Ce este un microscop pe scurt? Istoria microscopiei

Probabil, fiecare dintre noi, cel puțin o dată în viață, a avut ocazia să lucreze cu un astfel de dispozitiv precum un microscop - unii la școală în timpul unei lecții de biologie, iar alții, poate, datorită profesiei lor. Cu ajutorul unui microscop putem observa cele mai mici organisme vii, particule. Microscopul este un dispozitiv destul de complex și, în plus, are o istorie lungă, care va fi util de știut. Să ne dăm seama ce este un microscop?

Definiție

Cuvântul „microscop” provine din două cuvinte grecești „micros” - „mic”, „skopeo” - „priviți”. Adică scopul acestui dispozitiv este de a examina obiecte mici. Daca dai mai mult definiție precisă, atunci un microscop este un dispozitiv optic (cu una sau mai multe lentile) folosit pentru a obține imagini mărite ale anumitor obiecte care nu sunt vizibile cu ochiul liber.

De exemplu, microscoapele folosite în școlile de astăzi sunt capabile să mărească de 300-600 de ori, acest lucru este suficient pentru a vedea celula vieîn detaliu - puteți vedea pereții celulei în sine, vacuolele, nucleul acesteia etc. Dar, cu toate acestea, a trecut printr-un drum destul de lung de descoperiri și chiar de dezamăgiri.

Istoria descoperirii microscopului

Momentul exact al descoperirii microscopului nu a fost încă stabilit, deoarece primele dispozitive pentru observarea obiectelor mici au fost găsite de arheologi în diferite epoci. Arătau ca o lupă obișnuită, adică era o lentilă biconvexă care a mărit imaginea de mai multe ori. Permiteți-mi să clarific că primele lentile au fost făcute nu din sticlă, ci dintr-un fel de piatră transparentă, așa că nu este nevoie să vorbim despre calitatea imaginilor.

Ulterior, au fost inventate microscoape formate din două lentile. Prima lentilă este obiectivul, s-a adresat obiectului studiat, iar a doua lentilă este ocularul în care s-a uitat observatorul. Dar imaginea obiectelor a fost încă foarte distorsionată, din cauza deviațiilor sferice și cromatice puternice - lumina a fost refractă neuniform, iar din această cauză imaginea era neclară și colorată. Dar totuși, chiar și atunci mărirea microscopului a fost de câteva sute de ori, ceea ce este destul de mult.

Sistemul de lentile la microscoape a fost semnificativ complicat abia la începutul secolului al XIX-lea, datorită muncii unor fizicieni precum Amici, Fraunhofer și alții.Proiectarea lentilelor folosea deja un sistem complex constând din colectarea și divergerea lentilelor. Mai mult, aceste lentile erau de la tipuri diferite sticlă care compensa neajunsurile celuilalt.

Microscopul unui om de știință din Olanda, Leeuwenhoek, avea deja o scenă în care erau amplasate toate obiectele studiate, și exista și un șurub care permitea mișcarea lină a acestei mese. Apoi a fost adăugată o oglindă - pt iluminare mai bună obiecte.

Structura microscopului

Există microscoape simple și complexe. Un microscop simplu constă dintr-un singur sistem de lentile, la fel ca o lupă obișnuită. Un microscop complex combină două lentile simple.

Un microscop complex, în consecință, oferă o mărire mai mare și, în plus, are o rezoluție mai mare. Prezența acestei abilități (rezoluție) face posibilă distingerea detaliilor probelor. O imagine mărită, în care detaliile nu pot fi distinse, ne va oferi câteva informații utile.

Microscoapele complexe au circuite în două etape. Un sistem de lentile (obiectiv) este apropiat de obiect - acesta, la rândul său, creează o imagine rezolvată și mărită a obiectului. Apoi, imaginea este deja mărită de un alt sistem de lentile (ocular), care este plasat direct mai aproape de ochiul observatorului. Aceste 2 sisteme de lentile sunt situate la capete opuse ale tubului microscopului.

Microscoape moderne

Microscoapele moderne pot oferi o mărire enormă - de până la 1500-2000 de ori, în timp ce calitatea imaginii va fi excelentă. Microscoapele binoculare sunt, de asemenea, destul de populare; în ele, imaginea de la o lentilă este bifurcată și o puteți privi cu doi ochi simultan (în două oculare). Acest lucru vă permite să distingeți vizual detaliile mici mult mai bine. Astfel de microscoape sunt de obicei folosite în diverse laboratoare (inclusiv cele medicale) pentru cercetare.

Microscoape electronice

Microscoapele electronice ne ajută să „examinăm” imaginile atomilor individuali. Adevărat, cuvântul „a lua în considerare” este folosit aici relativ, deoarece nu ne uităm direct cu ochii - imaginea unui obiect apare ca urmare a celei mai complexe procesări a datelor primite de către un computer. Designul unui microscop (electronic) se bazează pe principii fizice, precum și pe o metodă de „simțire” a suprafețelor obiectelor cu un ac foarte subțire, al cărui vârf are o grosime de doar 1 atom.

Microscoape USB

În zilele noastre, odată cu dezvoltarea tehnologiei digitale, toată lumea poate achiziționa un accesoriu de obiectiv pentru camera sa. telefon mobilși fotografiați orice obiecte microscopice. Există, de asemenea, microscoape USB foarte puternice care, atunci când sunt conectate la un computer de acasă, vă permit să vizualizați imaginea rezultată pe monitor. Majoritatea camerelor digitale sunt capabile să facă poze în modul macro, cu ajutorul căruia poți face fotografii celor mai mici obiecte. Și dacă plasați un mic obiectiv convergent în fața obiectivului camerei, puteți mări cu ușurință o fotografie de până la 500x.

Astăzi, noile tehnologii ne ajută să vedem ceea ce era inaccesibil cu o sută de ani în urmă. Părțile microscopului au fost îmbunătățite constant de-a lungul istoriei sale, iar în prezent vedem microscopul în forma sa finită. Deși, progresul științific nu stă pe loc, iar în viitorul apropiat pot apărea și modele de microscoape și mai avansate.

ÎN viață obișnuită mulți s-ar putea familiariza cu un astfel de dispozitiv ca un microscop cel puțin o dată. De exemplu, cineva lucrează într-un domeniu în care este nevoie de un astfel de dispozitiv, altcineva l-a folosit în biologie la școală. Folosind un microscop, puteți observa cele mai mici particule și organisme.

Un microscop este un instrument destul de complex; are o istorie lungă. Va fi interesant și util pentru fiecare persoană. Mai întâi trebuie să luați în considerare ce este - un microscop.

Definiție

Pe acest momentȘcoala folosește microscoape care pot mări de până la 300-600 de ori. Pentru a examina o celulă vie, acest lucru va fi suficient. Folosind un microscop, îi puteți vedea vacuolele, pereții și nucleul. Dar pentru a deveni un dispozitiv atât de puternic, a parcurs un drum lung de descoperire și dezamăgire din partea oamenilor de știință.

Sens

Ce înseamnă cuvântul „microscop”? Este format din două cuvinte grecești: micros, care înseamnă mic și skopeo, care înseamnă a privi. Astfel, scopul direct al dispozitivului este de a examina obiecte mici. Dacă vorbim despre o caracteristică mai precisă, un microscop este un dispozitiv optic care funcționează cu una sau mai multe lentile. Datorită acesteia, puteți obține imagini ale multor obiecte care nu pot fi văzute cu ochiul liber.

Istoria descoperirii microscopului

Ne-am uitat deja la ce este un microscop. Este timpul să vorbim despre istoria descoperirii sale. Data exacta necunoscut. Faptul este că arheologii au găsit un dispozitiv pentru examinarea obiectelor mici în epoci complet diferite. Pe vremuri erau doar o lupă obișnuită. La acea vreme, era un dispozitiv biconvex care putea mări un obiect doar de câteva ori. Calitatea imaginii a fost Cel mai mic nivel, deoarece nu erau făcute din sticlă, ci din piatră transparentă.

Dezvoltare

Puțin mai târziu, a apărut conceptul de microscoape. Principiul de funcționare la acea vreme se baza pe utilizarea a două lentile. Prima era o lentilă care trebuia îndreptată spre obiectul studiat. Al doilea era un ocular. Un observator s-a uitat în ea. Din cauza deviațiilor cromatice, precum și a celor sferice, imaginea rezultată a fost grav deteriorată. Mai mult, imaginea era inexactă, neclară și, de asemenea, pictată în culori greșite. Dar chiar și în acel moment, multiplicitatea dispozitivului a ajuns la câteva sute, ceea ce nu era un indicator slab.

Sensul cuvântului microscop a căpătat sens odată cu dezvoltarea sistemului de lentile, care a fost complicat abia la începutul secolului al XIX-lea. La acel moment, în proiectarea lentilelor era deja instalat un sistem foarte complex, la care s-au adăugat lentile colectoare și divergente. Au fost create din sticlă specială care compensau neajunsurile celuilalt.

Puțin mai târziu, a fost creat un microscop, care a primit o scenă. Toate obiectele care trebuiau studiate puteau fi depozitate acolo. La design a fost adăugat și un șurub, care a permis mutarea mesei. Și puțin mai târziu a apărut o oglindă, care a făcut posibilă iluminarea ideală a obiectelor. Microscoapele de laborator au în prezent o structură similară. Aceștia funcționează perfect în funcționare și sunt asistenți indispensabili.

Structura microscopului

În prezent, există microscoape simple și complexe. Primele funcționează cu un sistem de lentile; aceasta este exact structura lupei. O lentilă complexă combină două lentile simple. Să vorbim puțin despre ultima opțiune.

Un microscop compus va oferi o mărire mai mare și, de asemenea, are o rezoluție bună. Datorită acesteia, elementele probelor pot fi distinse. De exemplu, sub un microscop cu o structură complexă, o celulă va fi descompusă în mod ideal în componentele sale. Imagine mărită, unde detaliile nu pot fi distinse, nr Informatii utile nu poartă.

Cele mai multe microscoape complexe se bazează pe circuite în două etape. O lentilă este aproape aproape de obiect, adică datorită acestuia se creează o imagine mărită. Apoi, folosind un ocular, adică un alt sistem de lentile, imaginea în sine este mărită. El este cel care se află mai aproape de ochiul observatorului. Sistemele de lentile descrise ar trebui să fie amplasate la capete diferite ale tubului dispozitivului.

Microscoape moderne

În ce este un microscop lumea modernă? Acestea sunt dispozitive care pot oferi o mărire colosală. Ajunge la 2000 de ori. Trebuie remarcat faptul că calitatea imaginii rezultate este pur și simplu ideală. Cel mai adesea, astfel de microscoape, ale căror fotografii sunt în articol, sunt folosite în laboratoare pentru a efectua cercetări.

Microscoapele binoculare au devenit extrem de populare deoarece bifurcă imaginea cu o singură lentilă. Datorită celor două oculare, puteți privi un obiect cu doi ochi simultan. Și datorită acestui fapt, puteți vedea chiar și cele mai mici detalii.

Tipuri de microscoape

Primul și cel mai vechi microscop este un microscop cu lumină. Definiția acestui dispozitiv este următoarea: un dispozitiv care vă permite să măriți imaginile și structura acestora, care nu pot fi văzute cu ochiul liber. În consecință, acest dispozitiv funcționează cu un set de lentile care pot regla distanța și oglinda. Acesta din urmă este necesar pentru a evidenția obiectul. Destul de des, atunci când nu este posibil să instalați o suprafață de lucru, puteți utiliza o sursă de lumină independentă. Esența acestui microscop este de a putea schimba lungimea de undă a spectrului optic, care este vizibil.

Al doilea tip de microscop este unul electronic. Este mult mai complex decât cel ușor descris mai sus. Acesta din urmă are unele dezavantaje, de exemplu, un astfel de microscop nu va putea examina celula unui virus sau orice alt organism de dimensiuni mici, deoarece lumina se va îndoi pur și simplu în jurul său. În acest caz, se folosesc dispozitive electronice. Având în vedere că câmpul său magnetic face undele de lumină mult mai fine, chiar și cele mai mici detalii pot fi văzute. Acest dispozitiv este cel mai des folosit în biologie.

Al treilea tip este sondarea. Pentru a spune simplu, acest dispozitiv funcționează folosind o sondă, care, prin mișcări și vibrații, creează o imagine tridimensională sau raster și o transferă pe un computer.

Microscoape electronice

Mulți oameni sunt interesați de întrebarea, ce fel de microscop este acesta? Definiția va fi aceeași cu cea descrisă mai sus. Diferența constă într-un design complet diferit. Datorită unor astfel de microscoape, pot fi văzute imagini ale atomilor. În acest caz, verbul a lua în considerare este folosit în sens figurat, deoarece imaginea nu este obținută folosind o lentilă. O persoană nu trebuie să se uite în obiectiv; toate datele sunt transferate pe un computer. Software-ul însuși procesează informațiile primite. Designul microscopului electronic este diferit principii fizice. Pentru a examina suprafața obiectelor, cel mai subțire ac este străpuns. Vârful său are o dimensiune de doar un atom.

Microscoape USB

Definiția cuvântului „microscop” în vedere generala am discutat mai sus. Dar trebuie să înveți puțin și despre unul dintre tipurile acestui dispozitiv - tehnologia USB. În acest moment, în lumina dezvoltării datelor digitale, aproape toată lumea își poate achiziționa o husă pentru telefonul său. Datorită acestui microscop USB, puteți face foarte puternic și imagini frumoase. Există și microscoape bune de acest tip care se conectează la un computer. Acestea sunt adesea echipate cu memorie, stocând imaginile primite. Multe camere digitale au un mod macro. Echipamentul profesional vă va permite să fotografiați cele mai mici obiecte. Dacă instalați o lentilă convergentă în fața obiectivului camerei, puteți mări imaginea de până la 500 de ori.

microscop cu raze X

Un microscop cu raze X, a cărui fotografie este în articol, este un dispozitiv care poate examina chiar și cele mai mici obiecte, ale căror dimensiuni sunt aceleași cu lungimea de undă a razelor X. Destul de des, astfel de dispozitive sunt folosite pentru a studia diverse materiale care au un număr atomic ridicat. În momentul de față, din punct de vedere al rezoluției, aceste dispozitive se află între microscoapele electronice și cele optice. Acum există dispozitive al căror indicator este de 5 nanometri.

Dezvoltarea unui astfel de microscop a avut anterior dificultăți serioase. Din păcate, razele X au o structură care le face imposibil de focalizat cu lentilele convenționale. Ideea este că se refractă prea puternic în medii transparente și, în consecință, sunt destul de greu de prins. În electrice și campuri magnetice Nu există refracție, așa că nici lentilele de acest tip nu pot fi folosite pentru focalizare.

Dispozitiv

Acum, în optica modernă există lentile excelente, care au efect de refractie inversa.

Ochiul uman nu poate detecta o radiografie. De aceea trebuie să folosiți echipamente fotografice sau un convertor care să vă ajute să le vedeți. Primul microscop cu raze X care a fost folosit în scopuri comerciale a fost creat în anii cincizeci ai secolului XX. La acea vreme, era un microscop de proiecție care folosea plăci fotografice.

În prezent, există două tipuri de microscoape cu raze X. Ele sunt numite „reflexive” și „proiective”. Primul folosește un fenomen care are loc în timpul unei căderi de alunecare. Acest lucru vă permite să maximizați și să creșteți capacitatea de penetrare a razelor. Pentru a lucra cu astfel de dispozitive, este necesar să plasați sursa de radiații în spatele obiectelor studiate. Apoi raze X va străluci prin. Datorită acestui fapt, această metodă face posibilă furnizarea de informații nu numai despre structură, ci și despre compoziție chimică obiect.

Camerele de proiecție sunt camere situate la capete opuse. Pe de o parte există o sursă de radiații, iar pe de altă parte o persoană privește.

Dispozitive optice suplimentare sunt adesea folosite cu microscoape de acest tip. Pentru a obține o mărire maximă, trebuie să plasați obiectul distanta minima de la radiații. Pentru a face acest lucru, este necesar să se concentreze pe fereastra tubului cu raze X. Recent, au fost dezvoltate microscoape care vor folosi plăci Fresnel speciale pentru a focaliza cât mai mult imaginea. Astfel de microscoape au primit o rezoluție de până la 30 de nanometri.

Utilizare și Beneficiu

Microscopul de proiecție este utilizat în multe domenii ale științei. Este despre cel putin despre medicina, mineralogie, metalurgie. Ce se poate face cu un microscop de proiecție cu raze X? Examinați cu ușurință calitatea straturilor subțiri. Mulțumită acest aparat, puteți mări secțiuni de botanică și obiecte biologice cu o grosime de până la 200 de microni. De asemenea, pot fi folosite pentru a analiza pulberile metalice, atât ușoare, cât și grele, studiind structura obiectelor. De regulă, astfel de substanțe sunt opace la razele de lumină și la electroni. Acesta este motivul pentru care sunt folosite microscoape cu raze X. Un avantaj important al unor astfel de dispozitive este că pot observa ciclul de viață al unei celule vii nedisecate.

Rezultate

Am discutat despre ce este un microscop în acest articol. Fotografiile sale și Descriere completa va permite unei persoane să înțeleagă pe deplin această problemă. Trebuie remarcat faptul că acum există un număr mare de tipuri de aceste dispozitive. Prin urmare, trebuie să înțelegeți clar care dintre ele sunt folosite în ce zone.

Cel mai popular și mai cunoscut acum este cel ușor. Cert este că este folosit în școli, în laboratoarele guvernamentale, adică în acele organizații unde nu are rost să achiziționăm echipamente mai scumpe.

Costul microscoapelor variază, de asemenea, semnificativ în funcție de tip. De exemplu, optică și digitală vor costa consumatorii cel puțin 2.500 de ruble. Cu toate acestea, astfel de modele au o ușoară creștere, care corespunde pe deplin categoriei de preț.

Ce este un microscop? Acesta este un produs destul de popular, care este binecunoscut și a fost adesea solicitat în ultima vreme. Datorită acesteia, puteți examina celule, viruși și diferite obiecte biologice care sunt necesare pentru a îmbunătăți viața umană.

Tudupov Ayur

În lucrarea sa, studentul examinează istoria creării microscopului. El descrie, de asemenea, experiența creării unui microscop simplu acasă.

Descarca:

Previzualizare:

Instituția de învățământ municipal „Școala Gimnazială Nr. 1” Mogoituy

Lucrări de cercetare pe această temă

"Ce este un microscop"

Sectiunea: fizica, tehnologie

Completat de: elevul clasa a II-a Tudupov Ayur

Șef: Baranova I.V.

sat Mogoituy

anul 2013

Performanţă

Scoate

Elev în clasa a II-a a Unității de Învățământ Municipal Școala Gimnazială Nr. 1, Mogoituy Tudupov Ayur

Titlul lucrării de cercetare

"Ce este un microscop?"

Șef de lucru

Baranova Irina Vladimirovna

Scurtă descriere (subiect) a lucrării :

Această lucrare se referă la cercetare experimentalăși este un studiu experimental - teoretic.

Direcţie:

Fizică, cercetare aplicată(tehnică).

Scurtă descriere a lucrării de cercetare

Nume "Ce este un microscop?"

Completat de Tudupov Ayur

Sub conducerea luiBaranova Irina Vladimirovna

Lucrarea de cercetare este dedicată studiului:creând un microscop folosind o picătură de apă

De unde a venit interesul pentru această problemă, întrebare?Întotdeauna mi-am dorit să am un microscop pentru a vedea lumea invizibilă

Unde am căutat informații pentru a ne răspunde la întrebări?(indicați sursele)

1. Internet
2. Enciclopedii
3. Consultare cu profesorul

Ce ipoteză a fost prezentată:Puteți crea un microscop cu propriile mâini dintr-o picătură de apă.

În studiul pe care l-am folositurmătoarele metode:

Experimente:

1. Experimentul nr. 1 „Crearea unui microscop”.
2. Lucrul cu cărțile.

Concluzii:

1. Puteți face un microscop simplu acasă folosind materialele disponibile.
2. Am învățat din ce este făcut un microscop.
3. Crearea propriului lucru este foarte interesant, mai ales că un microscop este un lucru interesant.

Intenționăm să folosim fotografii pentru a prezenta rezultatele cercetării.

Formularul de participant

Plan de muncă

1. Chestionar al autorului lucrării - pagina 1
2. Cuprins - pagina 2
3. Scurtă descriere a proiectului - pagina 3
4. Introducere - pagina 4
5. Partea principală - paginile 5 – 10
6. Experimentați pentru a crea un microscop. - pp. 11-14
7. Concluzie - pagina 15
8. Literatură și surse - pagina 16

INTRODUCERE

De la vârstă fragedăîn fiecare zi, acasă, în grădiniţă iar la școală, venind de la plimbare și după toaletă, după jocuri și înainte de a mânca, aud același lucru: „Nu uita să te speli pe mâini!” Și așa m-am gândit: „De ce să le spăl atât de des? Sunt deja curați, nu-i așa? Am întrebat-o pe mama: „De ce trebuie să te speli pe mâini?” Mama a răspuns: „Mâinile, ca toate obiectele din jur, conțin mulți microbi care, dacă intră în gură cu mâncare, pot provoca boli.” M-am uitat cu atenție la mâini, dar nu am văzut niciun germen. Și mama a spus că microbii sunt foarte mici și nu pot fi văzuți fără dispozitive speciale de mărire. Apoi m-am înarmat cu o lupă și am început să privesc tot ce mă înconjura. Dar tot nu am văzut microbi. Mama mi-a explicat că germenii sunt atât de mici încât pot fi văzuți doar la microscop. Avem microscoape la școală, dar nu poți să le iei acasă și să cauți microbi. Și apoi am decis să-mi fac propriul microscop.

Scopul cercetării mele: asamblați-vă microscopul.

Obiectivele proiectului:

1. Aflați istoria creării microscopului.
2. Aflați din ce sunt făcute microscoapele și cum pot fi acestea.
3. Încercați să vă creați propriul microscop și testați-l.

Ipoteza mea : puteți crea un microscop cu propriile mâini acasă dintr-o picătură de apă și materiale disponibile.

Parte principală

Istoria creării microscopului.

Microscop (din greacă - mic și Mă uit) - un dispozitiv optic pentru obținerea de imagini mărite ale obiectelor invizibile cu ochiul liber.

Este o activitate fascinantă să privești ceva prin microscop. Nu mai rău jocuri pe calculator, și poate chiar mai bine. Dar cine a inventat acest miracol - microscopul?

În orașul olandez Middelburg a trăit un maestru al spectacolului în urmă cu trei sute cincizeci de ani. A lustruit cu răbdare sticla, a făcut ochelari și i-a vândut tuturor celor care aveau nevoie. A avut doi copii - doi băieți. Le plăcea să se urce în atelierul tatălui lor și să se joace cu uneltele și paharul lui, deși acest lucru le era interzis. Și apoi, într-o zi, când tatăl lor era plecat undeva, băieții s-au îndreptat spre bancul lui de lucru ca de obicei - există ceva nou cu care se pot distra? Pe masă zăceau ochelari pregătiți pentru pahare, iar în colț zăcea un tub scurt de cupru: din el maestrul urma să taie inele - rame pentru ochelari. Băieții s-au strâns în capetele tubului sticla de ochelari. Băiatul mai mare și-a pus pipa la ochi și s-a uitat la pagina cărții deschise care stătea chiar acolo, pe masă. Spre surprinderea lui, scrisorile au devenit uriașe. Cel mai mic s-a uitat în receptor și a țipat, uimit: a văzut o virgulă, dar ce virgulă - părea un vierme gras! Băieții au îndreptat tubul spre praful de sticlă rămas după lustruirea sticlei. Și au văzut nu praf, ci o grămadă de boabe de sticlă. Tubul s-a dovedit a fi de-a dreptul magic: a mărit foarte mult toate obiectele. Băieții i-au spus tatălui lor despre descoperirea lor. Nici măcar nu i-a certat: a fost atât de surprins de proprietățile extraordinare ale țevii. A încercat să facă un alt tub cu aceiași ochelari, lung și extensibil. Noul tub a mărit și mai bine mărirea. Acesta a fost primul microscop. A lui

inventat accidental în 1590 de către producătorul de ochelari Zacharias Jansen, sau mai bine zis, de copiii săi.

Gânduri similare despre crearea unui dispozitiv de mărire le-au venit la mai mult de un Jansen: noi dispozitive au fost inventate și de olandezul Jan Liepershey (de asemenea, specialist în „spectaculos” și tot din Middelburg) și Jacob Metius. Olandezul Cornelius Drebbel a apărut în Anglia și a inventat un microscop cu două lentile biconvexe. Când zvonurile s-au răspândit în 1609 că în Olanda exista un anumit dispozitiv pentru vizualizarea obiectelor minuscule, Galileo chiar a doua zi a înțeles ideea generală a designului și a făcut un microscop în laboratorul său, iar în 1612 a început deja să facă. microscoape. La început, nimeni nu a numit dispozitivul creat microscop; a fost numit o consacrare. Cuvintele familiare „telescop” și „microscop” au fost rostite pentru prima dată de Demistianul grec în 1614.

În 1697, Marea Ambasadă, care includea țarul nostru Petru cel Mare, a părăsit Moscova în străinătate. În Olanda, a auzit că „un anume olandez Leeuwenhoek”, care locuia în orașul Delft, făcea dispozitive uimitoare acasă. Cu ajutorul lor, a descoperit mii de animale mici, mai minunate decât cele mai ciudate animale de peste ocean. Și aceste animale mici „cuibăresc” în apă, în aer și chiar în gura unei persoane. Cunoscând curiozitatea regelui, nu este greu de ghicit că Petru a mers imediat în vizită. Dispozitivele pe care le-a văzut regele erau așa-numitele microscoape simple (era o lupă cu mărire mare). Cu toate acestea, Leeuwenhoek a reușit să atingă o mărire de 300 de ori, iar aceasta a depășit capacitățile celor mai bune microscoape compuse din secolul al XVII-lea, care aveau atât o lentilă, cât și un ocular.

Pentru o lungă perioadă de timp, secretul „sticlă de purici”, așa cum dispozitivul lui Leeuwenhoek a fost numit în mod disprețuitor de contemporanii invidioși, nu a putut fi dezvăluit. Cum ar putea

se dovedește că în secolul al XVII-lea un om de știință a creat dispozitive care erau apropiate în unele caracteristici de dispozitivele de la începutul secolului al XX-lea? La urma urmei, cu tehnologia de atunci era imposibil să faci un microscop. Leeuwenhoek însuși nu și-a dezvăluit nimănui secretul. Secretul „paharului de purici” a fost dezvăluit abia 315 ani mai târziu, la Institutul Medical de Stat din Novosibirsk din cadrul Departamentului de Biologie Generală și Fundamente ale Geneticii. Secretul trebuia să fie foarte simplu, pentru că Leeuwenhoek Pe termen scurt a reușit să producă multe copii ale microscoapelor sale cu o singură lentilă. Poate că nu și-a lustruit deloc lentilele de mărire? Da, focul a făcut-o pentru el! Dacă luați un fir de sticlă și îl puneți în flacăra unui arzător, la capătul firului va apărea o minge - acesta a servit drept lentilă lui Leeuwenhoek. Cu cât mingea este mai mică, cu atât mărirea atinsă este mai mare...

Petru cel Mare a petrecut aproximativ două ore în 1697 la Levenguk - și a continuat să caute și să caute. Și deja în 1716, în timpul celei de-a doua călătorii în străinătate, împăratul a achiziționat primele microscoape pentru Kunstkamera. Așa a apărut un dispozitiv minunat în Rusia.

Un microscop poate fi numit un dispozitiv care dezvăluie secrete. Microscoapele au arătat diferit de-a lungul anilor, dar în fiecare an au devenit din ce în ce mai complexe și au început să aibă multe detalii.

Iată cum arăta primul microscop al lui Jansen:

Primul microscop compus mare a fost realizat de fizicianul englez Robert Hooke în secolul al XVII-lea.

Așa arătau microscoapele în secolul al XVIII-lea. Au fost mulți călători în secolul al XVIII-lea. Și aveau nevoie să aibă un microscop de călătorie care să încapă într-un buzunare de geantă sau jachetă. În prima jumătate a secolului al XVIII-lea. utilizare largă a primit așa-numitul microscop „de mână” sau „de buzunar”, proiectat de opticianul englez J. Wilson. Cam asa aratau:

În ce constă un microscop?

Toate microscoapele constau din următoarele părți:

Partea microscopului	Pentru ce este?
ocular	mărește imaginea primită de la obiectiv
obiectiv	Asigură mărirea obiectelor mici
tub	telescop, conectează lentila și ocularul
șurub de reglare	ridică și coboară tubul, vă permite să măriți și să micșorați obiectul de studiu
etapă	asupra lui se pune subiectul de luat în considerare
oglindă	ajută la direcționarea luminii printr-o gaură de pe scenă.

Există, de asemenea, o lumină de fundal și cleme.

Am învățat și ce pot fi microscoapele. În lumea modernă totulmicroscoapepoate fi împărțit:

1. Microscoape educaționale. Se mai numesc și școală sau pentru copii.
2. Microscoape digitale. Sarcina principală a unui microscop digital nu este doar să arate un obiect într-o formă mărită, ci și să facă o fotografie sau să înregistreze un videoclip.
3. Microscoape de laborator. Sarcina principală microscop de laborator efectuează cercetări specifice în diverse zoneștiință, industrie, medicină.

Fă-ți propriul microscop

Când căutam informații despre istoria microscoapelor, am aflat pe unul dintre site-uri că îți poți face propriul microscop dintr-o picătură de apă. Și apoi am decis să încerc să fac un experiment pentru a crea un astfel de microscop. Puteți face un mic microscop dintr-o picătură de apă. Pentru a face acest lucru, trebuie să luați hârtie groasă, să faceți o gaură în ea cu un ac gros și să puneți cu grijă o picătură de apă pe ea. Microscopul este gata! Aduceți această picătură în ziar - literele devin mai mari. Cum picătură mai mică, cu atât creșterea este mai mare. În primul microscop inventat de Leeuwenhoek, totul s-a făcut exact așa, doar picătura era din sticlă.

Am găsit o carte numită „Primele mele experimente științifice” și am făcut modelul microscopului puțin mai complicat. Pentru muncă aveam nevoie de:

1. Borcan de sticlă.
2. Hârtie metalizată (folie de copt).
3. Foarfece.
4. Scotch.
5. Ac gros.
6. Plastilină.

Când am adunat toate acestea, am început să creez un model al microscopului. Mai jos voi descrie toată munca mea pas cu pas. Desigur, aveam nevoie de puțin ajutor de la mama și sora mea.

Ochiul uman este proiectat în așa fel încât să nu poată vedea clar un obiect și detaliile acestuia dacă dimensiunile lui sunt mai mici de 0,1 mm. Dar în natură există diverse microorganisme, celule atât ale țesuturilor vegetale, cât și ale animalelor și multe alte obiecte, ale căror dimensiuni sunt mult mai mici. Pentru a vedea, observa și studia astfel de obiecte, o persoană folosește un dispozitiv optic special numit microscop, care vă permite să măriți imaginea obiectelor care nu sunt vizibile de multe sute de ori de ochiul uman. Însuși numele dispozitivului, format din două cuvinte grecești: mic și mă uit, vorbește despre scopul său. Astfel, un microscop optic este capabil să mărească imaginea unui obiect de 2000 de ori. Dacă obiectul studiat, de exemplu un virus, este prea mic pentru a-l mări microscop optic insuficient stiinta moderna utilizări microscop electronic, care vă permite să măriți obiectul observat de 20.000-40.000 de ori.

Invenția microscopului este asociată în primul rând cu dezvoltarea opticii. Puterea de mărire a suprafețelor curbe era cunoscută încă din anul 300 î.Hr. e. Euclid și Ptolemeu (127-151), cu toate acestea, aceste proprietăți optice nu au fost utilizate în acel moment. Abia în 1285 au fost inventate primele ochelari de către italianul Salvinio degli Arleati. Există informații că primul dispozitiv de tip microscop a fost creat în Țările de Jos de Z. Jansen în jurul anului 1590. Luând două lentile convexe, le-a montat în interiorul unui tub, folosind un tub retractabil pentru a realiza focalizarea asupra obiectului studiat. Dispozitivul a oferit o mărire de zece ori a obiectului, ceea ce a fost o adevărată realizare în domeniul microscopiei. Jansen a realizat mai multe dintre aceste microscoape, îmbunătățind semnificativ fiecare dispozitiv ulterior.

În 1646, a fost publicat un eseu de A. Kircher, în care a descris invenția secolului - un microscop simplu, numit „sticlă de purici”. Lupa a fost introdusă într-o bază de cupru pe care a fost montată scena. Obiectul studiat era așezat pe o masă, sub care se afla un concav sau oglindă plată, reflectând razele de soare asupra obiectului și luminându-l de jos. Lupa a fost mutată cu un șurub până când imaginea obiectului a devenit clară.

Microscoape complexe, create din două lentile, au apărut la începutul secolului al XVII-lea. Multe fapte indică faptul că inventatorul microscopului complex a fost olandezul K. Drebel, care a fost în slujba Regelui James I al Angliei.Microscopul lui Drebel avea două ochelari, unul (lentila) îndreptat spre obiectul studiat, celălalt (ocular) îndreptat spre ochiul observatorului. În 1633, fizicianul englez R. Hooke a îmbunătățit microscopul Drebel, adăugând o a treia lentilă, numită colectiv. Acest microscop a devenit foarte popular; majoritatea microscoapelor de la sfârșitul secolului al XVII-lea și începutul secolului al XVIII-lea au fost realizate conform designului său. Examinând secțiuni subțiri de țesut animal și vegetal la microscop, a descoperit Hooke structura celulara organisme.

Iar în 1673-1677 naturalist olandez A. Levenguk, folosind un microscop, a descoperit o lume imensă necunoscută anterior de microorganisme. De-a lungul anilor, Leeuwenhoek a realizat aproximativ 400 de microscoape simple, care erau mici lentile biconvexe, unele dintre ele cu diametrul mai mic de 1 mm, realizate dintr-o bila de sticla. Bila în sine a fost măcinată pe o simplă mașină de șlefuit. Unul dintre aceste microscoape, care oferă o mărire de 300x, este păstrat la Utrecht, în muzeul universității. Explorând tot ce i-a atras atenția, Leeuwenhoek a făcut mari descoperiri una după alta. Apropo, creatorul telescopului, Galileo, în timp ce a îmbunătățit telescopul pe care l-a creat, a descoperit în 1610 că, atunci când este extins, crește semnificativ. obiecte mici. Schimbând distanța dintre ocular și lentilă, Galileo a folosit tubul ca un fel de microscop. Astăzi este imposibil de imaginat activitate științifică persoană fără a folosi un microscop. Microscop găsit cea mai largă aplicațieîn laboratoare biologice, medicale, geologice și de știință a materialelor.

Din istoria microscopului

În povestea „Microscop” de Vasily Shukshin, dulgherul satului Andrei Erin și-a cumpărat visul de o viață - un microscop - cu salariul „reținut” de la soția sa și și-a stabilit ca scop să găsească o modalitate de a elimina toți microbii de pe pământ, deoarece el credea sincer că, fără ei, o persoană ar putea trăi mai mult de o sută cincizeci de ani. Și doar o neînțelegere nefericită l-a împiedicat de această cauză nobilă. Pentru oamenii de multe profesii, un microscop este un echipament necesar, fără de care este pur și simplu imposibil să se efectueze multe studii și operațiuni tehnologice. Ei bine, în condiții de „acasă”, acest dispozitiv optic permite tuturor să-și extindă limitele capacităților, analizând „microcosmosul” și explorând locuitorii săi.

Primul microscop nu a fost proiectat de un om de știință profesionist, ci de un „amator”, un comerciant de textile pe nume Anthony Van Leeuwenhoek, care a trăit în Olanda în secolul al XVII-lea. Acest autodidact iscoditor a fost primul care a privit printr-un dispozitiv pe care și-l fabricase singur o picătură de apă și a văzut mii de creaturi mici, pe care le-a numit cu cuvântul latin animalculus („animale mici”). În timpul vieții sale, Leeuwenhoek a reușit să descrie mai mult de două sute de specii de „animale mici” și, studiind secțiuni subțiri de carne, fructe și legume, a descoperit structura celulară a țesutului viu. Pentru serviciile aduse științei, Leeuwenhoek a fost ales membru cu drepturi depline în 1680 Societatea Regală, iar puțin mai târziu a devenit academician al Academiei Franceze de Științe.

Microscoapele lui Leeuwenhoek, din care a făcut personal mai mult de trei sute în timpul vieții sale, erau o lentilă sferică mică, de mărimea unui bob de mazăre, introdusă într-un cadru. Microscoapele aveau o etapă, a cărei poziție față de lentilă putea fi reglată cu ajutorul unui șurub, dar aceste instrumente optice nu aveau un suport sau trepied - trebuiau ținute în mâini. Din punctul de vedere al opticii de astăzi, dispozitivul numit „microscopul Leeuwenhoek” nu este un microscop, ci o lupă foarte puternică, deoarece partea sa optică constă dintr-o singură lentilă.

De-a lungul timpului, designul microscopului a evoluat semnificativ, au apărut noi tipuri de microscoape, iar metodele de cercetare au fost îmbunătățite. Cu toate acestea, lucrul cu un microscop amator până în prezent promite multe descoperiri interesante atât pentru adulți, cât și pentru copii.

Dispozitiv de microscop

Un microscop este un instrument optic conceput pentru a examina imaginile mărite ale micro-obiectelor care sunt invizibile cu ochiul liber.

Părți principale microscop luminos(Fig. 1) sunt o lentilă și un ocular închise într-un corp cilindric - un tub. Majoritatea modelelor concepute pentru cercetare biologică, sunt echipate cu trei lentile cu diferite distanțe focale și un mecanism rotativ conceput pentru schimbarea rapidă a acestora - o turelă, numită adesea turelă. Tubul este situat pe partea superioară a unui trepied masiv, care include un suport pentru tub. Chiar sub lentilă (sau o turelă cu mai multe lentile) se află o scenă pe care se montează diapozitive cu mostrele aflate în studiu. Claritatea este reglată folosind șurubul de reglare grosieră și fină, care vă permite să schimbați poziția scenei în raport cu obiectivul.

Pentru ca proba studiată să aibă suficientă luminozitate pentru o observare confortabilă, microscoapele sunt echipate cu încă două unități optice (Fig. 2) - un iluminator și un condensator. Iluminatorul creează un flux de lumină care luminează medicamentul studiat. În microscoapele ușoare clasice, proiectarea iluminatorului (încorporat sau extern) implică o lampă de joasă tensiune cu un filament gros, o lentilă colectoare și o diafragmă care modifică diametrul punctului de lumină de pe probă. Condensatorul, care este o lentilă de colectare, este proiectat pentru a focaliza fasciculele de iluminare asupra eșantionului. Condensatorul are și o diafragmă iris (câmp și deschidere), cu care se reglează intensitatea luminii.

Când lucrați cu obiecte care transmit lumină (lichide, secțiuni subțiri de plante etc.), acestea sunt iluminate cu lumină transmisă - iluminatorul și condensatorul sunt situate sub stadiul obiectului. Probele opace trebuie să fie iluminate din față. Pentru a face acest lucru, iluminatorul este plasat deasupra scenei obiectului, iar razele sale sunt îndreptate către obiect prin lentilă folosind o oglindă translucidă.

Iluminatorul poate fi pasiv, activ (lampa) sau consta din ambele elemente. Cele mai simple microscoape nu au lămpi pentru iluminarea probelor. Sub masă au o oglindă în două direcții, dintre care o parte este plată, iar cealaltă este concavă. În timpul zilei, dacă microscopul este plasat lângă o fereastră, puteți obține o iluminare destul de bună folosind o oglindă concavă. Dacă microscopul este situat într-o cameră întunecată, pentru iluminare se utilizează o oglindă plată și un iluminator extern.

Mărirea unui microscop este egală cu produsul dintre mărirea obiectivului și a ocularului. Cu mărirea ocularului egală cu 10 și mărirea obiectivului egală cu 40 coeficient global mărirea este de 400. În mod obișnuit, un kit de microscop de cercetare include obiective cu o mărire de la 4 la 100. Un set tipic de lentile de microscop pentru cercetarea pentru amatori și educațional (x 4, x10 și x 40) oferă o mărire de la 40 la 400.

Rezoluția este o altă caracteristică importantă a unui microscop, determinând calitatea acestuia și claritatea imaginii pe care o formează. Cu cât rezoluția este mai mare, cu atât detaliile mai fine pot fi văzute la mărire mare. În legătură cu rezoluția, ei vorbesc despre mărire „utilă” și „inutilă”. „Util” este mărirea maximă la care sunt furnizate detalii maxime ale imaginii. Mărirea suplimentară („inutilă”) nu este susținută de rezoluția microscopului și nu dezvăluie noi detalii, dar poate afecta negativ claritatea și contrastul imaginii. Astfel, limita de mărire utilă a unui microscop cu lumină este limitată nu de factorul general de mărire al obiectivului și al ocularului - poate fi realizat cât de mare se dorește - ci de calitatea componentelor optice ale microscopului, adică de rezoluţie.

Microscopul include trei părți funcționale principale:

1. Partea de iluminat
Conceput pentru a crea un flux luminos care vă permite să iluminați un obiect în așa fel încât părțile ulterioare ale microscopului să își îndeplinească funcțiile cu o precizie extremă. Partea iluminatoare a unui microscop cu lumină transmisă este situată în spatele obiectului sub lentilă în microscoapele directe și în fața obiectului deasupra lentilei în microscoapele inversate.
Partea de iluminare include o sursă de lumină (lampă și sursă de alimentare electrică) și un sistem optic-mecanic (colector, condensator, diafragme reglabile în câmp și deschidere/iris).

2. Partea de reproducere
Conceput pentru a reproduce un obiect în planul imaginii cu calitatea și mărirea imaginii necesare cercetării (adică, pentru a construi o imagine care să reproducă obiectul cât mai precis posibil și în toate detaliile cu rezoluția, mărirea, contrastul și redarea culorii corespunzătoare optica microscopului).
Partea de reproducere asigură prima etapă de mărire și este situată după obiect în planul imaginii microscopului. Partea de reproducere include o lentilă și un sistem optic intermediar.
Microscoapele moderne de ultimă generație se bazează pe sisteme de lentile optice corectate pentru infinit.
Acest lucru necesită în plus utilizarea așa-numitelor sisteme cu tuburi, care „colectează” fascicule paralele de lumină care ies din lentilă în planul imaginii microscopului.

3. Partea de vizualizare
Conceput pentru a obține o imagine reală a unui obiect pe retina ochiului, film sau placă fotografică, pe ecranul unui televizor sau monitor de computer cu mărire suplimentară (a doua etapă de mărire).

Partea de vizualizare este situată între planul imaginii lentilei și ochii observatorului (cameră foto, cameră foto).
Partea de imagistică include un cap de imagistică monocular, binocular sau trinocular cu un sistem de observare (oculare care funcționează ca o lupă).
În plus, această parte include sisteme suplimentare de mărire (sisteme de mărire/schimbare); atașamente de proiecție, inclusiv atașamente de discuții pentru doi sau mai mulți observatori; aparate de desen; sisteme de analiză și documentare a imaginilor cu elemente de potrivire corespunzătoare (canal foto).

Metode de bază de lucru cu un microscop

Metoda câmpului luminos cu lumină transmisă. Potrivit pentru studiul obiectelor transparente cu incluziuni neomogene (secțiuni subțiri de țesuturi vegetale și animale, microorganisme protozoare în lichide, plăci subțiri lustruite ale unor minerale). Iluminatorul și condensatorul sunt situate sub scenă. Imaginea este formată din lumina care trece printr-un mediu transparent și este absorbită de incluziuni mai dense. Pentru a crește contrastul imaginii, sunt adesea folosiți coloranți, a căror concentrație este mai mare, cu atât densitatea zonei probei este mai mare.

Metoda câmpului luminos în lumină reflectată. Folosit pentru studierea obiectelor opace (metale, minereuri, minerale), precum și a obiectelor din care este imposibil sau nedorit să se preleveze mostre pentru prepararea de microlame translucide (bijuterii, opere de artă etc.) Iluminatul vine de sus, de obicei prin o lentilă, care în acest caz joacă și rolul unui condensator.

Metode de iluminare oblică și câmp întunecat.Metode pentru studierea probelor cu contrast foarte scăzut, de exemplu, celule vii aproape transparente. Lumina transmisă este aplicată probei nu de dedesubt, ci ușor din lateral, datorită cărora devin vizibile umbrele care formează incluziuni dense (metoda de iluminare oblică). Deplasând condensatorul în așa fel încât lumina lui directă să nu lovească deloc obiectivul (proba este iluminată doar de raze oblice din lumină), în ocularul microscopului se poate observa un obiect alb pe un fundal negru (câmp întunecat). metodă). Ambele metode sunt potrivite numai pentru microscoape al căror design permite condensatorului să se miște în raport cu axa optică a microscopului.

Tipuri de microscoape moderne

În afară de microscoape ușoare, există și microscoape electronice și atomice, care sunt utilizate în principal pentru cercetarea științifică. Un microscop electronic cu transmisie convențional este similar cu un microscop cu lumină, cu excepția faptului că obiectul este iradiat nu de un flux de lumină, ci de un fascicul de electroni generat de un reflector special de electroni. Imaginea rezultată este proiectată pe un ecran fluorescent utilizând un sistem de lentile. Mărirea unui microscop electronic cu transmisie poate ajunge la un milion, totuși, pentru microscoapele cu forță atomică aceasta nu este limita. Microscoapele atomice, capabile să efectueze cercetări la nivel molecular și chiar atomic, datorăm multe dintre cele mai recente realizări în domeniile ingineriei genetice, medicinei și fizicii. solid, biologie și alte științe.

Microscoapele cu lumină vin, de asemenea, în diferite varietăți și pot fi clasificate după mai multe criterii, de exemplu, numărul de unități optice (monoculare/binoculare sau stereo) sau tipul de iluminare (polarizant și fluorescent, interferență și contrast de fază). Pentru practica amatorilor, este potrivit un microscop simplu monocular cu o mărire maximă de 400x. Dispozitivele mai complexe diferă unele de altele în proiectarea iluminatorului și a condensatorului, sunt speciale și sunt utilizate în domenii înguste ale științei. Microscoapele stereo sunt un tip special, care sunt necesare pentru operațiile de microchirurgie și producția de componente microelectronice și sunt, de asemenea, indispensabile în ingineria genetică.

I.P. Kulibin s-a angajat în fabricarea de instrumente optice la Nijni Novgorod înainte de a pleca la Sankt Petersburg în 1769. Acolo a fost în 1764-1766. a proiectat independent un telescop reflectorizant al sistemului Gregory, un microscop și o mașină electrică bazată pe mostre de instrumente engleze aduse la Nijni Novgorod negustorul Izvolsky. Kulibin însuși a scris despre această lucrare: „Apoi a început să caute experiențe diferite Cum să lustruiesc ochelarii telescoapelor, pe care am făcut un efort deosebit să le folosesc și prin aceasta am găsit lustruire. Pe baza acestei invenții, am realizat două tuburi de vizualizare de trei arshine lungi și un microscop mediocru, asamblate din cinci pahare... Din întâmplare, am primit spre examinare un telescop cu oglinzi metalice fabricat în Anglia, care, după ce a demontat atât sticla, cât și oglinzile, au devenit cautati puncte incendiare spre soare si luati o masura distanta de la acele oglinzi si ochelari pana la punctele incendiare.O masura prin care se putea sti ce concavitati si convexitati pentru sticla si oglinzi vor fi necesare in forme de cupru pentru întorcând oglinzi și ochelari pe nisip și cu am făcut un desen al întregului telescop... Apoi am început să fac experimente despre cum să pun metalul în proporție; și când duritatea și albul au început să semene cu ele, apoi am turnat oglinzi din aceea conform eșantionului, am început să le ascuți în nisip pe formele convexe conturate și deja făcute și am început să fac experimente pe acele oglinzi întoarse, în ce fel am putut găsi, au primit aceeași lustruire curată, care a continuat destul de mult timp. În cele din urmă, am încercat o oglindă lustruită pe o matriță de cupru, frecând-o cu tablă arsă și ulei de lemn. Și așa, odată cu acea experiență, din multe oglinzi făcute, o oglindă mare și alta mică urâtă au ieșit în proporție...” Din fragmentul de mai sus din autobiografia lui Kulibin, este clar că, cu mintea sa curios, a reușit să determine distanța focală a lentilelor și oglinzilor, să dezvăluie secretul aliajului pentru realizarea unei oglinzi metalice și să inventeze și să construiască o mașină pentru șlefuire și lustruire. lentile și oglinzi. Kulibin a făcut un microscop și două telescoape la Nijni Novgorod, din care „Balakhna era vizibilă foarte aproape, deși cu întuneric, dar clar”. Dacă luăm în considerare faptul că orașul industrial Balakhna era situat la 32 km de Nijni Novgorod, atunci mărirea telescoapelor Kulibin a fost foarte mare. Unul dintre biografii lui Kulibin, profesorul A. Ershov, la mijlocul secolului al XIX-lea. a scris că "Numai aceste invenții ar fi suficiente pentru a perpetua numele gloriosului mecanic. Spunem invenții pentru că strunjirea sticlei, realizarea de oglinzi metalice și mecanisme minunate la Nijni Novgorod fără nici un manual sau model înseamnă inventarea unor metode pentru aceste construcții". În 1768, Ecaterina a II-a a vizitat Nijni Novgorod; I-au fost „prezentate” instrumentele lui Kulibin, ceea ce, după toate probabilitățile, a făcut o impresie pozitivă asupra ei. în anul următor, 1769, a dorit să-i vadă a doua oară, dar la Sankt Petersburg. Din păcate, aceste instrumente optice nu au supraviețuit, deși în „registrul invențiilor sale” întocmit de Kulibin există o intrare că „sunt acum stocate în Kunstkamera”. Academia de Științe, care a fost publicată în Monitorul Academic, cu o completare specială în 1769." Din ordinul Ecaterinei a II-a, I.P. Kulibin a fost acceptat în serviciu la Academia de Științe ca mecanic și șef de ateliere academice. În conformitate cu „Standardele conform cărora Nizhny Novgorod Posad Ivan Kulibin intră în serviciul academic”, îndatoririle sale au inclus: „În primul rând, să aibă supravegherea principală asupra camerei de scule, instalațiilor sanitare, strunjirii, tâmplăriei și a camerei în care instrumentele optice și termometrele. sunt realizate și barometre astfel încât toate lucrările să se desfășoare cu succes și decent, lăsând observarea directă a camerei instrumentale lui Cezar... al 2-lea, să facă o demonstrație discretă artiștilor academicieni în tot ceea ce el însuși este priceput. și să repare ceasuri astronomice și de altă natură, telescoape, telescoape și alte instrumente, în special fizice, aflate la Academie...”. Aceste condiții au fost semnate de Kulibin la 2 ianuarie 1770; el a început să lucreze la Academie încă din 1769 și a rămas în acest serviciu timp de mai bine de treizeci de ani. În personal și documente oficiale Kulibin pentru 1770-1777. există un număr mare de „Rapoarte către Comisia Academică” privind fabricarea și repararea telescoapelor (în mare parte cele cu oglindă - conform schemei lui Gregory), microscoape și astrolaburi. În „Registrul diverselor invenții mecanice, fizice și optice ale Academiei Imperiale de Științe din Sankt Petersburg al mecanicului Ivan Petrovici Kulibin” există o intrare: „Între timp, am făcut și corectat la Academia de Științe și diverse instrumente optice trimise pentru palatele imperiale, precum telescoapele gregoriene și acromatice, pe care maeștrii de la Academie nu le-au corectat...” Deja în primele luni ale activității sale la Academia de Științe, Kulibin a făcut față cu succes la fabricarea unui prototip de telescop de două picioare și la repararea telescopului gregorian, așa cum demonstrează recenzia academicianului S. Ya. Rumovsky. Kulibin înțelege cu brio toate complexitățile proiectării instrumentelor optice. În nota sa „Căutați ochelari în următorul desen...” el raportează despre metoda de găsire a focalizării unei oglinzi sferice pentru a determina locația ocularului și oferă un desen însoțit de următorul text: „... A tubul cu ochelari de vedere poate fi adus în centrul atenției, refractat dintr-o oglindă mică cu suprafață plană, pe care tubul cu diametrul nu o mai face orbi interioare a și b râși, astfel încât să nu blocheze refracția în razele incidente în ambele oglinzi lângă centre.” Talentul de design al lui Kulibin este evident și în nota sa „Pe un tub sau pe un telescop Herschel”: „Instalați o oglindă mare astfel: introduceți în capătul găurii acel cerc cu o tulpină în care oglinda de suprafață este înșurubat chiar în centru, iar în locul în care este adusă în timpul vizionării, apoi, introducând o oglindă mare, priviți prin marginea cercului de suprafață menționat mai sus de sus, la marginea inferioară a oglinzii mari, în patru locuri transversal, și apoi în optimi, deci ca interiorul țevii să pară egale peste tot. Apoi, înșurubând oglinda de suprafață, introducând ochelarii oculari, un tub fundamental, introducând un cerc în el cu un orificiu central, instalați țeava lângă oglinda de suprafață în toate direcțiile în mod egal." O idee despre natura muncii lui I.P. Kulibin în atelierele academice este dată și de „Inventarul lucrurilor realizate și al uneltelor din camera instrumentelor în depozit”, atașat la dosarul personal al succesorului său, mecanicul Academiei P. Caesar, care enumeră „un telescop gregorian de focalizare de 14 inci”, „un microscop transparent complex realizat pentru experimentul pe instrucțiunile regretatului profesor D. Euler...”, etc. Pentru a îmbunătăți calitatea instrumentelor produse de atelierul de optică, Kulibin a întreprins în 1771 producția de noi matrițe de șlefuit, deoarece formele vechi, după cum scria el, „sunt toate uzate și nu există o singură pereche corectă”. El a informat Comisia Academică care se ocupă de treburile atelierelor că intenționează să realizeze „mai multe perechi de forme de diferite dimensiuni pentru strunjirea și lustruirea oglinzilor din sticlă și metal, câștigând din linie în inch” de la un inch la un picior, dintr-un picior la câțiva picioare, adăugându-se mai multe unul la altul. , prin care ar fi posibil să se realizeze microscoape solare și complexe de proporții diferite, telescoape, telescoape de diferite dimensiuni și alte ochelari de vizualizare cu diferite focalizări." La 30 august 1796, Kulibin scrie o notă „Despre realizarea primei mașini pentru sticlă” cu subtitlul „Citește mai detaliat”, în care relatează despre proiectul său de construire a unei mașini de șlefuit și lustruit oglinzi și despre posibilitatea utilizării. pentru a face obiecte de sticlă. În desenele supraviețuitoare ale lui Kulibin există mai multe desene ale mașinilor pe care le-a proiectat pentru șlefuirea și lustruirea lentilelor. În nota sa „Despre șlefuirea și lustruirea unei oglinzi curbate”, Kulibin oferă o descriere a metodelor de șlefuire a oglinzilor folosind șmirghel și un tampon de lustruit de cupru roșu: „Când o oglindă este prelucrată conform modelului de pe turla prezentată, apoi șlefuiți-o. o linie dreaptă cu smirghel, stropind particulele de cupru roșu introduse în mânerul polizorului și ajustate pe aceeași spirală sau pe ca asta, așa cum este descris mai sus, și co-măcinați particulele din centrul unui astfel de lucru care s-ar potrivi exact cu concavitatea acelei oglinzi. Un exemplu ar fi o oglindă cu un diametru de 6 inci și faceți această particulă de cupru roșu un inch sau mai puțin și nu faceți mai mult, astfel încât oglinda din centru să fie mai abruptă și când marginile obiectului de lustruit sunt aprinse. centrul oglinzii, atunci nu va apăsa strâns, pentru care trebuie să fie făcută din bucăți de cupru roșu chiar mai puțin de un inch în diametru, dar odată ce este măcinată foarte curat și adevărat, apoi, prin lipirea tafta pe astfel de particule de cupru cu garnus , lustruiți cu nuanță."

Ivan Petrovici Kulibin (1735-1818) Mașină pentru șlefuirea și lustruirea lentilelor optice. Desen personal de I.P. Kulibin

În „Opinia despre oglinzile curbilinite”, Kulibin compară complexitatea relativă a procesării oglinzilor sferice și asferice. El examinează în detaliu procesul de realizare a unei oglinzi concave, de la semifabricatul discului până la lustruire, inclusiv. Rețeta de aliaje pentru fabricarea oglinzilor metalice, metodele de topire și rețeta de sticlă din silex i-au atras atenția lui Kulibin. În munca sa, inventatorul se bazează pe experiența și tradițiile acumulate de angajații celui mai vechi atelier academic (atelierul de optică a fost înființat în 1726), unde, încă de pe vremea lui Lomonoșov, s-a înființat producția multor instrumente optice și unde cei mai experimentați și pricepuți mecanici optici au lucrat, de exemplu, familia Belyaev. Împreună cu I. I. Belyaev, I. P. Kulibin a ridicat munca atelierului de optică la mari înălțimi. Cantitatea și calitatea instrumentelor optice pe care le producea a crescut semnificativ.Nu doar academicienii și profesorii Academiei de Științe în sine, ci și cei din afară au început să contacteze atelierul de optică cu comenzi de lentile și instrumente optice. Desenele lui Kulibin sunt de mare interes. Unul dintre desenele sale prezintă un desen de Kulibin înfățișând circuitele optice ale unui microscop, un polemoscop și un telescop. Deosebit de interesant aici este al doilea desen, care este o diagramă a unui microscop cu cinci lentile cu o lentilă dublu concavă plasată între colectiv și ocularul cu lentilă dublă. O astfel de lentilă ar trebui să mărească puțin imaginea fără a îndepărta ocularul de lentilă, de exemplu. pentru a nu mai fi necesară prelungirea tubului microscopului dacă acesta este plasat direct între lentilă și ocular, Kulibin „a urmărit însă un alt scop: să compenseze reducerea imaginii cauzată de colectiv. Dacă este așa, atunci aceasta reprezintă ideea lui originală. Lentila acestui microscop Kulibin este plan-convex și este întoarsă cu partea sa plată către obiect. Am văzut deja că Keff a fost primul care a folosit o lentilă similară în microscopul său. Utilitatea a acestei tehnici a fost mai târziu subliniată de Euler. Este probabil ca Kulibin să fi ajuns în mod independent la această idee, care ulterior, începând din secolul 20-30, s-a răspândit pe scară largă în microscoapele acromatice." Kulibin nu a fost doar un excelent proiectant de instrumente optice, ci și bine versat în teoria lor. În „Opinia despre oglinzile sferice”, Kulibin a scris: „1. Oglinzile sferice, având raze și focare lungi în reflectarea razelor refractate, datorită diametrului mic al oglinzii și lungimii focalizării la un moment dat, nu pot colecta raze, pentru că în oglindă, deși un fir de păr la marginea lui va fi sferic, atunci va fi atât de multă falsitate în focalizare, de câte ori mai lungă decât focalizarea și jumătatea diametrului oglinzii... 2. De-a lungul acestui lungime, atât de la oglinda mare, cât și de la cea mică de la nivelul solului, paralelismul sau focarele sunt adevărate într-un punct este greu de stabilit.” Astfel, Kulibin avea idei clare despre aberația sferică a unei oglinzi sferice concave. În „Opinia sa despre oglinzile curbilinie”, el propune să reducă cantitatea de aberație sferică a unei oglinzi concave, dând acestei oglinzi o formă asferică, datorită căreia „... este mai ușor să găsim paralelismul între oglinzile mari și mici, iar punctele focale de pe aceeași linie vor converge mai convenabil.” În nota „On Objective Glass”, Kulibin compară proprietățile optice ale unui obiectiv cu trei lentile telescop cu o oglindă metalică concavă. În același timp, a făcut o notă în marginile manuscrisului: „Uită-te la asta și la asta mai amănunțit”. El implementează acest plan în nota sa din 3 septembrie 1796 „Despre încurajarea sticlei să lucreze: „În comparație cu telescoapele acromatice, în care sticla obiectiv este asamblată din 3 pahare, este deci necesar să șlefuim și să lustruiți 6 părți ale sticlei. , atunci, parcă, Nu a fost calculat corect, dar într-o asemenea multitudine ar trebui să fie de trei ori mai multe erori la lustruire decât într-un pahar. În primul caz, deși cel curbiliniu va avea o eroare de trei ori mai mare decât o sticlă acromatică din cauza incorectei liniei și lustruirii, aceasta poate fi egală cu lentila cu trei sticlă a unui telescop acromatic. Aceeași 3 septembrie 1796”. În timpul muncii sale la Academia de Științe din Sankt Petersburg, Kulibin a acumulat experiență grozavăîn tehnicile de proiectare și fabricare a unei largi varietati de instrumente optice. La sfârşitul anilor '70 ai secolului al XVIII-lea. a creat un felinar cu un reflector de oglindă, care a fost predecesorul reflectoarelor moderne. Kulibin a adus până la capăt dezvoltarea proiectului său: nu numai că a creat mai multe modele pentru felinare pentru aplicatii diverse(iluminat stradal, iluminat palat, felinare pentru faruri, vagoane, intreprinderi industriale etc.), dar si a dezvoltat in detaliu tehnologia de fabricare a acestora. În același timp, inventatorul a proiectat și diverse dispozitiveși mașini necesare pentru fabricarea felinarelor. De o mare importanță în dezvoltarea muncii lui Kulibin în domeniul proiectării diferitelor instrumente optice a fost faptul că a lucrat la Academie într-un moment în care cercetarea în optică tehnică se dezvolta cu succes aici. În perioada 1768-1771. L. Euler a scris și publicat „Scrisori către o prințesă germană...” și o dioptrie fundamentală în trei volume, care conține elementele de bază ale teoriei și calculului lentilelor acromatice complexe pentru telescoape și microscoape. Sub directă supraveghere a lui Kulibin, în atelierele de optică și instrumente ale Academiei de Științe din Sankt Petersburg, a avut loc construcția primului microscop acromatic rusesc din lume conform instrucțiunilor lui L. Euler și N. Fuss. Cu toate acestea, o circumstanță este surprinzătoare: nici măcar un raport despre noul microscop nu a apărut în presă. Acest lucru s-a datorat probabil faptului că acest instrument nu a avut succes în totalitate. Motivul eșecului a fost aparent dificultatea excepțională a fabricării unui obiectiv de microscop acromatic cu trei lentile. Fiecare dintre lentilele din această lentilă ar fi avut un diametru de aproximativ 3,5 mm (1/7 inch), cu razele de curbură calculate la miimi de inch. În acest caz, grosimea totală a lentilei ar fi trebuit să fie de aproximativ 1,4 mm, iar golurile dintre lentile ar fi trebuit să fie de aproximativ 0,4 mm. Traducător al cărții de N. Fuss on limba germana G. S. Klyugel a scris în 1778 că „Deci lentile subțiri„, care sunt cerute aici, cu greu puteau fi realizate chiar și de cel mai priceput meșter.” Într-adevăr, cu nivelul de tehnologie optică care exista în anii 70 ai secolului al XVIII-lea, a fost incredibil de dificil, aproape imposibil, să se creeze o acromatică precisă. Microscop Euler-Fuss.În 1784, după moartea lui Euler, primul microscop acromatic din lume a fost proiectat și fabricat la Sankt Petersburg de către academicianul F. T. W. Epinus... În Europa de Vest, primele microscoape acromatice au apărut abia în 1807. În concluzie, trebuie remarcat faptul că activitățile lui Kulibin în domeniul opticii instrumentale au îndeplinit întotdeauna obiectivele primare ale dezvoltării științei și tehnologiei rusești și au adus o contribuție demnă la vistieria culturii mondiale, la dezvoltarea metodelor de prelucrare și slefuirea lentilelor. Literatură 1. Materiale scrise de mână de I.P.Kulibin în Arhivele Academiei de Științe a URSS. M.-L.: Editura Academiei de Științe a URSS, 1953. 2. Arhiva Academiei Ruse de Științe, f. 296, ol. 1, nr. 515, ill. 1-12; nr. 512, ill. 1-2; nr. 511, ill. 1-1 rev. 3. Lucrările Institutului de Istorie a Științelor Naturale al Academiei de Științe a URSS. T. 1. M.-L., 1947. 4. Arhivele Academiei Ruse de Științe, f. 296, ol. 1, nr. 517, ill. 1-1 rev. 5.Euler L. Scrisori... scrise unei anumite prințese germane. Partea I. Sankt Petersburg, 1768; Partea a II-a, 1772, Partea a 3-a, 1774. 6. Euler L. Dioptrica. S. Pet, 1769-1771. 7. Gurikov V. A. Istoria opticii aplicate. M.: Nauka, 1993. 8. Gurikov V. A. Primul microscop acromatic. Natură. 1981. nr 6.