія забезпечує одержання електронно-оптичного зображення за допомогою потоку електронів. Побудова зображення ґрунтується на законах геометричної та хвильової оптики, а також теорії електромагнітних полів. Електронна мікроскопія робить можливим дослідження об'єктів, розміри яких лежать за межами роздільної здатності світлового мікроскопа (менше 0,2 мкм), і знаходить застосування для вивчення вірусів, бактеріофагів, тонкої будови клітин мікроорганізмів та інших субмікроскопічних об'єктів, а також макромолекулярних структур.
Електронний мікроскоп з'явився наприкінці 1930-х. У ці роки серійний випуск електронних мікроскопів розпочала німецька фірма SIEMENS. У 1940 р. у ГОІ ім. С. І. Вавілова (Ленінград) був створений перший вітчизняний електронний мікроскоп зі збільшенням до 10 000 х і роздільною здатністю близько 400 А.
Електронні мікроскопи переважно використовуються в науково-дослідних лабораторіях і вартість їх починається від двох-трьох мільйонів рублів.

Мікроскопи. Як все починалося.

З цього номера в газеті представлено рубрику, присвячену історії розвитку мікроскопування, яке є необхідною умовоюіснування цитології

Винахід цього важливого для всієї біології приладу обумовлено насамперед впливом розвитку оптики. Деякі оптичні властивості вигнутих поверхонь були відомі ще Евкліду (300 років до н.е.) та Птоломею (127-151 рр.), проте їхня збільшувальна здатність не знайшла практичного застосування. У зв'язку з чим перші окуляри були винайдені Сальвініо делі Арлеаті в Італії в 1285 р. XVIстолітті Леонардо да Вінчі та Мауролико показали, що малі об'єкти краще вивчати за допомогою лупи. У той самий час у Нідерландах спадкові оптики Захарій і Ханс Янсени в 1590 р. змонтували дві опуклі лінзи всередині однієї трубки, т. е. фактично створивши перший мікроскоп і заклавши основи створення складних мікроскопів.

Мікроскоп Янсен представлений на рис.1. Його збільшення становило від 3 до 10 разів. Кожен наступний мікроскоп значно удосконалив. У цей період ( XVIв.) датські, англійські та італійські дослідницькі прилади поступово почали розповсюджуватися, закладаючи фундамент сучасної мікроскопії.

З поліпшенням оптики 1674 р. Антоні ван Левенгук виготовив лінзи зі збільшенням, достатнім щодо простих наукових спостережень. Варто зазначити, що в XVIIв. поруч із Левенгуком відразу кілька вчених займалися мікроскопією. Так, Галілей (1610 р.) сконструював мікроскоп шляхом поєднання лінз у свинцевій трубці. Декарт у своїй книзі "Діоптрика" (1637 р.) описав складний мікроскоп, складений з двох лінз - плоско-увігнутою (окуляр) і двоопуклою (об'єктив).

На рис. 2 представлений мікроскоп Левенгука, що відноситься до кінця 1890-х років. Розміри його приладів були відносно постійні і становили приблизно 2 дюйми завдовжки (1 дюйм = 2,52 см) і 1 дюйми завширшки. Основне тіло цих мікроскопів складалося з 2 склепанних разом плоских і тонких металевих (зазвичай латунь) пластин, між якими були поміщені невеликі двоопуклі лінзи з можливим збільшенням від 70 до 250 разів залежно від їх якості.

Левенгук багато часу приділяв виробництву лінз для своїх мікроскопів, і саме він створив лінзи з найбільшим збільшенням та роздільною здатністю серед усіх відомих мікроскопів того часу.

Варто зазначити, що саме мікроскопи Левенгука є першими, які були завезені до Росії за вказівкою Петра I. Під час перебування у Дельфті Петро Iзапросив до себе на яхту Левенгука, який продемонстрував удосконалені ним мікроскопи та показав низку експериментів. Після чого мікроскопи були придбані та надіслані до Росії. Вітчизняні ж мікроскопи вперше були сконструйовані в XVIIIвіці. Про них та інших важливих подіяхв історії мікросокопів протягом XVIIIстоліття оповідання буде у наступному випуску СНД.

Література:

1. Музей мікроскопів – електронна база (http://microscopy.fsu.edu/primer/museum/index.html).

2. Е. де Робертіс, Ст Новінський, Ф. Саес Загальна цитологія. М., 1962

3. Г.І. Роскін, Л.Б. Левінсон Мікроскопічна техніка. М., 1957.

Нарис підготовлений А. Соловйовим

Оптичний прилад з однією або декількома лінзами для отримання збільшених зображень об'єктів, які не видно неозброєним оком. Мікроскопи бувають прості та складні. Простий мікроскоп – це одна система лінз. Простим мікроскопом можна вважати звичайну лупу - плоскопуклу лінзу. Складний мікроскоп (який часто називають просто мікроскопом) є комбінацією двох простих. Складний мікроскоп дає більше збільшення, ніж простий, і має більшу роздільну здатність. Роздільна здатність - це можливість розрізнення деталей зразка. Збільшене зображення, на якому невиразні подробиці, дає мало корисної інформації. Складний мікроскоп має двоступінчасту схему. Одна система лінз, яка називається об'єктивом, підводиться близько до зразка; вона створює збільшене та дозволене зображення об'єкта. Зображення далі збільшується іншою системою лінз, званої окуляром і що міститься ближче до ока спостерігача. Ці дві системи лінз розташовані протилежних кінцях тубуса.

ТИПІЧНИЙ МІКРОСКОП з одним окуляром та двома змінними об'єктивами на револьверній головці. Збільшення в межах від 100 до 1000. 1 – штативна підставка; 2 – шарнір для нахилу; 3 - тубусоутримувач; 4 - ручка мікрометрного регулювання; 5 - ручка грубого регулювання; 6 – окуляр; 7 – тримач окуляра; 8 – тубус; 9 – револьверна головка; 10 – об'єктиви; 11 – предметний столик; 12 – конденсор; 13 – нижній тримач; 14 - дзеркало

> Історія створення мікроскопа

Неможливо точно визначити, хто винайшов мікроскоп. Вважається, що голландський майстер окулярів Ханс Янсен та його син Захарій Янсен винайшли перший мікроскоп у 1590 році, але це була заява самого Захарія Янсена в середині XVII століття. Дата, звісно, ​​не точна, оскільки виявилося, що Захар народився близько 1590 р.

Вважається, що наступне суттєве вдосконалення мікроскопа англієць Р. Гук зробив через 75 років. При цьому зовсім не береться до уваги внесок, внесений у розвиток мікроскопії знаменитим італійцем Галілео Галілеєм… Коли в 1609 році поширилися чутки, що в Голландії з'явився дивовижний пристрій, Галілей почав розмірковувати про нього. Усього день знадобився вченому, щоб зрозуміти сутність справи та спорудити зразок власної конструкції. Нова областьДослідження захопила Галілея, і в 1612 році, експериментуючи з лінзами, він самостійно, незалежно від Янсена, винайшов мікроскоп. І не лише винайшов, а й почав виготовляти ці прилади, щоб дарувати почесним покровителям.

Він розробив «occhiolino» («оккіоліно»), або складовий мікроскоп з опуклою і увігнутою лінзами в 1609 р. Галілей представив свій мікроскоп публіці в Академії деї Лінчеї, заснованої Федеріко Чезі в 1603 р. Зображення трьох бджіл Франческо Стеллу VIII і вважається першим опублікованим мікроскопічним символом (див. Stephen Jay Gould, The Lying stones of Marrakech, 2000).

Таким чином, Галілею належить честь якщо не першого, то принаймні самостійного винаходу мікроскопа та застосування його до вивчення органічного світу. Але сам він не продовжив робіт у цій новій н дуже перспективній галузі досліджень, віддавши перевагу їй більш схоже з його генієм вивчення неба за допомогою телескопа.

Десятьма роками пізніше Галілея, Корнеліус Дреббель винаходить новий типмікроскопа, із двома опуклими лінзами. Крістіан Гюйгенс, інший голландець, винайшов просту дволінзову систему окулярів наприкінці 1600-х, яка ахроматично регулювалася і, отже, стала величезним кроком вперед в історії розвитку мікроскопів. Окуляри Гюйгенса виробляються і по сьогодні, але їм не вистачає широти поля огляду, а розташування окулярів незручно для очей порівняно з сучасними окулярами. 1665 року англієць Роберт Гук сконструював власний мікроскоп і випробував його на пробці. Внаслідок цього дослідження з'явилася назва «клітини». Антон Ван Левенгук (1632-1723) вважається першим, хто зумів привернути до мікроскопа увагу біологів, незважаючи на те, що прості збільшувальні лінзи вже вироблялися з 1500-х років, а збільшувальні властивості наповнених водою скляних судин згадувалися ще древніми римлянами (Сені . Виготовлені вручну, мікроскопи Ван Левенгука були відносно невеликими виробами з однією дуже сильною лінзою. Вони були незручні у використанні, проте дозволяли дуже детально розглядати зображення лише тому, що не переймали недоліків складеного мікроскопа (кілька лінз такого мікроскопа подвоювали дефекти зображення). Потрібно близько 150 років розвитку оптики, щоб складовий мікроскоп зміг давати таку ж якість зображення, як прості мікроскопи Левенгука. Так що, хоч Антон Ван Левенгук був великим майстром мікроскопа, він не був його винахідником всупереч широко розповсюдженій думці.

Мікроскоп(від грец.- малий і дивлюсь) - оптичний приладдля отримання збільшених зображень об'єктів (або деталей їхньої структури), невидимих ​​неозброєним оком.

Неможливо точно визначити, хто винайшов мікроскоп. Вважається, що голландський майстер очок Ханс Янсен та його син Захарій Янсен винайшли перший мікроскоп у 1590 році, але це була заява самого Захарія Янсена в середині XVII століття. Дата, звісно, ​​не точна, оскільки виявилося, що Захарія народився близько 1590 р. Іншим претендентом звання винахідника мікроскопа був Галілео Галілей. Він розробив «occhiolino» («оккіоліно»), або складовий мікроскоп з опуклою і увігнутою лінзами в 1609 р. Галілей представив свій мікроскоп публіці в Академії деї Лінчеї, заснованої Федеріко Чезі в 1603 р. Зображення трьох бджіл Франческо Стеллу VIII та вважається першим опублікованим мікроскопічним символом. Десятьма роками пізніше Галілея Корнеліус Дреббель винаходить новий тип мікроскопа з двома опуклими лінзами. Крістіан Гюйгенс, інший голландець, винайшов просту дволінзову систему окулярів наприкінці 1600-х, яка ахроматично регулювалася і, отже, стала величезним кроком уперед в історії розвитку мікроскопів. Окуляри Гюйгенса виробляються і по сьогодні, але їм не вистачає широти поля огляду, а розташування окулярів незручно для очей порівняно з сучасними окулярами. 1665 року англієць Роберт Гук сконструював власний мікроскоп і випробував його на пробці. Внаслідок цього дослідження з'явилася назва «клітини». Антон Ван Левенгук (1632 -1723) вважається першим, хто зумів привернути до мікроскопа увагу біологів, незважаючи на те, що прості збільшувальні лінзи вже вироблялися з 1500-х років, а збільшувальні властивості наповнених водою скляних судин згадувалися ще давніми римлянами. Виготовлені вручну, мікроскопи Ван Левенгука були дуже невеликими виробами з однією дуже сильною лінзою. Вони були незручні у використанні, проте дозволяли дуже детально розглядати зображення лише тому, що не переймали недоліків складеного мікроскопа (кілька лінз такого мікроскопа подвоювали дефекти зображення). Потрібно близько 150 років розвитку оптики, щоб складовий мікроскоп зміг давати таку ж якість зображення, як прості мікроскопи Левенгука. Так що, хоч Антон Ван Левенгук був великим майстром мікроскопа, він не був його винахідником всупереч широко розповсюдженій думці.

У мікроскопі розрізняють механічну та оптичну частини. Механічна частина представлена ​​штативом (що складається з основи та тубусоутримувача) та укріпленим на ньому тубусом з револьвером для кріплення та зміни об'єктивів. До механічної частини відносяться також: предметний столик для препарату, пристосування для кріплення конденсора та світлофільтрів, вбудовані в штатив механізми для грубого (макромеханізм, макрогвинт) та тонкого (мікромеханізм, мікрогвинт) переміщення предметного столика або тубусоутримувача.

Оптична частина представлена ​​об'єктивами, окулярами та освітлювальною системою, яка у свою чергу складається з розташованих під предметним столиком конденсора Аббе та вбудованого освітлювача з низьковольтною лампою розжарювання та трансформатором. Об'єктиви вкручуються в револьвер, а відповідний окуляр, через який спостерігають зображення, встановлюють з протилежного боку тубуса.