Найти в Дзене

Микроскоп - прибор, открывший параллельные миры: основные этапы развития микроскопической техники

Микроскопия - сводное название группы методов исследования различных объектов живой или неживой природы с помощью специальных увеличительных приборов - микроскопов. Особняком стоит изучение объектов в атмосфере Земли или за её пределами, которое осуществляется с помощью телескопов.

Изобретение микроскопа открыло перед человечеством принципиально новый этап познания окружающего мира - мира, невидимого невооружённым глазом. Это событие сыграло огромную роль в научно-техническом прогрессе и без него невозможно представить себе современную жизнь людей.

Первый составной микроскоп был сконструирован в 1595 году (по другим данным несколько ранее в 1590 году) голландскими специалистами - изготовителями очков братьями Янсен (Захариус и Ганс) и позволял увеличивать объекты не более чем в 3-5 раз.

В 1610 году, развивая оригинальную конструкцию своего телескопа, новый образец микроскопа был продемонстрирован популярным итальянским ученым Галилео Галилеем. Двумя годами позже он представил свое изобретение королю Польши Сигизмунду III, а в 1624 году Федерико Рези (итальянский ученый, правитель Аккуаспарты, основатель старейшей академии наук в Италии - академии "рысьеглазых" - Национальной академии деи Линчеи), что по тем временам было высоким признанием заслуг ученого. Принципиальным техническим новшеством этого изобретения было наличие в приборе двояковыпуклого объектива и двояковогнутого окуляра. Микроскоп Г. Галилея позволял получать изображение объектов увеличенное в 35-45 раз.

В 1617-1619 годах свой тип микроскопа был представлен голландским инженером Корнелиусом Дреббелем. Именно его конструкция, в основе которой лежат две выпуклые линзы, является базовой для большинства современных светооптических микроскопов.

Модернизация и усовершенствование конструкции микроскопа К. Дреббеля начались практически сразу и в 1665 году английским исследователем и инженером Робертом Гуком был предложен свой вариант прибора, содержащий дополнительную третью линзу, что позволяло получать более контрастные и чёткие изображения. Именно с легкой руки Р. Гука в научный язык прочно вошел термин "клетка".

Микроскоп Роберта Гука. Собрание Государственного Дарвиновского музея (Москва)
Микроскоп Роберта Гука. Собрание Государственного Дарвиновского музея (Москва)

Дальнейшая модернизация привела постепенно к качественному рывку в технологии микроскопов и в 1695 году голландский натуралист Антони ван Левенгук с помощью прибора своей конструкции открыл науке колоссальный мир ранее невидимых, "микроскопических" существ. Для их систематизации А. Левенгук ввел в научную терминологию слово "анималькули" (зверьки), не сомневаясь в их принадлежности к живой природе. Этому натуралисту принадлежит честь открытия клеток крови, сперматозоидов, различных видов инфузорий, жгутиконосцев и других простейших организмов. Микроскопы А. Левенгука позволяли увеличивать изображения объектов в 40 - 270 раз.

В конце XIX века микроскопия обогатилась очень простым открытием, позволившим при этом качественно улучшить результаты исследований даже самых трудных объектов, - применением метода масляной иммерсии - заключение объекта в кедровое масло (или иную оптическую среду) для оптимизации его освещенности и, как следствие, наблюдения. Впервые этот метод был использован специалистами компании Carl Zeiss, что оказало сильное положительное влияние на развитие бизнеса этой организации.

Один из первых микроскопов фирмы Цейсс - мирового лидера в этой области техники
Один из первых микроскопов фирмы Цейсс - мирового лидера в этой области техники

Дальнейшее стремительное развитие оптики и изобретение новых материалов для линз, новых методов их обработки и использования света, привели к быстрому улучшению конструкций микроскопов и увеличению их разрешающей способности. В 1866 - 1873 годах немецкий физик Эрнст Карл Аббе создал теорию разработки микроскопа на основе расчетов так называемого V-числа (числа Аббе).

Перевод простого эмпирического способа создания микроскопов на строгий расчетный метод позволил максимально широко использовать все возможности оптической микроскопии и создал в конечном итоге всё то многообразие микроскопов, которыми мы пользуемся в в наши дни.