Geschiedenis van de uitvinding van de microscoop

Bij de ontwikkeling van de wetenschap speelden twee apparaten een speciale rol die de grenzen van kennis drastisch verruimden: een microscoop en een telescoop. Als iemand in de oudheid de wereld alleen kon waarnemen op een schaal die vergelijkbaar was met de grootte van zijn eigen lichaam, sprak de microscoop over het bestaan ​​en de verbazingwekkende eigenschappen van de kleinste materiedeeltjes en kleine levende organismen, en stond hem toe de eerste stap te zetten in de microwereld. De telescoop bracht verre sterren dichterbij en dwong de mensheid haar plaats in het heelal te realiseren, opende de megawereld voor onze blik. De microscoop en telescoop (om precies te zijn de telescoop) verschenen bijna gelijktijdig, aan het einde van de 16e eeuw, maar de microscoop ging snel van de eerste primitieve modellen naar een volwaardig optisch apparaat.

De uitvinding van deze apparaten wordt geassocieerd met de naam van de Nederlandse meester Zachariah Jansen, die in 1590 het schema van de telescoop en microscoop voorstelde. Vervolgens werd de verbetering van beide apparaten gedaan door Galileo en Kepler. In 1665 ontdekte de Engelse wetenschapper R. Hook met een microscoop de celstructuur van alle dieren en planten en tien jaar later ontdekte de Nederlandse natuurwetenschapper A. Levenguk micro-organismen.

Na 200 jaar ontwikkelde de Duitse natuurkundige Abbe, een werknemer en partner van K. Zeiss, de eigenaar van de beroemde optische ateliers, de theorie van de microscoop en creëerde de moderne versie, waarvan de mogelijkheden niet worden beperkt door ontwerpfouten, maar door de fundamentele wetten van de fysica. Het menselijk oog kan een detail ter grootte van een tiende van een millimeter onderscheiden. Een optische microscoop kan hem duizend keer vergroten. Het compliceren van het lenssysteem zou niet moeilijk zijn om een ​​grotere vergroting te bereiken, maar dit zou het beeld niet duidelijker maken. Feit is dat materie tegelijkertijd zowel golf- als corpusculaire eigenschappen bezit. Dit is van toepassing op licht en dankzij de golfeigenschappen kunt u geen objecten zien waarvan de afmetingen kleiner zijn dan tienden van een micron.

Diffractie is kenmerkend voor golven - ze buigen om obstakels die zo klein zijn als de golflengte. Een uit het water stekend rietje verhindert bijvoorbeeld niet dat rimpels zich verspreiden, terwijl een grote steen het tegenhoudt. Om een ​​object te kunnen waarnemen, moet het lichtgolven vertragen of reflecteren. De voor het menselijk oog zichtbare golflengte van licht wordt gemeten in tienden van een micron. Dit betekent dat kleinere onderdelen bijna geen effect hebben op de voortplanting van licht, en daarom helpt geen enkel optisch apparaat om ze te detecteren.

De dualiteit van golfdeeltjes beperkt echter niet alleen de toename in conventionele microscopen, maar opent ook nieuwe mogelijkheden om materie te bestuderen. Dankzij hem is het mogelijk om niet alleen een beeld te krijgen met behulp van wat we gewend zijn om golven (zichtbaar licht, röntgenstralen) te beschouwen, maar ook met behulp van wat we beschouwen als deeltjes (elektronen, neutronen). Daarom zijn er nu microscopen gemaakt, die objecten niet alleen in gewoon licht, in ultraviolette of infraroodstralen tonen, maar ook in elektronen- en ionenmicroscopen, waarvan de vergroting duizend keer groter is dan die van optische. Er worden röntgen- en neutronenmicroscopen ontwikkeld. Het voordeel van nieuwe apparaten is niet alleen een grotere toename, maar ook de verscheidenheid aan informatie die ze bieden. Zo maken infraroodmicroscopen het mogelijk om ondoorzichtige kristallen en mineralen te bestuderen, ultraviolette zijn onmisbaar in de forensische wetenschap en biologisch onderzoek, röntgenstralen zouden door zeer dikke monsters kunnen schijnen zonder vernietiging, en neutronen zouden delen kunnen onderscheiden die uit verschillende chemische elementen bestaan. De verbetering van de microscoop gaat door en dit apparaat zal nog steeds de wetenschap dienen.