Historia del desarrollo de los microscopios, ¿quién sabe qué pasó?
La aparición de un solo microscopio:
Hace más de 3.000 años, los fenicios en Europa produjeron por primera vez vidrio artificial en las orillas del río Belous, en la Costa mediterránea. En el siglo IV d.C., los romanos comenzaron a utilizar vidrio en puertas y ventanas. En 1291, la tecnología italiana de fabricación de vidrio era muy avanzada y el vidrio era el material básico para fabricar microscopios.
Ya en la Columbia Británica, nuestro pueblo había desarrollado una tecnología de fabricación de lentes. El material en aquella época era el cristal. En el siglo III d.C., el famoso Marco Polo introdujo las gafas chinas en Europa. Los europeos aprendieron el arte de moler vidrio. La industria de fabricación de vidrio estaba muy desarrollada en ese momento y los europeos utilizaban vidrio barato para moler el vidrio, lo que lo convertía en un producto relativamente barato. La industria de fabricación de gafas está en auge.
En aquella época, la mayoría de las personas que usaban gafas eran personas adineradas y la mayoría eran muy mayores, por lo que necesitaban gafas para leer, que son lentes convexas. Pronto se descubrió que las lentes convexas podían producir imágenes ampliadas de objetos. Entonces, algunas personas comenzaron a usar lentes convexas para observar objetos pequeños, y las lentes convexas comenzaron a desempeñar un papel muy importante en la investigación científica. Las lentes convexas se llaman lupas debido a su función de aumento. Después de la invención de los microscopios compuestos de lentes múltiples, también se los llamó microscopios de lente única, es decir, microscopios con una sola lente.
El primer microscopio compuesto:
Un solo microscopio tiene un defecto fatal, es decir, la distancia focal es directamente proporcional al diámetro de la lente y la distancia focal es inversamente proporcional. a la ampliación. En otras palabras, cuanto más corta sea la distancia focal, mayor será el aumento y menor será el diámetro de la lente. Si el aumento es 100 veces, la distancia focal de la lente es de 0,25 mm y el diámetro de la lente es de aproximadamente 0,33 mm. En aquella época no se podían fabricar lentes más pequeñas que la cabeza de un alfiler. Debido a esto, el poder de aumento máximo de las lupas en ese momento era 25 veces. Se sabe que algunos ciliados grandes miden sólo 0,1 mm de longitud y sólo 2,5 mm después de un aumento de 25 veces. Sin embargo, la sutil estructura en su interior no se puede ver en absoluto. Por lo tanto, para poder observar objetos más finos, la gente necesita urgentemente una mejor herramienta de aumento.
En 1595, el famoso pulidor de espejos holandés Jean Sand inventó el primer microscopio compuesto simple (en la foto, el producto original se ha perdido). Este microscopio consta de tres tubos de lentes. El cilindro de la lente del medio es más grueso y es donde lo sostienes. Los otros dos cilindros de lentes se insertan en sus dos extremos y se pueden retraer libremente para lograr el enfoque. Hay dos lentes, ambas convexas. respectivamente fijados en ambos extremos del cilindro de la lente. La lente objetivo es una lente convexa única con una sola superficie convexa. El ocular es una lente biconvexa con dos superficies convexas. Cuando los dos tubos móviles de este microscopio están completamente plegados, su aumento se triplica. Cuando las dos lentes móviles están completamente expandidas, su aumento es 10 veces (de hecho, esta también es la primera lente con zoom).
* En cuanto a la invención del microscopio compuesto, Jansen lo completó con la ayuda de su padre Hans; otra versión es más interesante: Jansen tenía dos hijos traviesos. Un día se colaron en el taller de su padre y lo tocaron. Mi hermano tomó dos lentes y las colocó en ambos extremos del tubo de cobre. Las palabras del libro le daban miedo cuando las leía a través de este tubo de cobre. Jason se puso muy feliz cuando se enteró de esto. Les pidió que le ayudaran a construir el primer microscopio compuesto del mundo.
El rendimiento de los microscopios compuestos es significativamente mejor que el de lentes individuales. En primer lugar, su aumento puede ser muy alto y se pueden combinar varias lentes convexas con pequeños aumentos para obtener un gran aumento. En segundo lugar, el proceso de fabricación es simple y no es necesario pulir lentes diminutas... La invención del microscopio compuesto es un hito en la historia de la ciencia y la humanidad comenzó a comprender el mundo microscópico. Sin embargo, debido a condiciones técnicas inmaduras, el aumento de los microscopios en el siglo XVI no era alto, por lo que
El desarrollo de los microscopios individuales en el siglo XVII
Los microscopios individuales en el siglo XVII. El siglo XVII no eran tanto instrumentos científicos. Es una obra de arte.
Parece que los fabricantes de microscopios de aquella época no buscaban un alto rendimiento, sino el disfrute visual. Por ejemplo, el microscopio que aparece a continuación se fabricó a finales del siglo XVII. Evidentemente, su función ya no es simplemente agrandar el objeto para facilitar la investigación, sino, más importante aún, su brillante y hermoso color latón. La exquisita decoración también da a la gente un sentimiento estético noble y elegante. Estructura: La lente de este microscopio único está incrustada en el medio de un ocular metálico en forma de disco. Hay dos asas de metal, una larga y otra corta. El mango largo es donde se sostiene la mano. También tienen varias protuberancias en sus extremos para que los usuarios puedan sujetarlos más fácilmente. Hay un disco en el medio de estas dos manijas. Hay seis orificios redondos en el disco que se pueden girar. Este es su escenario. Propósito: Antes de usar, corte la muestra y colóquela en el orificio redondo del escenario. Luego levante el microscopio, alinee el orificio redondo con la fuente de luz y coloque las gafas de metal en las cuencas de los ojos para bloquear la luz circundante. Presione el mango más corto (equivalente a una palanca) con el pulgar para ajustar la distancia entre la lente y la muestra para obtener la imagen más clara. Si hay muchas rodajas, colóquelas en cada agujero redondo una tras otra. Puede girar el escenario mientras visualiza para ver cada sección. A juzgar por el tamaño de la lente de este microscopio, su aumento debería ser relativamente grande.
A mediados del siglo XVII apareció el microscopio de varilla deslizante.
Sus estructuras básicas son básicamente las mismas: un cuerpo de espejo en forma de faro con una lente convexa en la parte superior. Una larga varilla deslizante horizontal pasa por el centro del cuerpo del visor. Un "pasador" largo con una punta afilada y perpendicular a la varilla está sujeto al extremo frontal de la varilla. Cuando lo utilice, primero inserte la punta de la aguja en la muestra y fije la muestra en la punta de la aguja. Luego mueva el control deslizante hacia adelante y hacia atrás para ajustar la distancia entre la muestra y la lente para que la imagen sea más clara y luego podrá observarla.
Como puede verse por el tamaño de la lente de este microscopio, el aumento de este microscopio no es grande. Desventajas: De hecho, la muestra es inestable en la mesa de agujas, por lo que la operación real durante la observación es problemática. Por lo tanto, los microscopios posteriores no utilizaron esta platina de aguja.
El pináculo de un solo microscopio: el microscopio Levine Hooke
Fue el científico holandés Evan Leeuwenhoek (1632-1723), contemporáneo de Hooke. En 1677, utilizó un microscopio. Lupa casera de gran potencia para observar el esperma de protozoos en el agua de un estanque, el esperma de protozoos en los intestinos de las ranas y el esperma de humanos y mamíferos. Más tarde, vio los núcleos de los glóbulos rojos en la sangre del salmón. En 1683 vio bacterias en el sarro. Informó del fenómeno observado a la Royal Society, que lo reconoció. Levon Hooker nació en una familia de pañeros. Su propósito inicial al pulir lentes era probar la calidad de la tela, pero después de dominar un alto nivel de tecnología de pulido de lentes, montó un microscopio usando las lentes. Usó su microscopio casero para descubrir células vivas que nunca antes se habían visto, y estos resultados son muy encomiables. Él personalmente pulió 550 lentes y montó 247 microscopios a lo largo de su vida, creando una serie de bienes valiosos para la humanidad, 9 de los cuales han sobrevivido hasta el día de hoy. El que se encuentra en el Museo de la Universidad de Utrecht, en los Países Bajos, tiene un aumento de 270 aumentos y una resolución de 1,4 µm. Este nivel ya era muy alto en aquella época y los microscopios fabricados a principios del siglo XIX no superaban este nivel. Por tanto, no podemos pasar por alto la importancia de su contribución al desarrollo de la biología celular. Levine Hooker construyó cientos de microscopios a lo largo de su vida, todos muy pequeños y similares en diseño y función. Las dimensiones de su microscopio eran casi constantes: 2 pulgadas de largo y 1 pulgada de ancho. Los espejos están hechos principalmente de latón (en la foto de la izquierda: más de 300 años después, el espejo se ha oxidado).
Estructura: Un microscopio Leviinhoek típico consta de dos tornillos (el más largo es el mango, la longitud se puede ajustar; la distancia entre la muestra y la lente se puede cambiar ajustando el tornillo más corto). Algunos remaches, una lente, un cuerpo de alcance amplio y una platina de aguja (conecte el mango y ajuste la longitud del mango para ajustar la altura de la muestra). La estructura del cuerpo de la lente es muy delicada: primero, taladre dos agujeros simétricamente en dos piezas de latón con la misma forma, luego coloque la lente en uno de los agujeros, y luego coloque otra pieza de latón encima, haciendo que dos piezas de latón Alineación. Asegúrese de que estos dos orificios encajen en la lente del medio. Finalmente, fija la placa de cobre con remaches. Instrucciones de uso: Primero fije la muestra en la punta de la aguja, luego levante el microscopio y alinéelo con la fuente de luz, ajuste los dos tornillos para colocar la muestra y luego observe hasta que la imagen sea óptima.
El desarrollo inicial del microscopio compuesto en el siglo XVII.
A finales del siglo XVI, el holandés Jean Sand inventó el primer microscopio compuesto. Desde entonces se han utilizado microscopios compuestos. Sin embargo, hasta finales del siglo XVII, los microscopios compuestos no se usaban tan ampliamente como los microscopios individuales porque los microscopios compuestos en ese momento tenían un gran inconveniente: la tecnología de fabricación de lentes en ese momento no era alta, por lo que las aberraciones y aberraciones cromáticas de Los microscopios compuestos fabricados eran muy grandes. Esto hace que el uso de microscopios compuestos esté mal visto por la mayoría de la gente. Sin embargo, algunas personas construyeron y utilizaron microscopios compuestos, como el italiano Galileo y el inglés Hooker.
Microscopio electrónico de alta potencia
En 1933, el alemán Ruska diseñó y fabricó el primer microscopio electrónico. Su rendimiento supera con creces al de un microscopio óptico. Más tarde, gracias al esfuerzo de las personas, la resolución de los microscopios electrónicos aumentó de los 500 nanómetros originales (cinco millonésimas de metro) al actual 1 angstrom (una milmillonésima de metro). La ampliación alcanza cientos de miles de veces. Desde la década de 1950, los investigadores han logrado muchos resultados importantes utilizando la microscopía electrónica. Se puede decir que la aparición de los microscopios electrónicos ha promovido enormemente la investigación científica humana.
Aunque la fotomicrografía apareció a mediados del siglo XIX, no tuvo un uso muy extendido debido a la inmadurez de la fotografía en aquella época. No fue hasta principios del siglo XX que la fotomicrografía comenzó a utilizarse ampliamente debido a los avances en la tecnología de fabricación de películas y cámaras, y poco a poco se convirtió en una de las principales formas de registrar imágenes microscópicas. La tecnología de imágenes digitales emergente ha llevado la tecnología de microfotografía a un nuevo nivel y combina estrechamente el desarrollo de la tecnología de microscopía y la tecnología digital.
A lo largo de los 400 años de historia de la microciencia, el desarrollo de cualquier disciplina no puede separarse del apoyo de otras disciplinas. En la investigación científica actual, la interpenetración e integración de diversas disciplinas se han vuelto cada vez más importantes. Este es el resultado inevitable del desarrollo social y una tendencia imparable.
Cada vez surgen más microscopios nuevos, por lo que no los enumeraré todos aquí. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, se producirán más y mejores sistemas de imágenes microscópicas.