מי המציא את המיקרוסקופ. מי המציא את המיקרוסקופ הראשון: מדענים גדולים או ממציאים מוכשרים? פיתוח מודרני של מיקרוסקופיה

בעולם המודרני, המיקרוסקופ נחשב למכשיר אופטי הכרחי. בלעדיו, קשה לדמיין תחומי פעילות אנושיים כמו ביולוגיה, רפואה, כימיה, חקר חלל והנדסה גנטית.


מיקרוסקופים משמשים לחקר מגוון רחב של עצמים ומאפשרים לנו לראות בפירוט רב מבנים שאינם נראים לעין בלתי מזוינת. למי האנושות חייבת את המראה של המכשיר השימושי הזה? מי המציא את המיקרוסקופ ומתי?

מתי הופיע המיקרוסקופ הראשון?

ההיסטוריה של המכשיר נטועה בימי קדם. היכולת של משטחים מעוקלים להחזיר ולשבור את אור השמש הבחינה כבר במאה ה-3 לפני הספירה על ידי החוקר אוקלידס. בעבודותיו מצא המדען הסבר להגדלה החזותית של עצמים, אך אז לא מצאה תגליתו יישום מעשי.

המידע המוקדם ביותר על מיקרוסקופים מתוארך למאה ה-18. בשנת 1590, האומן ההולנדי זכרי יאנסן הציב שתי עדשות ממשקפיים בצינור אחד והצליח לראות עצמים מוגדלים מ-5 עד 10 פעמים.


מאוחר יותר, החוקר המפורסם גלילאו גליליי המציא טלסקופ והסב את תשומת הלב לתכונה מעניינת: אם הוא נדחק מאוד, ניתן להגדיל באופן משמעותי עצמים קטנים.

מי בנה את הדגם הראשון של מכשיר אופטי?

פריצת דרך מדעית וטכנולוגית של ממש בפיתוח המיקרוסקופ התרחשה במאה ה-17. בשנת 1619 המציא הממציא ההולנדי קורנליוס דרבל מיקרוסקופ עם עדשות קמורות, ובסוף המאה הולנדי אחר, כריסטיאן הויגנס, הציג את הדגם שלו, שבו ניתן לכוונן עיניות.

מכשיר מתקדם יותר הומצא על ידי הממציא אנתוני ואן לוונהוק, שיצר מכשיר עם עדשה אחת גדולה. במהלך המאה וחצי הבאות, מוצר זה נתן את איכות התמונה הגבוהה ביותר, ולכן ליוונהוק נקרא לעתים קרובות ממציא המיקרוסקופ.

מי המציא את המיקרוסקופ המורכב הראשון?

ישנה דעה שהמכשיר האופטי לא הומצא על ידי לוונהוק, אלא על ידי רוברט הוק, שב-1661 שיפר את הדגם של הויגנס על ידי הוספת עדשה נוספת לו. סוג המכשיר שנוצר הפך לאחד הפופולריים ביותר בקהילה המדעית והיה בשימוש נרחב עד אמצע המאה ה-18.


בעתיד, ממציאים רבים שמו את ידם בפיתוח המיקרוסקופ. ב-1863 המציא הנרי סורבי מכשיר קיטוב שאפשר לו לחקור, ובשנות ה-70 פיתח ארנסט אבה את תורת המיקרוסקופים וגילה את הכמות חסרת הממדים "מספר אבי", שתרמה לייצור ציוד אופטי מתקדם יותר.

מיהו הממציא של מיקרוסקופ האלקטרונים?

בשנת 1931, המדען רוברט רודנברג רשם פטנט על מכשיר חדש שיכול להגדיל עצמים באמצעות קרני אלקטרונים. המכשיר נקרא מיקרוסקופ אלקטרוני ומצא שימוש נרחב במדעים רבים בשל הרזולוציה הגבוהה שלו, גדולה פי אלפי מונים מאופטיקה קונבנציונלית.

שנה לאחר מכן יצר ארנסט רוסקה אב טיפוס של מכשיר אלקטרוני מודרני, שעליו הוענק לו פרס נובל. כבר בסוף שנות ה-30 החלה שימוש נרחב בהמצאתו במחקר מדעי. במקביל, סימנס החלה לייצר מיקרוסקופים אלקטרונים לשימוש מסחרי.

מי המחבר של הננוסקופ?

הסוג החדשני ביותר של מיקרוסקופ אופטי עד כה הוא הננוסקופ, שפותח ב-2006 על ידי קבוצת מדענים בראשות הממציא הגרמני סטפן הל.


המכשיר החדש מאפשר לא רק להתגבר על המחסום של מספר Abbe, אלא גם מספק הזדמנות לצפות בעצמים במידות של 10 ננומטר או פחות. בנוסף, המכשיר מספק תמונות תלת מימדיות באיכות גבוהה של עצמים, שבעבר לא היה נגיש למיקרוסקופים רגילים.

המצאת המיקרוסקופ החלה בכך שיום אחד בנה גלילאו טלסקופ ארוך מאוד. זה קרה במהלך היום. כשסיים, כיוון את החצוצרה אל החלון כדי לבדוק את ניקיון העדשות באור. נצמד לעינית, גלילאו היה המום: איזו גוש נוצץ אפורה תפס את כל שדה הראייה. הצינור התנודד מעט, והמדען ראה ראש ענק עם עיניים שחורות בולטות בצדדים. למפלצת היה פלג גוף עליון שחור עם גוון ירוק, שש רגליים מפותלות... למה, זה... זבוב! הרחיק את המקטרת מעינו, גלילאו היה משוכנע שזבוב אכן יושב על אדן החלון.

אז נולד המיקרוסקופ - מכשיר המורכב משתי עדשות להגדלת התמונה של עצמים קטנים. הוא קיבל את שמו - "מיקרוסקופיום" - מחבר ב"אקדמיה דיי לינצ'י" ("אקדמיית עיני הלינקס")

I. Faber בשנת 1625. זו הייתה חברה מדעית שבין היתר אישרה ותמכה בשימוש במכשירים אופטיים במדע.

וגלילאו עצמו בשנת 1624 הכניס למיקרוסקופ עדשות פוקוס קצרות יותר (קמורות יותר), שבגללן הצינור נעשה קצר יותר.

רוברט הוק והישגיו

העמוד הבא בהיסטוריה של יצירת המיקרוסקופ קשור בשמו של רוברט הוק. הוא היה איש מוכשר מאוד ומדען מוכשר. ההישגים המשמעותיים ביותר של הוק הם הבאים:

• המצאת קפיץ הסליל לכוונון השעון; יצירת גלגלי שיניים סלילניים;
• קביעת מהירות הסיבוב של מאדים וצדק סביב צירם; המצאת הטלגרף האופטי;
• יצירת מכשיר לקביעת טריות המים; יצירת מדחום למדידת טמפרטורות נמוכות;
• קביעת קביעות הטמפרטורות של קרח נמס ומים רותחים; גילוי חוק העיוות של גופים אלסטיים; הנחה לגבי אופי הגל של האור וטבעו של כוח הכבידה הארצי.

לאחר שסיים את לימודיו באוניברסיטת אוקספורד ב-1657, הוק הפך לעוזרו של רוברט בויל. זה היה בית ספר מצוין לאחד מגדולי המדענים של אותה תקופה. בשנת 1663, הוק כבר עבד כמזכיר ומדגים את הניסויים של החברה המלכותית האנגלית (האקדמיה למדעים). כאשר נודע על המיקרוסקופ, הוק קיבל הוראה לבצע תצפיות על המכשיר הזה. המיקרוסקופ של המאסטר דרבל שעמד לרשותו היה צינור מוזהב באורך חצי מטר, הממוקם בצורה אנכית לחלוטין. הייתי צריך לעבוד במצב לא נוח - מקושת.

שיפור המיקרוסקופ על ידי הוק

קודם כל, הוק עשה צינור - צינור - נוטה. כדי לא להיות תלוי בימי שמש, שיש מעטים מהם באנגליה, הוא התקין מנורת שמן בעיצוב מקורי מול המכשיר. עם זאת, השמש עדיין זרחה הרבה יותר. לכן הגיע הרעיון לחזק את קרני האור מהמנורה, להתרכז. כך הופיעה ההמצאה הבאה של הוק - כדור זכוכית גדול מלא במים, ואחריו עדשה מיוחדת. מערכת אופטית כזו הגדילה את בהירות התאורה מאות פעמים.

הוק בעל התושייה התמודד בקלות עם כל הקשיים שהופיעו בדרכו. לדוגמה, כאשר הוא היה צריך ליצור עדשה קטנה מאוד בעלת צורה עגולה לחלוטין, הוא טבל את קצה המחט בזכוכית מותכת ואז הסיר אותה במהירות - טיפה נצצה על קצה המחט. הוק ליטש אותו מעט - והעדשה הייתה מוכנה. וכשהיה צורך לשפר את איכות התמונה במיקרוסקופ, הוק הכניס שלישית, קולקטיבית, בין שתי עדשות מסורתיות - אובייקטיבי ועינית, והתמונה התבהרה, תוך כדי גדילת שדה הראייה.

כשהמיקרוסקופ היה מוכן, הוק התחיל להתבונן. הוא תיאר את תוצאותיהם בספרו Micrography, שפורסם ב-1665. במהלך 300 שנה, הוא הודפס מחדש עשרות פעמים. בנוסף לתיאורים, הוא הכיל איורים נפלאים - תחריטים של הוק עצמו.

גילויים ותגליות, מבנה התא

מענינת בו במיוחד תצפית מס' 17 - "על סכמטיזם, או מבנה פקק ועל התאים והנקבוביות של כמה גופים ריקים אחרים". הוק מתאר קטע של פקק רגיל באופן הבא: "הכול מחורר ונקבובי, כמו חלת דבש, אבל הנקבוביות שלו אינן סדירות בצורתן, ומבחינה זו היא דומה לחלת דבש... יתר על כן, הנקבוביות האלה, או התאים, הם רדודים, אך מורכבים מתאים רבים המופרדים על ידי מחיצות".

בהתבוננות זו, המילה "תא" בולטת. אז הוק קרא למה שנקרא כיום תאים, למשל, תאי צמחים. באותם ימים, לאנשים לא היה מושג על זה. הוק היה הראשון שהתבונן בהם ונתן את השם שנשאר איתם לנצח. זה היה תגלית בעלת חשיבות רבה.

תצפיות מאת אנתוני ואן לוונהוק

זמן קצר לאחר הוק, ההולנדי אנתוני ואן לוונהוק החל לבצע את התצפיות שלו. הוא היה אדם מעניין - עסק במסחר בבדים ובמטריות, אך לא זכה לשום השכלה מדעית. אבל היה לו מוח סקרן, התבוננות, התמדה ומצפונית. העדשות, שהוא עצמו ליטש, הגדילו את האובייקט פי 200-300, כלומר פי 60 טוב יותר מהמכשירים שבהם השתמשו באותה תקופה. הוא פירט את כל תצפיותיו במכתבים ששלח בקפידה לחברה המלכותית של לונדון. באחד ממכתביו הוא הכריז על גילוי היצורים החיים הקטנים ביותר - בעלי חיים, כפי שכינה אותם לוונהוק.

התברר שבעלי חיים נמצאים בכל מקום - באדמה, בצמחים, בגוף החיות. אירוע זה חולל מהפכה במדע - התגלו מיקרואורגניזמים.

בשנת 1698, אנתוני ואן לוונהוק נפגש עם הקיסר הרוסי פיטר הראשון והראה לו את המיקרוסקופ והחיה שלו. הקיסר כל כך התעניין בכל מה שראה ובמה שהמדען ההולנדי הסביר לו שהוא קנה מיקרוסקופים ממאסטרים הולנדים לרוסיה. ניתן לראות אותם ב- Kunstkamera בסנט פטרסבורג.

ל-Leuwenhoek יש תגלית חשובה נוספת. כשהוא מחמם את המים לרתיחה, הוא שם לב שכמעט כל החיות מתות. המשמעות היא שבדרך זו ניתן להיפטר מפתוגנים במים שאנשים שותים.

מצלמת חריר

בסיום השיחה על מכשירים אופטיים, יש צורך להזכיר את המצלמה אובסקורה, שהומצאה בשנת 1420 על ידי המהנדס האיטלקי ג' פונטנה. המצלמה אובסקורה היא המכשיר האופטי הפשוט ביותר המאפשר לקבל תמונות של עצמים על המסך. מדובר בקופסה כהה עם חור קטן באחד הקירות, שלפניה מניחים את החפץ המדובר. קרני האור הבוקעות ממנו עוברות דרך החור ויוצרות תמונה הפוכה של האובייקט על הקיר הנגדי של התיבה (מסך).

בשנת 1558, האיטלקי J. Porta התאים קמרה אובסקורה לביצוע רישומים. הוא גם הגה את הרעיון להשתמש במצלמה אובסקורה כדי להקרין ציורים שהוצבו בפתח המצלמה ומוארים חזק בנרות או בשמש.

מאז ימי קדם, האדם רצה לראות דברים קטנים בהרבה ממה שעין בלתי מזוינת יכולה לתפוס. כעת אי אפשר לומר מי התחיל להשתמש בעדשות לראשונה, אבל ידוע בוודאות, למשל, שאבותינו ידעו לפני יותר מאלפיים שנה שזכוכית מסוגלת לשבור אור.

במאה השנייה לפני הספירה, קלאודיוס תלמי תיאר כיצד מקל "מתכופף" כשהוא טבילה במים, ואף חישב את קבוע השבירה בצורה מדויקת מאוד. עוד קודם לכן בסין, מכשירים נוצרו מעדשות וצינור מלא במים כדי "לראות את הבלתי נראה".

בשנת 1267, רוג'ר בייקון תיאר את עקרונות העדשות ואת הרעיון הכללי של הטלסקופ והמיקרוסקופ, אך רק בסוף המאה ה-16 החלו זכרי יאנסן ואביו הנס, יצרני משקפיים מהולנד, להתנסות בעדשות. . הם הציבו כמה עדשות בצינור וגילו שאובייקטים שנצפו דרכו נראים הרבה יותר גדולים מאשר מתחת לזכוכית מגדלת פשוטה.

אבל ה"מיקרוסקופ" הזה שלהם היה יותר קוריוז מאשר מכשיר מדעי. נשמר תיאור של הכלי שיצרו אב ובנו עבור משפחת המלוכה. הוא מורכב משלושה צינורות הזזה באורך כולל של 45 ס"מ ובקוטר של 5 ס"מ. כשהיא סגורה, היא גדלה פי 3, כשהיא נפתחה במלואה - פי 9, לעומת זאת, התמונה התבררה מעט מטושטשת.

בשנת 1609, גלילאו גליליי יצר מיקרוסקופ מורכב עם עדשות קמורות וקעורות ובשנת 1612 הציג את ה"אוצ'יולינו" ("עין קטנה") זו למלך הפולני זיגסמונד השלישי. כמה שנים מאוחר יותר, ב-1619, הממציא ההולנדי קורנליוס דרבל הדגים בלונדון את הגרסה שלו למיקרוסקופ, עם שתי עדשות קמורות. אבל המילה "מיקרוסקופ" עצמה הופיעה רק בשנת 1625, כאשר, באנלוגיה ל"טלסקופ", היא נטבעה על ידי בוטנאי גרמני מבמברג, יוהאן (ג'ובאני) פאבר.

מליוונהוק לאב

בשנת 1665, חוקר הטבע האנגלי רוברט הוק שיכלל כלי מגדלת וגילה את היחידות המבניות היסודיות, תאים, על ידי חקר קליפת אלון השעם. 10 שנים לאחר מכן, המדען ההולנדי אנתוני ואן לוונהוק הצליח להשיג עדשות טובות עוד יותר. המיקרוסקופ שלו הגדיל עצמים פי 270, בעוד שמכשירים דומים אחרים בקושי הגיעו להגדלה של פי 50.

הודות לעדשות הטחונות והמלוטשות האיכותיות שלו, מצא לנונהוק תגליות רבות - הוא היה הראשון שראה ותאר חיידקים, תאי שמרים, וצפה בתנועת תאי דם בנימים. בסך הכל, המדען הכין לפחות 25 מיקרוסקופים שונים, מתוכם רק תשעה שרדו עד היום. ישנן הצעות שלחלק מהמכשירים האבודים אפילו הייתה הגדלה של פי 500.

למרות כל ההתקדמות בתחום זה, במהלך 200 השנים הבאות, המיקרוסקופים לא השתנו הרבה. רק בשנות ה-50 החל המהנדס הגרמני קרל זייס לשפר את העדשות למיקרוסקופים שהחברה שלו ייצרה. בשנות ה-80 שכר את אוטו שוט, מומחה למשקפיים אופטיות. המחקר שלו שיפר משמעותית את איכות מכשירי ההגדלה.

עובד אחר של קרל זייס, הפיזיקאי האופטי ארנסט אבה, שיפר את עצם תהליך ייצור המכשירים האופטיים. בעבר, כל העבודה איתם בוצעה בניסוי וטעייה; Abbe, לעומת זאת, יצר עבורם בסיס תיאורטי, שיטות ייצור מבוססות מדעיות.

עם התפתחות הטכנולוגיה, הופיע המיקרוסקופ שאנו מכירים כעת. עם זאת, כעת מיקרוסקופים אופטיים, המסוגלים להתמקד בעצמים גדולים מאורך הגל של האור או שווה לו, כבר לא יכלו לספק מדענים.

מיקרוסקופים אלקטרוניים מודרניים

בשנת 1931 החל הפיזיקאי הגרמני ארנסט רוסקה לעבוד על יצירת מיקרוסקופ האלקטרונים הראשון (הולכה (העברה) אלקטרונים). בשנת 1986 הוא קיבל את פרס נובל על המצאה זו.

בשנת 1936 המציא המדען הגרמני ארווין וילגל מולר את מקרן האלקטרונים (מיקרוסקופ אלקטרוני שדה). המכשיר איפשר להגדיל את התמונה של גוף מוצק מיליוני פעמים. 15 שנים מאוחר יותר, מולר עשה פריצת דרך נוספת בתחום זה - מיקרוסקופ שדה-יונים, שנתן לפיזיקאי את ההזדמנות לראות אטומים בפעם הראשונה בתולדות האנושות.

במקביל, בוצעו עבודות נוספות. בשנת 1953, ההולנדי פריץ זרניקה, פרופסור לפיזיקה תיאורטית, קיבל את פרס נובל על פיתוח מיקרוסקופיה ניגודיות פאזה. בשנת 1967, ארווין מולר שיפר את מיקרוסקופ יוני השדה שלו על ידי הוספת ספקטרומטר מסה של זמן טיסה, ויצר את "הבדיקה האטומית" הראשונה. מכשיר זה מאפשר לא רק לזהות אטום בודד, אלא גם לקבוע את המסה וריבוי המטען של היון.

בשנת 1981 יצרו גרד ביניג והיינריך רוהר מגרמניה מיקרוסקופ מנהור סורק (סורק); חמש שנים מאוחר יותר, ביניג ועמיתיו המציאו את מיקרוסקופ הכוח האטומי הסורק. שלא כמו הפיתוח הקודם, AFM מאפשר לך לחקור גם משטחים מוליכים וגם לא מוליכים ולמעשה לתפעל אטומים. באותה שנה קיבלו בניג ורוהר את פרס נובל עבור STM.

ב-1988, שלושה מדענים מבריטניה ציידו את "הבדיקה האטומית" של מולר בגלאי רגיש למיקום, שאיפשר לקבוע את מיקומם של אטומים בתלת מימד.

בשנת 1988, המהנדס היפני קינגו איטאיה המציא את מיקרוסקופ מנהור הסריקה האלקטרוכימי, ושלוש שנים לאחר מכן הוצע מיקרוסקופ כוח בדיקה של קלווין, גרסה ללא מגע של מיקרוסקופ הכוח האטומי.

חזרה למאמרים

המצאה ושיפור המיקרוסקופ

התפתחות האופטיקה אפשרה לעצב במאה ה-17. המיקרוסקופ הוא מכשיר שהייתה לו השפעה מהפכנית באמת על התפתחות הביולוגיה. המיקרוסקופיה פתחה בפני חוקרים את עולם הפרוטוזואה והחיידקים. חקר הפרטים שעד כה לא היו נגישים של מבנה בעלי חיים, צמחים ופטריות הראה שהבסיס של כל היצורים החיים הוא תצורה זעירה אוניברסלית - תא.

מיקרוסקופים במובן המודרני כוללים רק מיקרוסקופ "מורכב" - מכשיר המורכב משתי מערכות עדשות: עינית ואובייקטיב. אבל עם שחר המיקרוסקופיה, נעשה שימוש נרחב גם במיקרוסקופים "פשוטים", שהיום היינו קוראים להם זכוכית מגדלת.
אחד המיקרוסקופים המורכבים הראשונים תוכנן בשנים 1609-1610. גלילאו כטלסקופ שונה. המיקרוסקופ המורכב המודרני מתחקה אחר מקורותיו למיקרוסקופים דו-עדשות אנגליים או הולנדים של תחילת המאה ה-17. החפצים שבהם נבדקו באור יום באור בולט; לא היו מכשירי מיקוד.

אחד המיקרוסקופים הראשונים מהסוג המוכר לנו

השיפור הגדול הראשון של המיקרוסקופ המורכב קשור בשמו של הפיזיקאי האנגלי רוברט הוק (1635-1703). שיפורים השפיעו הן על אופטיקה והן על תכונות עיצוב מכניות. גם מערכת התאורה המלאכותית של האובייקט שהומצאה על ידי המדען הייתה חדשה ביסודה.

התפתחות המיקרוסקופיה במאה ה-18 המשיכה בעיקר בדרך של שיפור התכנון של חלקים מכניים. הצינור הנושא את העדשות היה מקובע כעת בצורה נעה על עמוד מיוחד, התנועה שלו סופקה על ידי בורג מיוחד עם הברגה.

ההיסטוריה של המיקרוסקופ הראשון או איך הכל התחיל

שיפורים בעיצוב אפשרו כעת לחקור גם אובייקטים שקופים באור משודר וגם אובייקטים אטומים באור חודר. מאז 1715 הופיעה במיקרוסקופ מראה המוכרת לנו.

מיקרוסקופ מותאם לצילומים בחדר שחור

בכל המיקרוסקופים המורכבים של המאות ה-17-18. בהגדלות של מעל 120 - 150 פעמים (סטיות כדוריות וכרומטיות) התמונה הייתה מעוותת מאוד. לכן, מתברר ההעדפה כי מיקרוסקופים של אז, החל מ

A. Levenguk, נתן מיקרוסקופ פשוט בעל עדשה אחת. בעיית הסטייה הכרומטית נפתרה בסוף המאה ה-18 ותחילת המאה ה-19. באמצעות שימוש בשילוב של עדשות העשויות מסוגים שונים של זכוכית. המיקרוסקופ האכרומטי הראשון תוכנן בשנת 1784 על ידי האקדמאי סנט פטרבורג פ. אפינוס, אך בשל מספר סיבות לא נעשה בו שימוש נרחב. צעדים נוספים לקראת אכרומטיזציה של המיקרוסקופ נעשו בו זמנית על ידי מאסטרים שונים בגרמניה, אנגליה וצרפת. בשנת 1827, J.B. Amici השתמש בעדשה חזיתית שטוחה בעדשה, מה שהפחית סטייה כדורית.

הטכניקה של השחזה והתאמה הדדית של עדשות הגיעה לשלמות כזו שמיקרוסקופים של המחצית הראשונה של המאה ה-19. יכול לתת הגדלה של עד פי 1000. היישום המעשי של מערכות חזקות כל כך הוגבל בשל העובדה ששדה הראייה נותר כהה בהגדלות גבוהות - חלק ניכר מהקרניים, שנשברו באוויר, לא נכנס לעדשה. שיפור קיצוני הושג עם תחילת היישום (טבילה). עדשת טבילת השמן נוצרה על ידי מעצבי חברת K. Zeiss.

יצירת ייצור מפעל של מיקרוסקופים, תחרות בין מפעלים מתחרים הביאו למכשירים זולים יותר, ובשנות הארבעים של המאה ה-19 הפך המיקרוסקופ לכלי מעבדה יומיומי שאפילו רופאים וסטודנטים בודדים יכולים לקבל.
בשנת 1886, חברת קרל זייס פרסמה עדשות אפוכרומט חדשות, בהן התיקון של סטייה כדורית וכרומטית הובא לקצה גבול היכולת. כפי שהראו החישובים של E. Abbe, עם ייצור העדשות הללו, הגיע גבול כוח הפתרון של מיקרוסקופ האור.

אחד המיקרוסקופים הראשונים של קרל זייס. צילום: פלביו

במקביל לשיפור המיקרוסקופ פותחה טכניקה להכנת תכשירים מיקרוסקופיים. במשך זמן רב הוא נשאר פרימיטיבי מאוד - עד תחילת המאה ה-19. מיקרוסקופים הסתכלו בעיקר על חפצים יבשים. נבחנים תכשירים טריים, שאינם נתונים לעיבוד כלשהו. שיטות להכנת "תכשירים קבועים", המאפיינות את המיקרוסקופיה המודרנית, עדיין לא היו קיימות, בשל כך נמנעה מהחוקר האפשרות ללמוד את התכשיר במשך זמן רב ולהשוות בין תכשירים חדשים לישנים.

בתחילת הרבע השני של המאה ה- XIX. חוקרים החלו להשתמש בכמה ריאגנטים כדי לחקור רקמות, למשל, תוספת של חומצה אצטית אפשרה לזהות גרעיני תאים. הריאגנטים יושמו ממש שם, על במת המיקרוסקופ.
מאז שנות ה-80 המאה ה 19 בתרגול של מחקר מיקרוסקופי, המיקרוטום שהומצא על ידי ג'יי פורקיניה הופך לתכונה הכרחית. השימוש במיקרוטום איפשר ליצור חתכים דקים ולקבל סדרה רציפה של חתכים, מה שהוביל להתקדמות בחקר המבנה העדין של התא.

באמצע המאה ה- XIX. מיקרוסקופים מתחילים להשתמש בשיטות שונות של קיבוע וצביעה של תכשירים, לשפוך חפצים הנבדקים לתוך מדיה צפופה יותר. משנות ה-70. המאה ה 19 בלסם קנדי ​​משמש באופן מסורתי לייצור תכשירים קבועים.

קשה לומר מי הביא את המיקרוסקופ הראשון לרוסיה. סביר להניח שזה לא היה מוקדם יותר מהמאה ה-17..

בוויקיפדיה יש את המידע הזה:
אי אפשר לקבוע בדיוק מי המציא את המיקרוסקופ. על פי החשיבה, יצרן המשקפיים ההולנדי הנס יאנסן ובנו זכריה יאנסן המציאו את המיקרוסקופ הראשון בשנת 1590, אך זו הייתה טענה של זכריה יאנסן עצמו באמצע המאה ה-17. התאריך כמובן אינו מדויק, שכן התברר שזכריה נולד בסביבות שנת 1590.

איך הומצא המיקרוסקופ

מתחרה נוסף על התואר ממציא המיקרוסקופ היה גלילאו גליליי. הוא פיתח את ה-occhiolino (occhiolino), או מיקרוסקופ מורכב עם עדשות קמורות וקעורות, בשנת 1609. גלילאו הציג את המיקרוסקופ שלו לציבור ב- Accademia dei Lincei, שנוסדה על ידי פדריקו צ'סי בשנת 1603. תיאור שלוש הדבורים על ידי פרנצ'סקו סטלוטי היה חלק של החותם של האפיפיור אורבן השמיני ונחשב לסמל המיקרוסקופי הראשון שפורסם (ראה Stephen Jay Gould, The Lying stones of Marrakech, 2000). כריסטיאן הויגנס, הולנדי נוסף, המציא בסוף המאה ה-16 מערכת עינית פשוטה בעלת שתי עדשות שהייתה ניתנת להתאמה אכרומטית ולכן צעד ענק קדימה בהיסטוריה של פיתוח המיקרוסקופ. העיניות של הויגנס מיוצרות עד היום, אך חסר להן את קו הרוחב של שדה הראייה, ומיקום העיניות אינו נוח לעיניים בהשוואה לעיניות רחבות השדה של ימינו. אנטון ואן ליוונהוק (16321723) מיוחס כראשון שהביא את המיקרוסקופ לתשומת לב הביולוגים, למרות העובדה שעדשות מגדילות פשוטות כבר מיוצרות מאז שנות ה-1500 ותכונות ההגדלה של כלי זכוכית מלאי מים הוזכרו על ידי הרומאים העתיקים (סנקה). בעבודת יד, המיקרוסקופים של ואן לוונהוק היו חלקים קטנים מאוד עם עדשה אחת וחזקה מאוד. הם לא היו נוחים לשימוש, אבל הם אפשרו לבחון את התמונות לפרטי פרטים רק בגלל שלא אימצו את החסרונות של מיקרוסקופ מורכב (כמה עדשות של מיקרוסקופ כזה הכפילו את פגמי התמונה). נדרשו כ-150 שנים של פיתוח באופטיקה כדי שהמיקרוסקופ המורכב יוכל לתת את אותה איכות תמונה כמו מיקרוסקופים פשוטים של Leeuwenhoek. אז למרות שאנטון ואן לוונהוק היה אמן גדול של המיקרוסקופ, הוא לא היה הממציא שלו, בניגוד לאמונה הרווחת. http://ru.wikipedia.org/wiki/light microscope

המיקרוסקופ הראשון תוכנן בשום אופן לא על ידי מדען מקצועי, אלא על ידי סוחר חובבים אנתוני ואן לוונהוק, שחי בהולנד במאה ה-17. האוטודידקט הסקרן הזה היה הראשון שהביט דרך מכשיר שיצר אותו בטיפת מים וראה אלפי היצורים הקטנים ביותר, אותם כינה את המילה הלטינית animalculus (חיות קטנות). במהלך חייו, הצליח לוונהוק לתאר יותר ממאתיים מינים של בעלי חיים, ובאמצעות חקר חלקים דקים של בשר, פירות וירקות, הוא גילה את המבנה התאי של הרקמה החיה. עבור שירותים למדע, נבחר לוונהוק כחבר מלא בחברה המלכותית בשנת 1680, וקצת מאוחר יותר הפך לאקדמאי של האקדמיה הצרפתית למדעים.

המיקרוסקופים של לוונהוק, מהם הוא יצר יותר משלוש מאות בחייו, היו עדשה כדורית קטנה בגודל אפונה שהוכנסה למסגרת. למיקרוסקופים היה שולחן חפצים, שאת מיקומו ביחס לעדשה ניתן היה לכוון באמצעות בורג, אך למכשירים האופטיים הללו לא היה מעמד או חצובה; היה צורך להחזיק אותם בידיהם. מנקודת המבט של האופטיקה של היום, המכשיר, אשר נקרא מיקרוסקופ Leeuwenhoek, אינו מיקרוסקופ, אלא זכוכית מגדלת חזקה מאוד, שכן החלק האופטי שלו מורכב מעדשה אחת בלבד.http://www.foto.ru /articles/?article_mic...
הקישור יופיע לאחר שהמנחה יבדוק את ההיסטוריה של המיקרוסקופ
פיתח ברוסיה את המיקרוסקופ האכרומטי הראשון (בערך 1784) פרנץ אולריך תיאודור אפינוס, גרמני. אפינוס, (2 בדצמבר 1724, רוסטוק 10 באוגוסט (22), 1802, דרפט, כיום טרטו) פיזיקאי רוסי, חבר באקדמיה למדעים של סנט פטרבורג (1756). http://ru.wikipedia.org /wiki/Epinus,_Fr…

מה הייתה חשיבות המצאת המיקרוסקופ? היסטוריה של המצאת המיקרוסקופ

מיקרוסקופ הוא מכשיר ייחודי שנועד להגדיל תמונות מיקרו ולמדוד את גודלם של עצמים או תצורות מבניות שנצפו דרך עדשה. ההתפתחות הזו מדהימה, וחשיבות המצאת המיקרוסקופ גדולה ביותר, כי בלעדיה לא היו קיימים תחומים מסוימים במדע המודרני. ומכאן ביתר פירוט.

מיקרוסקופ הוא מכשיר הקשור לטלסקופ המשמש למטרה אחרת לגמרי. בעזרתו אפשר להתחשב במבנה של חפצים בלתי נראים לעין. זה מאפשר לך לקבוע את הפרמטרים המורפולוגיים של מיקרופורמות, כמו גם להעריך את מיקומם הנפחי. לכן, אפילו קשה לדמיין איזו משמעות הייתה להמצאת המיקרוסקופ, וכיצד הופעתו השפיעה על התפתחות המדע.

היסטוריה של המיקרוסקופ והאופטיקה

היום קשה לענות מי המציא לראשונה את המיקרוסקופ. כנראה שגם נושא זה יידון בהרחבה, כמו גם יצירת קשת. עם זאת, בניגוד לנשק, המצאת המיקרוסקופ התרחשה למעשה באירופה. על ידי מי, בדיוק, עדיין לא ידוע. הסבירות שהנס יאנסן, יצרן משקפיים הולנדי, היה מגלה המכשיר גבוהה למדי. בנו, זכרי יאנסן, טען ב-1590 שהוא בנה מיקרוסקופ עם אביו.

אבל כבר בשנת 1609 הופיע מנגנון נוסף, שנוצר על ידי גלילאו גליליי. הוא קרא לזה occhiolino והציג אותו לציבור באקדמיה הלאומית דיי לינצ'י. ההוכחה לכך שניתן היה להשתמש במיקרוסקופ כבר באותו זמן היא הסימן על חותמו של האפיפיור אורבן השלישי. מאמינים כי מדובר בשינוי של התמונה המתקבלת במיקרוסקופיה. מיקרוסקופ האור (מרוכב) של גלילאו גליליי היה מורכב מעדשה אחת קמורה ואחת קעורה.

שיפור ויישום בפועל

כבר 10 שנים לאחר המצאת גלילאו, קורנליוס דרבל יוצר מיקרוסקופ מורכב עם שתי עדשות קמורות. ומאוחר יותר, כלומר, עד סוף המאה ה-16, כריסטיאן הויגנס פיתח מערכת עינית בעלת שתי עדשות. הם עדיין מיוצרים, אם כי חסר להם רוחב הראייה. אבל, חשוב מכך, בעזרת מיקרוסקופ כזה בשנת 1665, רוברט הוק ערך מחקר של חתך של אלון שעם, שבו ראה המדען את מה שנקרא חלות דבש. תוצאת הניסוי הייתה הכנסת המושג "תא".

אב אחר של המיקרוסקופ, אנתוני ואן לוונהוק, רק המציא אותו מחדש, אך הצליח למשוך את תשומת לב הביולוגים למכשיר. ואחרי זה התברר איזו משמעות יש להמצאת המיקרוסקופ עבור המדע, כי הוא אפשר את התפתחות המיקרוביולוגיה. ככל הנראה, המכשיר הנזכר האיץ משמעותית את התפתחות מדעי הטבע, כי עד שאדם ראה חיידקים, הוא האמין שמחלות נולדו מטומאה. ובמדע שלטו מושגי האלכימיה ותיאוריות ויטליסטיות על קיומם של החיים והדור הספונטני של החיים.

המיקרוסקופ של לוונהוק

המצאת המיקרוסקופ היא אירוע ייחודי במדע של ימי הביניים, מכיוון שבזכות המכשיר ניתן היה למצוא נושאים חדשים רבים לדיון מדעי. יתר על כן, תיאוריות רבות הושמדו במיקרוסקופיה. וזהו הכשרון הגדול של אנתוני ואן לוונהוק. הוא הצליח לשפר את המיקרוסקופ כך שיאפשר לראות את התאים בפירוט. ואם נשקול את הנושא בהקשר זה, אז לוונהוק הוא אכן אביו של מיקרוסקופ מסוג זה.

מבנה המכשיר

מיקרוסקופ האור של לוונהוק עצמו היה לוח עם עדשה המסוגלת להגדיל שוב ושוב את העצמים הנבדקים. לצלחת זו עם עדשה הייתה חצובה. דרכו הורכבה על שולחן אופקי. על ידי הפניית העדשה אל האור והנחת חומר הבדיקה בינו לבין להבת הנר, ניתן היה לראות את תאי החיידק. יתר על כן, החומר הראשון שאנתוני ואן לוונהוק בדק היה לוחית. בו ראה המדען יצורים רבים, שעדיין לא יכול היה למנות אותם.

הייחודיות של המיקרוסקופ של Leeuwenhoek היא מדהימה. הדגמים המרוכבים הזמינים באותה תקופה לא סיפקו איכות תמונה גבוהה. יתרה מכך, נוכחותן של שתי עדשות רק החמירה את הפגמים. לכן, לקח יותר מ-150 שנה עד שהמיקרוסקופים המורכבים שפותחו במקור על ידי גלילאו ודרבבל יצרו את אותה איכות תמונה כמו המכשיר של לוונהוק. אנתוני ואן לוונהוק עצמו עדיין לא נחשב לאבי המיקרוסקופ, אבל הוא בצדק מאסטר מוכר במיקרוסקופיה של חומרים ותאים מקומיים.

המצאה ושיפור עדשות

עצם הרעיון של עדשה היה קיים כבר ברומא העתיקה וביוון. לדוגמה, ביוון, בעזרת זכוכית קמורה, ניתן היה להצית אש. וברומא כבר מזמן הבחינו בתכונותיהם של כלי זכוכית מלאים במים. הם אפשרו להגדיל תמונות, אם כי לא פי כמה. המשך הפיתוח של עדשות אינו ידוע, אם כי ברור שההתקדמות לא יכלה לעמוד במקום.

ידוע כי במאה ה-16 בוונציה, השימוש במשקפיים נכנס לפועל. זה מאושר על ידי העובדות על זמינותן של מכונות השחזה של זכוכית, שאפשרו להשיג עדשות.

מי המציא את המיקרוסקופ?

היו גם ציורים של מכשירים אופטיים, שהם מראות ועדשות. המחבר של יצירות אלה שייך לאונרדו דה וינצ'י. אבל עוד קודם לכן, אנשים עבדו עם משקפי מגדלת: עוד בשנת 1268, רוג'ר בייקון העלה את הרעיון של יצירת טלסקופ. מאוחר יותר זה יושם.

ברור שמחבר העדשה לא היה שייך לאיש. אבל זה נצפה עד לרגע שבו קרל פרידריך זייס עסק באופטיקה. בשנת 1847 החל בייצור מיקרוסקופים. החברה שלו הפכה אז למובילה בפיתוח משקפיים אופטיות. הוא קיים עד היום, ונשאר העיקרי בתעשייה. כל החברות המייצרות מצלמות צילום ווידאו, כוונות אופטיות, מדדי טווח, טלסקופים ומכשירים נוספים משתפות עמה פעולה.

שיפור מיקרוסקופיה

ההיסטוריה של המצאת המיקרוסקופ בולטת במחקר המפורט שלה. אבל לא פחות מעניין היא ההיסטוריה של שיפור נוסף של מיקרוסקופיה. סוגים חדשים של מיקרוסקופים החלו להופיע, והמחשבה המדעית שיצרה אותם צללה עמוק יותר ויותר. כעת מטרתו של המדען הייתה לא רק חקר חיידקים, אלא גם שיקול של רכיבים קטנים יותר. הם מולקולות ואטומים. כבר במאה ה-19 ניתן היה לחקור אותם באמצעות ניתוח עקיפה של קרני רנטגן. אבל המדע דרש יותר.

אז, כבר בשנת 1863, החוקר הנרי קליפטון סורבי פיתח מיקרוסקופ מקטב לחקר מטאוריטים. ובשנת 1863, ארנסט אבה פיתח את תורת המיקרוסקופ. זה אומץ בהצלחה בהפקתו של קרל זייס. כך התפתחה החברה שלו למובילה מוכרת בתחום המכשירים האופטיים.

אבל עד מהרה הגיעה שנת 1931 - זמן יצירת מיקרוסקופ האלקטרונים. זה הפך לסוג חדש של מכשיר שמאפשר לראות הרבה יותר מאור. בה לא פוטונים ולא אור מקוטב שימשו להעברת, אלא אלקטרונים - חלקיקים קטנים בהרבה מהיונים הפשוטים ביותר. המצאת מיקרוסקופ האלקטרונים היא שאפשרה את התפתחות ההיסטולוגיה. כעת צברו מדענים ביטחון מלא שהשיפוטים שלהם לגבי התא והאברונים שלו אכן נכונים. עם זאת, רק בשנת 1986, יוצר מיקרוסקופ האלקטרונים, ארנסט רוסקה, זכה בפרס נובל. יתרה מכך, כבר בשנת 1938, ג'יימס הילר בנה מיקרוסקופ אלקטרוני תמסורת.

הסוגים האחרונים של מיקרוסקופים

המדע לאחר ההצלחות של מדענים רבים התפתח מהר יותר ויותר. לכן, המטרה, שהוכתבה על ידי מציאויות חדשות, הייתה הצורך לפתח מיקרוסקופ רגיש במיוחד. וכבר בשנת 1936 ייצר ארווין מולר מכשיר פליטת שטח. ובשנת 1951 יוצר מכשיר נוסף - מיקרוסקופ יונים שדה. חשיבותו קיצונית מכיוון שהיא אפשרה למדענים לראות אטומים בפעם הראשונה. ובנוסף לכך, ב-1955 מפתח יז'י נומרסקי את היסודות התיאורטיים של מיקרוסקופיה של הפרעות-ניגודיות דיפרנציאלית.

שיפור המיקרוסקופים העדכניים ביותר

המצאת המיקרוסקופ עדיין לא מוצלחת, כי עקרונית לא קשה לגרום ליונים או פוטונים לעבור דרך מדיה ביולוגית, ואז לשקול את התמונה המתקבלת. אבל השאלה של שיפור איכות המיקרוסקופיה הייתה חשובה באמת. ואחרי המסקנות הללו, מדענים יצרו מנתח מסה מעבר, שנקרא מיקרוסקופ יונים סורק.

מכשיר זה איפשר לסרוק אטום בודד ולקבל נתונים על המבנה התלת מימדי של המולקולה. יחד עם ניתוח דיפרקציית רנטגן, שיטה זו אפשרה לזרז משמעותית את תהליך הזיהוי של חומרים רבים המצויים בטבע. וכבר בשנת 1981, הוצג מיקרוסקופ מנהור סורק, ובשנת 1986, מיקרוסקופ כוח אטומי. 1988 היא שנת המצאת מיקרוסקופ המנהרה האלקטרוכימית הסורקת. והאחרון והשימושי ביותר הוא בדיקת כוח קלווין. הוא פותח בשנת 1991.

הערכת המשמעות העולמית של המצאת המיקרוסקופ

מאז 1665, כאשר ליוונהוק החלה לעבוד בזכוכית וייצור מיקרוסקופים, התעשייה התפתחה והפכה מורכבת יותר. ותוהה מה הייתה המשמעות של המצאת המיקרוסקופ, כדאי לשקול את ההישגים העיקריים של המיקרוסקופיה. אז, שיטה זו אפשרה לשקול את התא, ששימש דחף נוסף לפיתוח הביולוגיה. אז איפשר המכשיר לראות את האברונים של התא, מה שאפשר ליצור את התבניות של המבנה התא.

המיקרוסקופ איפשר אז לראות את המולקולה ואת האטום, ובהמשך הצליחו מדענים לסרוק את פני השטח שלהם. יתר על כן, ניתן לראות אפילו ענני אלקטרונים של אטומים דרך מיקרוסקופ. מכיוון שהאלקטרונים נעים במהירות האור סביב הגרעין, זה בלתי אפשרי להתייחס לחלקיק הזה. למרות זאת, יש להבין עד כמה חשובה המצאת המיקרוסקופ. הוא איפשר לראות משהו חדש שאי אפשר לראות בעין. זהו עולם מדהים, שמחקרו קירב אדם להישגים המודרניים של פיזיקה, כימיה ורפואה. וזה שווה את כל העבודה הקשה.

ההיסטוריה של המיקרוסקופ

מה שתגידו, המיקרוסקופ הוא אחד הכלים החשובים ביותר של מדענים, אחד מכלי הנשק העיקריים שלהם בהבנת העולם סביבנו. כיצד הופיע המיקרוסקופ הראשון, מהי ההיסטוריה של המיקרוסקופ מימי הביניים ועד ימינו, מהו מבנה המיקרוסקופ וכללי העבודה איתו, תשובות לכל השאלות הללו תמצאו במאמר שלנו. אז בואו נתחיל.

ההיסטוריה של המיקרוסקופ

למרות שעדשות ההגדלה הראשונות, שעל בסיסן פועל למעשה מיקרוסקופ האור, נמצאו על ידי ארכיאולוגים במהלך חפירות בבל העתיקה, בכל זאת, המיקרוסקופים הראשונים הופיעו בימי הביניים. מעניין לציין שאין הסכמה בין היסטוריונים מי המציא לראשונה את המיקרוסקופ. בין המועמדים לתפקיד מכובד זה נמצאים מדענים וממציאים מפורסמים כמו גלילאו גליליי, כריסטיאן הויגנס, רוברט הוק ואנתוני ואן לוונהוק.

ראוי להזכיר גם את הרופא האיטלקי G. Frakostoro, אשר עוד בשנת 1538, היה הראשון שהציע לשלב מספר עדשות על מנת להשיג אפקט הגדלה גדול יותר. זה עדיין לא היה יצירתו של מיקרוסקופ, אבל הוא הפך למבשר להתרחשותו.

ובשנת 1590, הנס יאסן מסוים, אמן הולנדי במשקפי ראייה, אמר שבנו, זכרי יאסן, המציא את המיקרוסקופ הראשון, עבור אנשי ימי הביניים, המצאה כזו דומה לנס קטן. עם זאת, מספר היסטוריונים מפקפקים אם זכרי יאסן הוא הממציא האמיתי של המיקרוסקופ. העובדה היא שיש הרבה כתמים אפלים בביוגרפיה שלו, כולל כתמים על המוניטין שלו, שכן בני זמנו האשימו את זכריה בזיוף וגניבת קניין רוחני של מישהו אחר. כך או כך, אבל אנחנו, למרבה הצער, לא יכולים לברר בוודאות אם זכרי יאסן היה ממציא המיקרוסקופ או לא.

אבל המוניטין של גלילאו גליליי בהקשר זה הוא ללא דופי. אנו מכירים את האדם הזה, קודם כל, כאסטרונום גדול, מדען שנרדף על ידי הכנסייה הקתולית בשל אמונתו שכדור הארץ סובב סביבו, ולא להיפך. בין ההמצאות החשובות של גלילאו נמצא הטלסקופ הראשון, שבעזרתו חדר המדען במבטו לספירות הקוסמיות. אבל היקף תחומי העניין שלו לא היה מוגבל לכוכבים וכוכבי לכת, כי מיקרוסקופ הוא בעצם אותו טלסקופ, אלא רק להיפך. ואם בעזרת עדשות מגדילות ניתן לצפות בכוכבי לכת מרוחקים, אז למה לא להפנות את כוחם לכיוון אחר - ללמוד את מה שנמצא מתחת לאף שלנו. "למה לא", חשב גלילאו כנראה, ועכשיו, ב-1609, הוא כבר הציג בפני הציבור הרחב באקדמיה דיי ליסיי את המיקרוסקופ המורכב הראשון שלו, שהורכב מעדשות מגדילות קמורות וקעורות.

מיקרוסקופים וינטג'.

מאוחר יותר, 10 שנים מאוחר יותר, הממציא ההולנדי קורנליוס דרבל שיפר את המיקרוסקופ של גלילאו על ידי הוספת עדשה קמורה נוספת לו. אבל המהפכה האמיתית בפיתוח המיקרוסקופים נעשתה על ידי כריסטיאן הויגנס, פיזיקאי, מכונאי ואסטרונום הולנדי. אז הוא היה הראשון שיצר מיקרוסקופ עם מערכת שתי עדשות של עיניות, שהיו מווסתות בצורה אכרומטית. ראוי לציין שעיניות Huygens משמשות עד היום.

אבל הממציא והמדען האנגלי המפורסם רוברט הוק נכנס להיסטוריה של המדע לנצח, לא רק כיוצר המיקרוסקופ המקורי שלו, אלא גם כאדם שגילה תגלית מדעית גדולה בעזרתו. זה היה זה שראה לראשונה תא אורגני דרך מיקרוסקופ, והציע שכל האורגניזמים החיים מורכבים מתאים, היחידות הקטנות ביותר הללו של חומר חי. רוברט הוק פרסם את תוצאות התצפיות שלו בעבודתו הבסיסית - מיקרוגרפיה.

ספר זה, שפורסם בשנת 1665 על ידי החברה המלכותית של לונדון, הפך מיד לרב מכר מדעי של אותם זמנים ועשה רעש בקהילה המדעית. לא פלא, כי הוא הכיל חריטות המתארות מוגדלות במיקרוסקופ, כינים, זבובים, תאי צמחים. למעשה, עבודה זו הייתה תיאור מדהים של יכולות המיקרוסקופ.

עובדה מעניינת: רוברט הוק לקח את המונח "תא" מכיוון שתאי צמחים התחום על ידי קירות הזכירו לו תאים נזיריים.

כך נראה המיקרוסקופ של רוברט הוק, תמונה ממיקרוגרפיה.

והמדען המצטיין האחרון שתרם לפיתוח מיקרוסקופים היה ההולנדי אנתוני ואן לוונהוק. בהשראת המיקרוגרפיה של רוברט הוק, יצר לוונהוק מיקרוסקופ משלו. המיקרוסקופ של לוונהוק, למרות שהיה לו רק עדשה אחת, היה חזק ביותר, ולכן רמת הפירוט וההגדלה של המיקרוסקופ שלו היו הטובות ביותר באותה תקופה. בהתבוננות בחיות בר באמצעות מיקרוסקופ, מצא לוונהוק תגליות מדעיות רבות וחשובות בביולוגיה: הוא היה הראשון שראה אריתרוציטים, תיאר חיידקים, שמרים, שרטט זרעונים ומבנה עיניהם של חרקים, גילה ותאר רבות מצורותיהם. עבודתו של לוונהוק נתנה תנופה עצומה לפיתוח הביולוגיה, וסייעה למשוך את תשומת הלב של הביולוגים למיקרוסקופ, והפכה אותו לחלק בלתי נפרד מהמחקר הביולוגי, אפילו עד היום. כזו, באופן כללי, היא ההיסטוריה של גילוי המיקרוסקופ.

סוגי מיקרוסקופים

בהמשך, עם התפתחות המדע והטכנולוגיה, החלו להופיע יותר ויותר מיקרוסקופי אור מתקדמים, מיקרוסקופ האור הראשון, שעבד על בסיס עדשות מגדילות, הוחלף במיקרוסקופ אלקטרוני, ולאחר מכן מיקרוסקופ לייזר, צילום רנטגן. מיקרוסקופ, נותן אפקט הגדלה ופירוט טובים פי כמה. איך המיקרוסקופים האלה עובדים? עוד על כך בהמשך.

מיקרוסקופ אלקטרוני

ההיסטוריה של התפתחות מיקרוסקופ האלקטרונים החלה בשנת 1931, כאשר פלוני ר' רודנברג קיבל פטנט על מיקרוסקופ אלקטרוני ההולכה הראשון. ואז, בשנות ה-40 של המאה הקודמת, הופיעו מיקרוסקופים אלקטרונים סורקים, שהגיעו לשלמותם הטכנית כבר בשנות ה-60 של המאה הקודמת. הם יצרו תמונה של העצם עקב תנועה רצופה של בדיקה אלקטרונית בחתך קטן מעל העצם.

כיצד פועל מיקרוסקופ אלקטרונים? עבודתו מבוססת על אלומת אלקטרונים מכוונת, מואצת בשדה חשמלי ומציגה תמונה על עדשות מגנטיות מיוחדות, אלומת אלקטרונים זו קטנה בהרבה מאורך הגל של האור הנראה. כל זה מאפשר להגדיל את כוחו של מיקרוסקופ אלקטרונים ואת הרזולוציה שלו פי 1000-10,000 בהשוואה למיקרוסקופ אור מסורתי. זהו היתרון העיקרי של מיקרוסקופ האלקטרונים.

כך נראה מיקרוסקופ אלקטרונים מודרני.

מיקרוסקופ לייזר

מיקרוסקופ הלייזר הוא גרסה משופרת של מיקרוסקופ האלקטרונים; פעולתו מבוססת על קרן לייזר, המאפשרת למבטו של המדען לצפות ברקמות חיות בעומק גדול עוד יותר.

מיקרוסקופ רנטגן

מיקרוסקופים של רנטגן משמשים לבדיקת עצמים קטנים מאוד עם ממדים דומים לאלו של גל רנטגן. עבודתם מבוססת על קרינה אלקטרומגנטית באורך גל של 0.01 עד 1 ננומטר.

מכשיר מיקרוסקופ

עיצוב המיקרוסקופ תלוי בסוגו, כמובן, מיקרוסקופ אלקטרונים יהיה שונה במכשיר שלו ממיקרוסקופ אופטי אור או ממיקרוסקופ רנטגן. במאמר שלנו נשקול את המבנה של מיקרוסקופ אופטי מודרני קונבנציונלי, שהוא הפופולרי ביותר בקרב חובבים ומקצוענים כאחד, מכיוון שהם יכולים לשמש לפתרון בעיות מחקר פשוטות רבות.

אז, קודם כל, במיקרוסקופ, אפשר להבחין בין החלקים האופטיים והמכניים. החלק האופטי כולל:

• העינית היא אותו חלק במיקרוסקופ המחובר ישירות לעיני המתבונן. במיקרוסקופים הראשונים היא הייתה מורכבת מעדשה אחת; העיצוב של העינית במיקרוסקופים מודרניים, כמובן, הוא קצת יותר מסובך.
• העדשה היא למעשה החלק החשוב ביותר במיקרוסקופ, שכן העדשה היא זו שמספקת את ההגדלה העיקרית.
• מאיר - אחראי על זרימת האור על האובייקט הנחקר.
• צמצם - מסדיר את עוצמת שטף האור הנכנס לאובייקט הנבדק.

החלק המכני של המיקרוסקופ מורכב מחלקים חשובים כמו:

• צינור הוא צינור המכיל עינית. הצינור חייב להיות חזק ולא מעוות, אחרת התכונות האופטיות של המיקרוסקופ ייפגעו.
• הבסיס, הוא מבטיח את יציבות המיקרוסקופ במהלך הפעולה. על זה מחוברים הצינור, מחזיק הקבל, ידיות המיקוד ופרטים אחרים של המיקרוסקופ.
• צריח - משמש להחלפה מהירה של עדשות, לא זמין בדגמים זולים של מיקרוסקופים.
• טבלת החפצים היא המקום עליו מונחים החפץ או החפצים הנבדקים.

וכאן התמונה מציגה מבנה מפורט יותר של המיקרוסקופ.

כללים לעבודה עם מיקרוסקופ

• יש צורך לעבוד עם מיקרוסקופ ישיבה;
• לפני השימוש, יש לבדוק את המיקרוסקופ ולנקות אותו במטלית רכה;
• הצב את המיקרוסקופ לפניך מעט שמאלה;
• כדאי להתחיל לעבוד עם עלייה קטנה;
• הגדר את התאורה בשדה הראייה של המיקרוסקופ באמצעות תאורה חשמלית או מראה. התבוננות בעין אחת לתוך העינית ובאמצעות מראה בעלת צד קעור, יש לכוון את האור מהחלון לתוך העדשה, ולאחר מכן להאיר את שדה הראייה בצורה אחידה וכמה שיותר. אם המיקרוסקופ מצויד במאיר, חבר את המיקרוסקופ למקור חשמל, הפעל את המנורה והגדר את בהירות הבעירה הנדרשת;
• הנח את המיקרו-תכשיר על הבמה כך שהאובייקט הנחקר נמצא מתחת לעדשה. במבט מהצד, הורידו את העדשה בעזרת בורג מאקרו עד שהמרחק בין העדשה התחתונה של האובייקטיב למיקרו-הכנה הוא 4-5 מ"מ;
• הזזת התכשיר ביד, מצא את המקום הנכון, הנח אותו במרכז שדה הראייה של המיקרוסקופ;
• כדי לחקור עצם בהגדלה גבוהה, מקם תחילה את האזור הנבחר במרכז שדה הראייה של המיקרוסקופ בהגדלה נמוכה. לאחר מכן שנה את העדשה ל-40x על ידי סיבוב האקדח כך שהוא במצב העבודה שלו. השתמש בבורג מיקרומטר כדי להשיג תמונה טובה של האובייקט. על הקופסה של מנגנון המיקרומטר יש שני מקפים, ועל בורג המיקרומטר ישנה נקודה, שתמיד חייבת להיות בין המקפים. אם הוא חורג מגבולותיהם, יש להחזירו למצבו הרגיל. אם כלל זה אינו מתקיים, בורג המיקרומטר עשוי להפסיק לפעול;
• בסיום העבודה בהגדלה גבוהה קבעו הגדלה נמוכה, הרימו את העדשה, הוציאו את התכשיר משולחן העבודה, נגבו את כל חלקי המיקרוסקופ במטלית נקייה, כסו אותו בשקית ניילון והכניסו לארון.

בעת כתיבת המאמר השתדלתי להפוך אותו למעניין, שימושי ואיכותי ככל האפשר. אודה לכל משוב וביקורת בונה בצורת הערות על המאמר. אתה יכול גם לכתוב את משאלתך/שאלה/הצעה למייל שלי [מוגן באימייל]או בפייסבוק, בכבוד, המחבר.

מאז ימי קדם, האדם רצה לראות דברים קטנים בהרבה ממה שעין בלתי מזוינת יכולה לתפוס. כעת אי אפשר לומר מי התחיל להשתמש בעדשות לראשונה, אבל ידוע בוודאות, למשל, שאבותינו ידעו לפני יותר מאלפיים שנה שזכוכית מסוגלת לשבור אור.

במאה השנייה לפני הספירה, קלאודיוס תלמי תיאר כיצד מקל "מתכופף" כשהוא טבילה במים, ואף חישב את קבוע השבירה בצורה מדויקת מאוד. עוד קודם לכן בסין, מכשירים נוצרו מעדשות וצינור מלא במים כדי "לראות את הבלתי נראה".

בשנת 1267, רוג'ר בייקון תיאר את עקרונות העדשות ואת הרעיון הכללי של הטלסקופ והמיקרוסקופ, אך רק בסוף המאה ה-16 החלו זכרי יאנסן ואביו הנס, יצרני משקפיים מהולנד, להתנסות בעדשות. . הם הציבו כמה עדשות בצינור וגילו שאובייקטים שנצפו דרכו נראים הרבה יותר גדולים מאשר מתחת לזכוכית מגדלת פשוטה.

אבל ה"מיקרוסקופ" הזה שלהם היה יותר קוריוז מאשר מכשיר מדעי. נשמר תיאור של הכלי שיצרו אב ובנו עבור משפחת המלוכה. הוא מורכב משלושה צינורות הזזה באורך כולל של 45 ס"מ ובקוטר של 5 ס"מ. כשהיא סגורה, היא גדלה פי 3, כשהיא נפתחה במלואה - פי 9, לעומת זאת, התמונה התבררה מעט מטושטשת.

בשנת 1609, גלילאו גליליי יצר מיקרוסקופ מורכב עם עדשות קמורות וקעורות ובשנת 1612 הציג את ה"אוצ'יולינו" ("עין קטנה") זו למלך הפולני זיגסמונד השלישי. כמה שנים מאוחר יותר, ב-1619, הממציא ההולנדי קורנליוס דרבל הדגים בלונדון את הגרסה שלו למיקרוסקופ, עם שתי עדשות קמורות. אבל המילה "מיקרוסקופ" עצמה הופיעה רק בשנת 1625, כאשר, באנלוגיה ל"טלסקופ", היא נטבעה על ידי בוטנאי גרמני מבמברג, יוהאן (ג'ובאני) פאבר.

מליוונהוק לאב

בשנת 1665, חוקר הטבע האנגלי רוברט הוק שיכלל כלי מגדלת וגילה את היחידות המבניות היסודיות, תאים, על ידי חקר קליפת אלון השעם. 10 שנים לאחר מכן, המדען ההולנדי אנתוני ואן לוונהוק הצליח להשיג עדשות טובות עוד יותר. המיקרוסקופ שלו הגדיל עצמים פי 270, בעוד שמכשירים דומים אחרים בקושי הגיעו להגדלה של פי 50.

הודות לעדשות הטחונות והמלוטשות האיכותיות שלו, מצא לנונהוק תגליות רבות - הוא היה הראשון שראה ותאר חיידקים, תאי שמרים, וצפה בתנועת תאי דם בנימים. בסך הכל, המדען הכין לפחות 25 מיקרוסקופים שונים, מתוכם רק תשעה שרדו עד היום. ישנן הצעות שלחלק מהמכשירים האבודים אפילו הייתה הגדלה של פי 500.

למרות כל ההתקדמות בתחום זה, במהלך 200 השנים הבאות, המיקרוסקופים לא השתנו הרבה. רק בשנות ה-50 החל המהנדס הגרמני קרל זייס לשפר את העדשות למיקרוסקופים שהחברה שלו ייצרה. בשנות ה-80 שכר את אוטו שוט, מומחה למשקפיים אופטיות. המחקר שלו שיפר משמעותית את איכות מכשירי ההגדלה.

עובד אחר של קרל זייס, הפיזיקאי האופטי ארנסט אבה, שיפר את עצם תהליך ייצור המכשירים האופטיים. בעבר, כל העבודה איתם בוצעה בניסוי וטעייה; Abbe, לעומת זאת, יצר עבורם בסיס תיאורטי, שיטות ייצור מבוססות מדעיות.

עם התפתחות הטכנולוגיה, הופיע המיקרוסקופ שאנו מכירים כעת. עם זאת, כעת מיקרוסקופים אופטיים, המסוגלים להתמקד בעצמים גדולים מאורך הגל של האור או שווה לו, כבר לא יכלו לספק מדענים.

מיקרוסקופים אלקטרוניים מודרניים

בשנת 1931 החל הפיזיקאי הגרמני ארנסט רוסקה לעבוד על יצירת מיקרוסקופ האלקטרונים הראשון (הולכה (העברה) אלקטרונים). בשנת 1986 הוא קיבל את פרס נובל על המצאה זו.

בשנת 1936 המציא המדען הגרמני ארווין וילגל מולר את מקרן האלקטרונים (מיקרוסקופ אלקטרוני שדה). המכשיר איפשר להגדיל את התמונה של גוף מוצק מיליוני פעמים. 15 שנים מאוחר יותר, מולר עשה פריצת דרך נוספת בתחום זה - מיקרוסקופ שדה-יונים, שנתן לפיזיקאי את ההזדמנות לראות אטומים בפעם הראשונה בתולדות האנושות.

במקביל, בוצעו עבודות נוספות. בשנת 1953, ההולנדי פריץ זרניקה, פרופסור לפיזיקה תיאורטית, קיבל את פרס נובל על פיתוח מיקרוסקופיה ניגודיות פאזה. בשנת 1967, ארווין מולר שיפר את מיקרוסקופ יוני השדה שלו על ידי הוספת ספקטרומטר מסה של זמן טיסה, ויצר את "הבדיקה האטומית" הראשונה. מכשיר זה מאפשר לא רק לזהות אטום בודד, אלא גם לקבוע את המסה וריבוי המטען של היון.

בשנת 1981 יצרו גרד ביניג והיינריך רוהר מגרמניה מיקרוסקופ מנהור סורק (סורק); חמש שנים מאוחר יותר, ביניג ועמיתיו המציאו את מיקרוסקופ הכוח האטומי הסורק. שלא כמו הפיתוח הקודם, AFM מאפשר לך לחקור גם משטחים מוליכים וגם לא מוליכים ולמעשה לתפעל אטומים. באותה שנה קיבלו בניג ורוהר את פרס נובל עבור STM.

ב-1988, שלושה מדענים מבריטניה ציידו את "הבדיקה האטומית" של מולר בגלאי רגיש למיקום, שאיפשר לקבוע את מיקומם של אטומים בתלת מימד.

בשנת 1988 המהנדס היפני קינגו איטאיה המציא את מיקרוסקופ המנהור הסריקה האלקטרוכימית, ושלוש שנים לאחר מכן הוצע מיקרוסקופ כוח בדיקה של קלווין, גרסה ללא מגע של מיקרוסקופ הכוח האטומי.