Історія відкриття збільшувальних приладів. Пристрій збільшувальних приладів

Наскільки добре вам знайомі збільшувальні прилади? 5 клас середньої школи - це час, коли ми вперше знайомимося з ними. На уроках дітям розповідають найосновніше про їх пристрої і творців. Чи не хочете ви поглибити свої знання про них? А може бути, ви готуєте урок на тему "Збільшувальні прилади" (5 клас)? У будь-якому випадку нам є про що вам розповісти.

Стародавні лінзи

Історія відкриття збільшувальних приладів починається в далекому минулому. До нас дійшла велика плосковипуклая лінза - одна з найдавніших. Її діаметр - 55 мм, а фокусна відстань - близько 150 мм. Вона була виготовлена з гірського кришталю за 2,5 тис. Років до н. е. Її виявив в 1890 році Г. Шліман при розкопках Трої. Приблизно в 600-400 рр. до н. е. почали виготовляти скляні лінзи. Вони були виявлені в Саргоне (це Месопотамія). У Швеції в 1877 р була знайдена подвійна лінза діаметром 5 см, опукла з обох сторін. Вона відноситься до 500 році н. е. Можна довго продовжувати список древніх лінз, які вдалося виявити дослідникам. Історія відкриття збільшувальних приладів має безліч фактів. Незважаючи на це, про те, як вони використовувалися в ті часи, можна лише будувати припущення.

Внесок Роджера Бекона

Сучасні вчені ознайомилися з доскональним описом лінз, виконаним Роджером Беконом, ченцем францисканського ордена (роки життя - 1214-1294 рр.). Він був випускником Оксфордського університету, а також прославився як видатний мислитель і вчений. Лінзи, згідно з його праці, використовувалися для збільшення зображення. З перекладу фрагмента твори випливає, що Бекону вдалося правильно описати дію лінз, які служили зворотним телеоб'єктивом (йдеться про опис зорової однокомпонентної труби).

Заслуга Галілео Галілея

Історія відкриття збільшувальних приладів немислима без імені цієї людини. Приблизно через 300 років після смерті Бекона Галілео Галілей, відомий вчений з Італії, створив схожу трубу. Вона була не трьох-, а двокомпонентної. Практично "однолітком" такий зорової труби є мікроскоп. Прийнято вважати, що він зобов'язаний своєю появою Галілею. Галілео розсунув зорову трубу і зауважив, що дрібні предмети в такому стані можна добре збільшити. Д. Вівіані підтверджує, що мікроскоп винайшов саме Галілей. Вівіані, до речі, написав біографію цього італійського вченого.

Важливим для науки подією була відзначена історія відкриття збільшувальних приладів в 1625 році. Саме тоді Фабер, член римської Академії, вперше вжив сам термін "мікроскоп" по відношенню до зробленого Галілеєм винаходу.

Що створили Дребель і Алькмар, розробки Торі і Гука

Історія відкриття мікроскопа триває роботами К. Дребеля і Алькмар. Ці голландські вчені сконструювали прилад, який складався з двох опуклих лінз. Завдяки цьому зображення предмета, який розглядався під ним, було представлено в перевернутому вигляді. Цей складний мікроскоп, що мав двояко- або плосковипуклая окуляр, а також двоопуклий об'єктив, вважається попередником складних мікроскопів більш пізнього часу (один з них представлений на фото нижче).

Італієць Торі приблизно в 1660 році виготовив кулясті лупи із застиглих крапель скла. Історія відкриття мікроскопа немислима без цього імені, оскільки створені італійцем лупи дозволили збільшувати предмети в півтори тисячі разів.

Чи говорить вам про щось ще одне ім'я - Роберт Гук? Цей англійський вчений зробив великий внесок у відкриття збільшувальних приладів. Роберт Гук удосконалив їх настільки, що це стало одним із знаменних подій в історії оптики. Схема мікроскопа Гука представлена на фото нижче.

Завдяки цьому винаходу в 1665 році Роберту вдалося вперше побачити клітини на зрізі пробки. Так, важливе технічне засіб отримала така наука, як біологія. Збільшувальні прилади продовжив удосконалювати Левенгук. Скажемо і про нього.

Левенгук і його досягнення

Помітний внесок в історію розвитку збільшувальних приладів вніс А. В. Левенгук, голландець, який проживав у такому місті, як Дельфт. Роки його життя - 1632-1723 рр. Він самостійно сконструював і використовував у дослідженнях прості мікроскопи (одна з моделей таких приладів представлена нижче), здатні збільшувати до трьохсот крат.

Саме Левенгук перший склав опис мікроскопічних організмів (включаючи і одноклітинних бактерій), спираючись на свої спостереження. У 1698 році Петро I, російський цар, наніс візит цьому знаменитому досліднику. Петро перебував у той час в Голландії і, як відомо, цікавився всім новим. Для своєї Кунсткамери, відкритої ним в Петербурзі, він закупив кілька складних і простих мікроскопів. А набагато пізніше, вже після відкриття Академії наук, вони були передані в розпорядження цієї організації.

Роботи російських вчених з Академії наук

У урок "Збільшувальні прилади" слід включити також розповідь про досягнення в оптиці представників нашої країни. Перспективні російські вчені, роботою яких керував М. В. Ломоносов, стали застосовувати в біологічних дослідженнях куплені Петром I мікроскопи. А згодом вони брали активну участь у їх удосконаленні.

Відкриття збільшувальних приладів продовжилося в 1747 році. Саме тоді Л. Ейлер, член Академії наук Петербурга (роки життя - 1707-1783 рр.), Запропонував використовувати для мікроскопа ахроматичний об'єктив. Фундаментальна праця цього вченого у сфері геометричної оптики - "Діоптріка". Він складається з трьох томів, які були видані в 1769-1771 рр. Новий мікроскоп, вже ахроматичний, був випущений в 1802 році, після того, як була опублікована робота Елінуса (теж члена Академії наук м Петербурга).

Такий мікроскоп в той час вважався зробленим до такої міри, що вчені навіть не допускали думки про те, що його можна поліпшити. Відкриття це наробило багато шуму в той час. Пристрій збільшувальних приладів Елінуса було наступним. Вони були забезпечені шістьма об'єктивами, була можливість зміни збільшення плавно, змінювалося відстань від предмета до зображення. Саме в нашій країні народилася і втілилася в життя важлива для науки ідея ахроматичного мікроскопа, що має змінне збільшення. Однак цей задум у подальших розробках не прижився. Зміна збільшення приладу за допомогою регулювання довжини тубуса, тим не менш, було важливою ідеєю, яка внесла істотний внесок в історію розвитку оптичних приладів. Сьогодні один з мікроскопів, створених Елінусом, можна побачити в Політехнічному музеї Москви, який відноситься до Інституту історії, природознавства і техніки. На фото нижче представлені збільшувальні прилади, що відносяться до 18-го століття.

Подальше удосконалення мікроскопів

І. Г. Тідеман, німецький оптик з міста Штутгарта, на початку 19-го століття взявся за створення двох ахроматичних мікроскопів. Університет Дерпта (сьогодні він носить назву Тарту) виділив йому грошові кошти на здійснення робіт. У 1808 році були випущені ці прилади.

У 1807 році, за рік до створення ахроматичних мікроскопів, Ван Дейл, голландський оптик, опублікував свою працю. У ньому було представлено опис конструкції ахроматичного мікроскопа, створеного ним. Західноєвропейські історики вважають, що першим таким приладом задовільної якості був створений саме цим ученим мікроскоп. Однак він за всіма параметрами поступався сконструйованому Елінусом. До речі, ахроматичні мікроскопи І. Фраунгофера, випущені в 1811 р, відрізнялися ще більш недосконалою конструкцією, якщо порівнювати їх з мікроскопами Елінуса.

Російські мікроскопи в 19-му столітті

У першій половині 19-го століття збільшувальні прилади випускалися вже в багатьох місцях на землі. У Росії їх виробництво почалося ще в 18-му столітті, проте затихло до початку 19-го сторіччя. Відомо, що приблизно в 1820 році досить високої якості мікроскопи виробляла майстерня з виготовлення оптики, що знаходилася при Казанському університеті. Проте в Росії все-таки не спостерігалося бурхливого розвитку цієї галузі промисловості, оскільки уряд того часу вважало, що оптимальним варіантом є покупка збільшувальних приладів за кордоном.

Внесок у оптику Джамбаттиста і Амічі

Амічі Джамбаттиста (роки життя - 1786-1863 рр.) - Відомий італійський вчений-оптик, астроном і ботанік. Багато років свого життя він присвятив розвитку мікроскопії. У 1827 році Амічі сам сконструював і зробив ахроматичний об'єктив, що мав апертуру 0,60 і хорошу корекцію аберацій. Цей же вчений в 1844 році приступив до дослідів по застосуванню водної та масляної імерсії. Завдяки їм було розпочато випуск об'єктивів з числовою апертурою 1,30 і водної іммерсіей.

Мікроскопи Аббе

Прилади з масляною іммерсіей, що мають апертуру 1,50 (які використовуються і донині), почали випускатися завдяки роботі Ернста Аббе, німецького оптика. Він винайшов закон синусів, за допомогою якого була усунена кома, що спостерігалася в малих лінійних полях. Е. Аббе продовжив розвивати теорію формування зображення в збільшувальному приладі. Він прояснив і питання дозвільних здібностей цих апаратів. Аббе був керівником робіт зі створення цілої серії ахроматичних мікрооб'ектіва високої якості. Їх числова апертура досягала 1,50. Ці прилади були випущені в Єні фірмою "К. Цейс" (в 1872 році). Ця ж компанія під керівництвом Е. Аббе зробила 8 апохроматов. А в 1888 році її співробітники розробили апохромат, який володів апертурою 1,60 і мав монобромнафталіновую іммерсію.

Останні великі досягнення в оптиці

Російські вчені Д. С. Рождественський і Л. І. Мандельштам розвинули теорію Ернста у своїх працях. Важлива заслуга Різдвяного полягала в тому, що він ввів поняття відносної некогерентности освітлення. Р. Ріхтер, співробітник фірми "К. Цейс", розробив і отримав патент на особливу освітлювальне пристрій, що використовується в мікроскопі. Однак і донині актуальна проблема оптимального співвідношення параметрів змінних об'єктивів та системи освітлення. Вітчизняні мікроскопи сьогодні нічим не поступаються з технічного виконання і оптичним параметрами приладам, створеним відомими компаніями за кордоном.

Отже, ми коротко виклали історію виникнення сучасних мікроскопів. Розробляючи урок "Збільшувальні прилади" (5 клас), ви можете скористатися представленою в статті інформацією.