Микроскоп – микросуреттерді үлкейтуге және объектив арқылы байқалатын объектілердің немесе құрылымдық түзілімдердің өлшемін өлшеуге арналған бірегей құрылғы. Бұл даму таңқаларлық және микроскопты ойлап табудың маңыздылығы өте зор, өйткені онсыз қазіргі ғылымның кейбір салалары болмас еді. Осы жерден толығырақ.
Микроскоп - мүлде басқа мақсатта қолданылатын телескопқа қатысты құрылғы. Оның көмегімен көзге көрінбейтін заттардың құрылымын қарастыруға болады. Ол микроформациялардың морфологиялық параметрлерін анықтауға, сондай-ақ олардың көлемдік орналасуын бағалауға мүмкіндік береді. Сондықтан микроскопты ойлап табудың қандай маңызы болғанын және оның пайда болуы ғылымның дамуына қалай әсер еткенін елестету тіпті қиын.
Микроскоп пен оптиканың тарихы
Бүгінгі таңда микроскопты алғаш кім ойлап тапқанын айту қиын. Бәлкім, бұл мәселе де кең талқыға түсіп, арбалет жасау. Дегенмен, қарудан айырмашылығы, микроскоптың өнертабысы Еуропада болды. Нақты кім екені әлі белгісіз. Голландиялық көзілдірік жасаушы Ханс Янсеннің құрылғыны ашу ықтималдығы өте жоғары. Оның ұлы Захари Янсен 1590 жылы әкесі екеуі микроскоп жасағанын айтты.
Бірақ 1609 жылы Галилео Галилей жасаған тағы бір механизм пайда болды. Ол оны оккиолино деп атады және оны деи Линсей Ұлттық академиясында жұртшылыққа ұсынды. Ол кезде микроскопты қолдануға болатынының дәлелі Рим Папасы Урбан III мөріндегі белгі. Бұл микроскопия арқылы алынған кескіннің модификациясы деп саналады. Галилео Галилейдің жарық микроскопы (композициясы) бір дөңес және бір ойыс линзадан тұрды.
Жақсарту және енгізу
Галилейді ойлап тапқаннан кейін 10 жыл өткен соң Корнелиус Дреббель екі дөңес линзасы бар құрама микроскоп жасайды. Ал кейінірек, яғни 1600 жылдардың аяғында Кристиан Гюйгенс екі линзалы окуляр жүйесін жасады. Олар әлі де шығарылуда, бірақ оларда көру кеңдігі жоқ. Бірақ, ең бастысы, мұндай микроскоптың көмегімен 1665 жылы Роберт Гук тығын еменінің кесіндісін зерттеу жүргізді, онда ғалым бал ұялары деп аталатындарды көрді. Эксперимент нәтижесі «жасуша» ұғымын енгізу болды.
Микроскоптың тағы бір әкесі – Энтони ван Левенгук – оны тек қайта ойлап тапты, бірақ құрылғыға биологтардың назарын аудара алды. Және кейінБұл микроскоптың өнертабысы ғылым үшін қаншалықты маңызды екенін анық көрсетті, өйткені ол микробиологияның дамуына мүмкіндік берді. Бәлкім, аталған құрылғы жаратылыстану ғылымдарының дамуын айтарлықтай жылдамдатқан болса керек, өйткені адам микробтарды көргенше ауру тазалықтан туады деп есептеген. Ал ғылымда алхимия концепциялары мен тірі және өздігінен пайда болатын өмірдің өмір сүруінің виталистік теориялары басым болды.
Льювенгук микроскопы
Микроскоптың өнертабысы орта ғасырлар ғылымындағы ерекше оқиға, өйткені құрылғының арқасында ғылыми талқылау үшін көптеген жаңа тақырыптарды табуға мүмкіндік туды. Оның үстіне көптеген теориялар микроскопия арқылы жойылды. Бұл Энтони ван Левенгуктың үлкен еңбегі. Ол жасушаларды егжей-тегжейлі көруге мүмкіндік беретін микроскопты жетілдіре алды. Ал егер мәселені осы контексте қарастыратын болсақ, онда Ливенгук шынымен де микроскоптың осы түрінің атасы болып табылады.
Құрал құрылымы
Левенгуктың жарық микроскопының өзі қарастырылып жатқан объектілерді көбейтуге қабілетті линзасы бар пластина болды. Бұл линзасы бар пластинаның штативі болды. Ол арқылы ол көлденең үстелге орнатылды. Линзаны жарыққа бағыттап, оның және шамның жалынының арасына сынақ материалын қою арқылы бактерия жасушаларын көруге болады. Сонымен қатар, Энтони ван Левенгук зерттеген алғашқы материал тақта болды. Онда ғалым әлі атай алмаған көптеген тіршілік иелерін көрді.
Ливенгук микроскопының бірегейлігі таң қалдырады. Сол кезде қол жетімді композициялық модельдер жоғары кескін сапасын қамтамасыз ете алмады. Оның үстіне, екі линзаның болуы ақауларды одан әрі күшейтті. Сондықтан, бастапқыда Галилео мен Дреббель жасаған құрама микроскоптар Левенгук құрылғысындай кескін сапасын беру үшін 150 жылдан астам уақыт қажет болды. Энтони ван Левенгуктың өзі әлі де микроскоптың атасы болып саналмайды, бірақ жергілікті материалдар мен жасушаларды микроскопиялау шебері ретінде заңды түрде танылды.
Линзаларды ойлап табу және жетілдіру
Линза ұғымының өзі Ежелгі Рим мен Грецияда бұрыннан болған. Мысалы, Грецияда дөңес әйнек көмегімен отты жағу мүмкін болды. Ал Римде су құйылған шыны ыдыстардың қасиеттері бұрыннан байқалған. Олар бірнеше есе болмаса да, кескіндерді үлкейтуге мүмкіндік берді. Линзаның одан әрі дамуы белгісіз, дегенмен прогрестің бір орнында тұра алмайтыны анық.
16 ғасырда Венецияда көзілдірік қолдану практикаға енгені белгілі. Бұл линзаларды алуға мүмкіндік берген шыны тегістеу машиналарының болуы туралы фактілермен расталады. Сондай-ақ, айналар мен линзалар болып табылатын оптикалық құрылғылардың сызбалары болды. Бұл жұмыстардың авторы Леонардо да Винчиге тиесілі. Бірақ одан да ертерек адамдар үлкейткіш көзілдіріктермен жұмыс істеген: сонау 1268 жылы Роджер Бэкон телескоп жасау идеясын ұсынды. Ол кейінірек енгізілді.
Объективтің авторлығы ешкімге тиесілі болмағаны анық. Бірақ бұл Карл Фридрих Цейс оптикамен айналысқан сәтке дейін байқалды. 1847 жылы ол микроскоптар шығара бастады. Содан кейін оның компаниясы оптикалық көзілдірік жасауда көшбасшы болды. Ол негізгі болып қала отырып, бүгінгі күнге дейін барсалалар. Онымен фото және бейнекамералар, оптикалық көздеуіштер, қашықтық өлшегіштер, телескоптар және басқа құрылғылар шығаратын барлық компаниялар жұмыс істейді.
Микроскопияны жақсарту
Микроскоптың өнертабыс тарихы егжей-тегжейлі зерттелген кезде таң қалдырады. Бірақ одан кем емес қызықты микроскопияны одан әрі жетілдіру тарихы. Микроскоптардың жаңа түрлері пайда бола бастады және оларды тудырған ғылыми ойлар барған сайын тереңдей түсті. Енді ғалымның мақсаты тек микробтарды зерттеу ғана емес, сонымен қатар кішігірім компоненттерді қарастыру болды. Олар молекулалар мен атомдар. 19 ғасырда оларды рентгендік дифракциялық талдау арқылы зерттеуге болады. Бірақ ғылым көбірек талап етті.
Сонымен, 1863 жылы зерттеуші Генри Клифтон Сорби метеориттерді зерттеу үшін поляризациялық микроскоп жасады. Ал 1863 жылы Эрнст Аббе микроскоптың теориясын жасады. Ол Carl Zeiss өндірісінде сәтті қабылданды. Осылайша оның компаниясы оптикалық индустрияның танымал көшбасшысына айналды.
Бірақ көп ұзамай 1931 жыл келді – электронды микроскоптың жасалу уақыты. Бұл жарықтан гөрі көп нәрсені көруге мүмкіндік беретін жаңа құрылғы түріне айналды. Онда жіберу үшін фотондар мен поляризацияланбаған жарық пайдаланылды, бірақ электрондар - қарапайым иондардан әлдеқайда аз бөлшектер. Бұл гистологияның дамуына мүмкіндік берген электронды микроскоптың өнертабысы болды. Қазір ғалымдар жасуша мен оның органоидтары туралы өз пайымдауларының шын мәнінде дұрыс екеніне толық сенімді болды. Алайда, тек 1986 жылыЭлектрондық микроскопты жасаушы Эрнст Руска Нобель сыйлығының лауреаты атанды. Оның үстіне, 1938 жылы Джеймс Хиллер трансмиссиялық электронды микроскоп жасады.
Микроскоптардың соңғы түрлері
Көптеген ғалымдардың табысынан кейін ғылым тезірек және жылдам дамыды. Сондықтан, жаңа шындықтар белгілеген мақсат жоғары сезімтал микроскопты жасау қажеттілігі болды. Ал 1936 жылы Эрвин Мюллер далалық сәуле шығару құрылғысын шығарды. Ал 1951 жылы тағы бір құрылғы – далалық иондық микроскоп шығарылды. Оның маңыздылығы өте жоғары, өйткені ол ғалымдарға атомдарды алғаш рет көруге мүмкіндік берді. Бұған қоса, 1955 жылы Ежи Номарски дифференциалды интерференциялық-контрастты микроскопияның теориялық негіздерін әзірледі.
Соңғы микроскоптарды жақсарту
Микроскоптың өнертабысы әлі сәтті емес, өйткені биологиялық орта арқылы иондарды немесе фотондарды өткізу, содан кейін алынған кескінді қарастыру, негізінен, қиын емес. Бірақ микроскопияның сапасын жақсарту мәселесі шынымен маңызды болды. Осы тұжырымдардан кейін ғалымдар транзиттік масса анализаторын жасады, оны сканерлеуші иондық микроскоп деп атады.
Бұл құрылғы бір атомды сканерлеуге және молекуланың үш өлшемді құрылымы туралы мәліметтер алуға мүмкіндік берді. Рентгендік дифракциялық талдаумен бірге бұл әдіс процесті айтарлықтай жылдамдатуға мүмкіндік бердітабиғатта кездесетін көптеген заттарды анықтау. Ал қазірдің өзінде 1981 жылы сканерлеуші туннельдік микроскоп, ал 1986 жылы - атомдық күшті микроскоп енгізілді. 1988 жыл сканерлеуші электрохимиялық туннельдік микроскопты ойлап тапқан жыл. Ал ең соңғысы және ең пайдалысы - Кельвин күшінің зонды. Ол 1991 жылы жасалған.
Микроскоптың өнертабыстың жаһандық маңыздылығын бағалау
1665 жылдан бастап, Левенгук шыны өңдеуді және микроскоптарды жасауды бастаған кезден бастап, өнеркәсіп дамып, күрделене түсті. Ал микроскопты ойлап табудың маңыздылығы қандай болды деген сұрақ туындаса, микроскопияның негізгі жетістіктерін қарастырған жөн. Сонымен, бұл әдіс биологияның дамуына тағы бір серпін болған жасушаны қарастыруға мүмкіндік берді. Содан кейін құрылғы жасушаның органеллаларын көруге мүмкіндік берді, бұл жасуша құрылымының үлгілерін қалыптастыруға мүмкіндік берді.
Содан кейін микроскоп молекула мен атомды көруге мүмкіндік берді, ал кейінірек ғалымдар олардың бетін сканерлей алды. Сонымен қатар, микроскоп арқылы тіпті атомдардың электронды бұлттарын көруге болады. Электрондар ядроның айналасында жарық жылдамдығымен қозғалатындықтан, бұл бөлшекті қарастыру мүлдем мүмкін емес. Осыған қарамастан, микроскоптың өнертабысы қаншалықты маңызды болғанын түсіну керек. Ол көзбен көруге болмайтын жаңа нәрсені көруге мүмкіндік берді. Бұл таңғажайып дүние, оны зерттеу адамды физиканың, химияның және медицинаның заманауи жетістіктеріне жақындатты. Және бұл барлық тынымсыз еңбекке тұрарлық.
