تاريخ اختراع وتطور المجهر. تاريخ تطور الفحص المجهري

من أجل فهم ما يحدث في العالم الصغير والضخم ، يلزم وجود أجهزة معقدة. كانت أولى الخطوات نحو فهم هذه العوالم هي اختراعات المجهر والتلسكوب على التوالي.

حتى في العصور الوسطى ، كان معروفًا أنه بمساعدة الزجاج المنحني ، يمكنك تغيير الإدراك البصري. كان الراهب الإنجليزي مروجًا نشطًا لاستخدام العدسات المكبرة. روجر بيكونالذي عاش في القرن الثالث عشر. في نفس الوقت تقريبًا ، بدأ الناس في استخدام النظارات لتصحيح العيوب البصرية. ومع ذلك ، جعلت كل هذه الأدوات البصرية البدائية من المستحيل رؤية شيء جديد مقارنة بما يمكن أن يراه الشخص ذو الرؤية العادية. أدت محاولات تعزيز التأثير المكبر للعدسات إلى اختراع ما يسمى بالمجهر المركب - وهو جهاز يتكون من عدستين (هدف وعينية) ، ويمر من خلاله الضوء بشكل متسلسل لإنشاء صورة مكبرة للكائن قيد الدراسة على قشرة العين الحساسة. حدث هذا في نهاية القرن السادس عشر أو بداية القرن السابع عشر ، لكن من كان أول مخترع لمثل هذا المجهر غير معروف بالضبط. على أي حال ، في عام 1609 ، أظهر جاليليو لأول مرة للمجتمع العلمي الجهاز الذي صممه ، والذي أطلق عليه اسم "occhiolino" ، والذي يعني "العين الصغيرة". ربما كان هذا هو المجهر الأول ، على الرغم من وجود منافسين آخرين لهذا الاختراع فيما بعد. كلمة "ميكروسكوب" نفسها صاغها صديق جاليليو جيوفاني فابر ، بالقياس مع التلسكوب الموجود بالفعل في ذلك الوقت.

ومع ذلك ، لم تسمح المجاهر الأولى بالحصول على صورة واضحة بسبب التلميع غير الكامل للزجاج. بالرغم من هذا، روبرت هوكفي عام 1664 ، أثناء فحص قسم من الفلين ، اكتشف الخلايا. قام الهولندي الهولندي بعمل ثورة حقيقية في تطوير البحث المجهري عام 1674 أنتوني فان ليفينهوك(الشكل 95 ، أ).

أرز. 95. المجاهر: أ - كان مجهر Leeuwenhoek بسيطًا للغاية وكان عبارة عن لوحة ، في وسطها عدسة ؛ ب - مجهر ضوئي حديث ؛ ب- مجهر الكتروني

أثناء عمله كحارس في دار البلدية المحلية ، مارس طحن العدسات أثناء عمله وسرعان ما وصل إلى مستوى الكمال لدرجة أنه بمجرد النظر إلى قطرة ماء من خلال عدسة كان قد صقلها في إضاءة مناسبة ، رأى عالمًا جديدًا تمامًا. لقد كان عالمًا من الكائنات الحية غير معروف لأي شخص حتى ذلك الحين ، والذي أطلق عليه ليوينهوك "الحيوانات الصغيرة". لهذا الاكتشاف ، تم انتخابه عضوًا مناظرًا في الجمعية الملكية في لندن ، على الرغم من أنه لم يفهم أي علم على الإطلاق.

في وقت لاحق ، أتاحت تقنيات طحن العدسة المحسّنة إمكانية الزيادة الدقة مجهر مركب (الشكل 95 ، ب). يشير هذا المصطلح إلى قدرة المجهر على إنشاء صورة منفصلة واضحة لنقطتين على كائن. ببساطة ، هذه هي أصغر أبعاد كائن يمكن تمييزها تحت المجهر. كل ما نراه بشكل عام وفي المجهر بشكل خاص هو انعكاس للضوء من الكائن قيد الدراسة. لكننا نعلم أن الضوء عبارة عن موجة كهرومغناطيسية لها صفات مثل التردد والطول. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مثل هذه الموجات ، مثل غيرها من الموجات ، لها خاصية الانعراج ، أي القدرة على الانحناء حول الأشياء الصغيرة. بسبب الانعراج ، من المستحيل التمييز تحت المجهر كائنات أصغر من نصف الطول الموجي للضوء المنعكس. تذكر أن الطول الموجي للإشعاع الكهرومغناطيسي في الجزء المرئي من الطيف يتراوح من 400 إلى 700 نانومتر تقريبًا. هذا يعني أن المجاهر الضوئية التقليدية ، التي تستخدم الضوء المرئي كمصدر للإضاءة ، يمكن أن تسمح لنا برؤية الأشياء التي تكون على الأقل بهذا الحجم (الشكل 96). لذلك ، لا يمكن أن يكون الحد الأقصى للتكبير الذي يمكن تحقيقه بمساعدتهم أكثر من 2000.

من أجل زيادة الدقة ، يلزم إلقاء الضوء على الكائن قيد الدراسة بإشعاع يكون طوله الموجي أقصر من طول الضوء المرئي.

أرز. 96. عين اليعسوب ، يمكن رؤيتها بالعين المجردة (أ) وتحت المجهر (ب)

أرز. 97. منظار جاليليو.

تبين أن الإلكترونات هي مثل هذا الإشعاع. في بداية القرن العشرين. لقد وجد أن الإلكترون يمكن اعتباره ليس فقط كجسيم ، ولكن أيضًا كإشعاع ، بطول موجة في نطاق الأشعة السينية. ونظرًا لأن الإلكترونات ، على عكس الضوء ، لها أيضًا شحنات كهربائية ، يمكن تركيز أشعةها باستخدام العدسات المغناطيسية. بناءً على هذه الأفكار ، في عام 1931 ، بدأ التطور ميكروسكوب الكتروني، السماح بالحصول على صورة كائنات مع زيادة تصل إلى مليون مرة (الشكل 95 ، ب). في المستقبل ، تم تحسين تقنية إنشاء المجاهر باستمرار ، والآن تتيح المجاهر الحديثة رؤية حتى الذرات الفردية.

بدأت دراسة الأشياء الموجودة على مسافات كبيرة من الأرض والتي تنتمي إلى العالم الضخم بالاختراع تلسكوب(الشكل 97). كان التلسكوب مسبوقًا بمنظار أو ، كما كان يُطلق عليه ، نطاق اكتشاف ، والذي كان مستخدمًا منذ بداية القرن السابع عشر. ومع ذلك ، لم ينتشر حتى اللحظة التي وقع فيها في أيدي جاليليو. قام بتحسين هذا الجهاز ولأول مرة في عام 1609 خمن أن يوجه هذا الأنبوب إلى السماء ، وبالتالي تحويله إلى تلسكوب. على الرغم من أن جهاز جاليليو كان بدائيًا إلى حد ما ، فقد تمكن العالم من زيادة قدرته على التكبير من ثلاث إلى اثنتين وثلاثين مرة في بضع سنوات ، مما سمح له بإجراء عدد من الاكتشافات المهمة. سيتم مناقشة المزيد من التفاصيل حول التحسينات اللاحقة للتلسكوب والبحوث التي تم إجراؤها بمساعدتهم في الفصل التالي. والآن سنستمر في التعرف على هيكل العالم الصغير.

حقائق مثيرة للاهتمام حول تاريخ المجهر وحصلت على أفضل إجابة

الرد من ~ * [بريد إلكتروني محمي] [بريد إلكتروني محمي]~ * ~ [المعلم]
من الصعب اليوم تخيل النشاط العلمي للإنسان بدون مجهر. يستخدم المجهر على نطاق واسع في معظم مختبرات الطب والبيولوجيا والجيولوجيا وعلوم المواد.
النتائج التي يتم الحصول عليها باستخدام المجهر ضرورية لإجراء تشخيص دقيق ومراقبة مسار العلاج. باستخدام المجهر ، يتم تطوير وإدخال عقاقير جديدة ، ويتم إجراء اكتشافات علمية.
مجهر - (من اليونانية mikros - small و skopeo - أنا أنظر) ، جهاز بصري للحصول على صورة مكبرة للأشياء الصغيرة وتفاصيلها غير المرئية للعين المجردة.
يمكن للعين البشرية أن تميز تفاصيل جسم لا يقل عن 0.08 مم عن بعضها البعض. باستخدام مجهر ضوئي ، يمكنك رؤية التفاصيل ، والمسافة التي تصل إلى 0.2 ميكرون. يسمح لك المجهر الإلكتروني بالحصول على دقة تصل إلى 0.1-0.01 نانومتر.
يرجع اختراع المجهر ، وهو أداة مهمة جدًا لجميع العلوم ، في المقام الأول إلى تأثير تطور علم البصريات. كانت بعض الخصائص البصرية للأسطح المنحنية معروفة حتى لإقليدس (300 قبل الميلاد) وبطليموس (127-151) ، لكن قوتهم المكبرة لم تجد تطبيقًا عمليًا. في هذا الصدد ، اخترع سالفينيو ديلي أرليتى الزجاج الأول في إيطاليا فقط في عام 1285. في القرن السادس عشر ، أظهر ليوناردو دافنشي وموروليكو أنه من الأفضل دراسة الأشياء الصغيرة باستخدام عدسة مكبرة.
تم إنشاء أول مجهر فقط في عام 1595 بواسطة Z. Jansen. يتكون الاختراع من حقيقة أن Zacharius Jansen قام بتركيب عدستين محدبتين داخل أنبوب واحد ، وبالتالي وضع الأساس لإنشاء مجاهر معقدة. تم التركيز على الكائن قيد الدراسة بواسطة أنبوب قابل للسحب. كان تكبير المجهر من 3 إلى 10 مرات. وكان طفرة حقيقية في مجال الفحص المجهري! كل من مجهره التالي ، تحسن بشكل ملحوظ.
خلال هذه الفترة (القرن السادس عشر) بدأت أدوات البحث الدنماركية والإنجليزية والإيطالية بالتطور تدريجياً ، وأرست الأساس للفحص المجهري الحديث.
بدأ الانتشار السريع للمجاهر وتحسينها بعد أن بدأ جاليليو (ج. جاليلي) ، بتحسين التلسكوب الذي صممه ، في استخدامه كنوع من المجهر (1609-1610) ، وتغيير المسافة بين الهدف والعينية.
في وقت لاحق ، في عام 1624 ، بعد أن حقق تصنيع عدسات تركيز أقصر ، قلل جاليليو بشكل كبير من أبعاد مجهره.
في عام 1625 ، اقترح أي. فابر ، عضو "أكاديمية اليقظة" الرومانية ("Akudemia dei lincei") مصطلح "مجهر". تم تحقيق النجاحات الأولى المرتبطة باستخدام المجهر في البحث البيولوجي العلمي بواسطة R. Hooke ، الذي كان أول من وصف خلية نباتية (حوالي 1665). في كتابه "Micrographia" وصف هوك هيكل المجهر.
في عام 1681 ، ناقشت الجمعية الملكية في لندن في اجتماعها بالتفصيل الوضع الغريب. وصف الهولندي ليفينجوك (A. van Leenwenhoek) المعجزات المذهلة التي اكتشفها بمجهره في قطرة ماء ، في ضخ الفلفل ، في طين نهر ، في جوف أسنانه. اكتشف Leeuwenhoek ، باستخدام المجهر ، الحيوانات المنوية من مختلف الأوليات ، تفاصيل بنية أنسجة العظام (1673-1677) ورسمها.
"مع دهشة كبيرة ، رأيت في القطرة عددًا كبيرًا من الحيوانات الصغيرة تتحرك بخفة في جميع الاتجاهات ، مثل رمح في الماء. أصغر هذه الحيوانات الصغيرة هو ألف مرة أصغر من عين قملة بالغة."

بدأ اختراع المجهر بحقيقة أن جاليليو بنى يومًا ما تلسكوبًا طويلًا جدًا. حدث ذلك خلال النهار. عندما انتهى ، صوب البوق على النافذة لاختبار نظافة العدسات في الضوء. متشبثًا بالعدسة ، أصيب جاليليو بالذهول: نوعًا من الكتلة الرمادية البراقة احتلت مجال الرؤية بأكمله. تمايل الأنبوب قليلاً ، ورأى العالم رأسًا ضخمًا بعيون سوداء منتفخة على الجانبين. كان للوحش جذع أسود مع لون أخضر ، وستة أرجل مرفوعة ... لماذا ، إنها ... ذبابة! أخذ الأنبوب بعيدًا عن عينه ، كان جاليليو مقتنعًا بأن الذبابة كانت تجلس بالفعل على حافة النافذة.

لذلك ولد المجهر - جهاز يتكون من عدستين لتكبير صورة الأشياء الصغيرة. حصلت على اسمها - "microscopium" - من عضو في "Academia dei linchei" ("أكاديمية الوشق العين")

I. Faber في عام 1625. كان مجتمعًا علميًا وافق ، من بين أمور أخرى ، على استخدام الأدوات البصرية في العلوم ودعمها.

وأدخل جاليليو نفسه في عام 1624 عدسات تركيز أقصر (محدبة أكثر) في المجهر ، مما جعل الأنبوب أقصر.

روبرت هوك وإنجازاته

ترتبط الصفحة التالية في تاريخ إنشاء المجهر باسم روبرت هوك. لقد كان رجلاً موهوبًا جدًا وعالمًا موهوبًا. تتمثل أهم إنجازات هوك فيما يلي:

• اختراع لفائف الربيع لضبط الساعة ؛ إنشاء التروس الحلزونية.
• تحديد سرعة دوران المريخ والمشتري حول محورهما ؛ اختراع التلغراف البصري.
• إنشاء جهاز لتحديد نضارة الماء ؛ إنشاء مقياس حرارة لقياس درجات الحرارة المنخفضة ؛
• تحديد ثبات درجات حرارة ذوبان الجليد والماء المغلي ؛ اكتشاف قانون تشوه الأجسام المرنة ؛ افتراض حول الطبيعة الموجية للضوء وطبيعة الجاذبية الأرضية.

بعد تخرجه من جامعة أكسفورد عام 1657 ، أصبح هوك مساعدًا لروبرت بويل. كانت مدرسة ممتازة لواحد من أعظم العلماء في ذلك الوقت. في عام 1663 ، كان هوك يعمل بالفعل كسكرتير ومتظاهر لتجارب الجمعية الملكية الإنجليزية (أكاديمية العلوم). عندما أصبح معروفًا بالمجهر ، تم توجيه هوك لإجراء ملاحظات على هذا الجهاز. كان مجهر السيد Drebbel تحت تصرفه عبارة عن أنبوب مذهب بطول نصف متر ، يقع بشكل عمودي بدقة. كان علي أن أعمل في وضع غير مريح - مقوس.

تحسين المجهر بواسطة هوك

بادئ ذي بدء ، صنع هوك أنبوبًا - أنبوبًا - مائلًا. من أجل عدم الاعتماد على الأيام المشمسة ، والتي يوجد منها القليل في إنجلترا ، قام بتركيب مصباح زيت بتصميم أصلي أمام الجهاز. ومع ذلك ، كانت الشمس لا تزال أكثر إشراقًا. لذلك جاءت الفكرة لتقوية أشعة الضوء من المصباح ، للتركيز. هكذا ظهر اختراع هوك التالي - كرة زجاجية كبيرة مملوءة بالماء ، متبوعة بعدسة خاصة. زاد هذا النظام البصري من سطوع الإضاءة مئات المرات.

تعامل الخطاف ذو الحيلة بسهولة مع أي صعوبات ظهرت في طريقه. على سبيل المثال ، عندما احتاج إلى صنع عدسة صغيرة جدًا ذات شكل دائري تمامًا ، قام بغمس طرف الإبرة في الزجاج المصهور ثم سحبها سريعًا - تتلألأ قطرة على طرف الإبرة. صقلها هوك قليلاً - وكانت العدسة جاهزة. وعندما أصبح من الضروري تحسين جودة الصورة في المجهر ، أدخل هوك عدسة جماعية ثالثة بين عدستين تقليديتين - هدف وعدسة ، وأصبحت الصورة أكثر وضوحًا ، بينما زاد مجال الرؤية.

عندما أصبح المجهر جاهزًا ، بدأ هوك بالمراقبة. وصف النتائج التي توصلوا إليها في كتابه Micrography ، الذي نُشر عام 1665. على مدار 300 عام ، أعيد طبعه عشرات المرات. بالإضافة إلى الأوصاف ، احتوت على رسوم توضيحية رائعة - نقوش لهوك نفسه.

الاكتشافات والاكتشافات هيكل الخلية

من الأمور ذات الأهمية الخاصة الملاحظة رقم 17 - "حول المنهجية ، أو بنية الفلين وعلى خلايا ومسام بعض الأجسام الفارغة الأخرى." يصف هوك قسمًا من الفلين العادي على النحو التالي: "كل شيء مثقوب ومسامي ، مثل قرص العسل ، لكن مسامها غير منتظمة الشكل ، وفي هذا الصدد تشبه قرص العسل ... علاوة على ذلك ، هذه المسام ، أو الخلايا ، ليست عميقة ، ولكنها تتكون من العديد من الخلايا المفصولة بأقسام ".

في هذه الملاحظة ، كلمة "خلية" ملفتة للنظر. لذلك أطلق هوك على ما يسمى الآن الخلايا ، على سبيل المثال ، الخلايا النباتية. في تلك الأيام ، لم يكن لدى الناس أي فكرة عن ذلك. كان هوك أول من لاحظهم وأعطى الاسم الذي بقي معهم إلى الأبد. كان اكتشافًا ذا أهمية كبيرة.

ملاحظات أنتوني فان ليفينهوك

بعد فترة وجيزة من هوك ، بدأ الهولندي أنتوني فان ليفينهوك في إجراء ملاحظاته. كان شخصًا مثيرًا للاهتمام - كان يتاجر في الأقمشة والمظلات ، لكنه لم يتلق أي تعليم علمي. لكن كان لديه عقل فضولي وملاحظة ومثابرة وضمير حي. العدسات ، التي صقلها بنفسه ، قامت بتكبير الكائن بمقدار 200-300 مرة ، أي 60 مرة أفضل من الأدوات المستخدمة في ذلك الوقت. لقد وضع جميع ملاحظاته في رسائل أرسلها بعناية إلى الجمعية الملكية في لندن. في إحدى رسائله ، أعلن عن اكتشاف أصغر الكائنات الحية - الحيوانات الصغيرة ، كما أطلق عليها ليوينهوك.

اتضح أن الحيوانات الصغيرة موجودة في كل مكان - في الأرض ، والنباتات ، وجسم الحيوانات. أحدث هذا الحدث ثورة في العلم - تم اكتشاف الكائنات الحية الدقيقة.

في عام 1698 ، التقى أنتوني فان ليفينهوك بالإمبراطور الروسي بيتر الأول وأظهر له مجهره وحيوانه. كان الإمبراطور مهتمًا جدًا بكل ما يراه وما أوضحه العالم الهولندي له لدرجة أنه اشترى مجاهرًا من أساتذة هولنديين لروسيا. يمكن رؤيتها في Kunstkamera في سانت بطرسبرغ.

يمتلك Leeuwenhoek اكتشافًا مهمًا آخر. عند تسخين الماء ليغلي ، لاحظ أن جميع الحيوانات تقريبًا تموت. وهذا يعني أنه بهذه الطريقة يمكن التخلص من مسببات الأمراض في الماء الذي يشربه الناس.

الكاميرا ذات الثقب

عند الانتهاء من الحديث عن الأدوات البصرية ، لا بد من ذكر الكاميرا المظلمة ، التي اخترعها المهندس الإيطالي جي فونتانا عام 1420. الكاميرا الغامضة هي أبسط جهاز بصري يسمح لك باستقبال صور الأشياء على الشاشة. هذا صندوق مظلم به فتحة صغيرة في أحد الجدران ، ويوضع الجسم المعني أمامه. تمر أشعة الضوء المنبعثة منه عبر الفتحة وتخلق صورة مقلوبة للكائن على الجدار المقابل للصندوق (الشاشة).

في عام 1558 ، قام الإيطالي جيه بورتا بتكييف كاميرا مظلمة لأداء الرسومات. كما جاء بفكرة استخدام الكاميرا المظلمة لعرض رسومات موضوعة عند فتحة الكاميرا ومضاءة بشدة بالشموع أو الشمس.

من الصعب اليوم تخيل النشاط العلمي للإنسان بدون مجهر. يستخدم المجهر على نطاق واسع في معظم مختبرات الطب والبيولوجيا والجيولوجيا وعلوم المواد.

النتائج التي يتم الحصول عليها باستخدام المجهر ضرورية لإجراء تشخيص دقيق ومراقبة مسار العلاج. باستخدام المجهر ، يتم تطوير وإدخال عقاقير جديدة ، ويتم إجراء اكتشافات علمية.

مجهر- (من اليونانية mikros - small و skopeo - أنا أنظر) ، جهاز بصري للحصول على صورة مكبرة للأشياء الصغيرة وتفاصيلها غير المرئية للعين المجردة.

يمكن للعين البشرية أن تميز تفاصيل جسم لا يقل عن 0.08 مم عن بعضها البعض. باستخدام مجهر ضوئي ، يمكنك رؤية التفاصيل ، والمسافة التي تصل إلى 0.2 ميكرون. يسمح لك المجهر الإلكتروني بالحصول على دقة تصل إلى 0.1-0.01 نانومتر.

يرجع اختراع المجهر ، وهو أداة مهمة جدًا لجميع العلوم ، في المقام الأول إلى تأثير تطور علم البصريات. كانت بعض الخصائص البصرية للأسطح المنحنية معروفة بالفعل لإقليدس (300 قبل الميلاد) وبطليموس (127-151) ، لكن قوتهم المكبرة لم تجد تطبيقًا عمليًا. في هذا الصدد ، اخترع سالفينيو ديلي أرليتى الزجاج الأول في إيطاليا فقط في عام 1285. في القرن السادس عشر ، أظهر ليوناردو دافنشي وموروليكو أنه من الأفضل دراسة الأشياء الصغيرة باستخدام عدسة مكبرة.

تم إنشاء أول مجهر فقط في عام 1595 بواسطة Z. Jansen. يتكون الاختراع من حقيقة أن Zacharius Jansen قام بتركيب عدستين محدبتين داخل أنبوب واحد ، وبالتالي وضع الأساس لإنشاء مجاهر معقدة. تم التركيز على الكائن قيد الدراسة بواسطة أنبوب قابل للسحب. كان تكبير المجهر من 3 إلى 10 مرات. وكان طفرة حقيقية في مجال الفحص المجهري! كل من مجهره التالي ، تحسن بشكل ملحوظ.

خلال هذه الفترة (القرن السادس عشر) بدأت أدوات البحث الدنماركية والإنجليزية والإيطالية بالتطور تدريجياً ، وأرست الأساس للفحص المجهري الحديث.

بدأ الانتشار السريع للمجاهر وتحسينها بعد أن بدأ جاليليو (ج. جاليلي) ، بتحسين التلسكوب الذي صممه ، في استخدامه كنوع من المجهر (1609-1610) ، وتغيير المسافة بين الهدف والعينية.

في وقت لاحق ، في عام 1624 ، بعد أن حقق تصنيع عدسات تركيز أقصر ، قلل جاليليو بشكل كبير من أبعاد مجهره.

في عام 1625 ، اقترح عضو في الأكاديمية الرومانية لليقظة ("Akudemia dei lincei") I. Faber المصطلح "مجهر". تم تحقيق النجاحات الأولى المرتبطة باستخدام المجهر في البحث البيولوجي العلمي بواسطة R. Hooke ، الذي كان أول من وصف خلية نباتية (حوالي 1665). في كتابه "Micrographia" وصف هوك هيكل المجهر.

في عام 1681 ، ناقشت الجمعية الملكية في لندن في اجتماعها بالتفصيل الوضع الغريب. الهولندي ليوينهوك(A. van Leenwenhoek) وصف المعجزات المدهشة التي اكتشفها بمجهره في قطرة ماء ، في ضخ الفلفل ، في طين النهر ، في جوف أسنانه. اكتشف Leeuwenhoek ، باستخدام المجهر ، الحيوانات المنوية من مختلف الأوليات ، تفاصيل بنية أنسجة العظام (1673-1677) ورسمها.

"مع دهشة كبيرة ، رأيت في القطرة عددًا كبيرًا من الحيوانات الصغيرة تتحرك بخفة في جميع الاتجاهات ، مثل رمح في الماء. أصغر هذه الحيوانات الصغيرة هو ألف مرة أصغر من عين قملة بالغة."

تم تكبير أفضل مكبرات Leeuwenhoek 270 مرة. معهم ، رأى لأول مرة كريات الدم ، وحركة الدم في الأوعية الشعرية في ذيل الشرغوف ، وتضخم العضلات. فتح infusoria. لأول مرة انغمس في عالم الطحالب المجهرية أحادية الخلية ، حيث تكمن الحدود بين الحيوان والنبات. حيث الحيوان المتحرك ، مثل النبات الأخضر ، يحتوي على الكلوروفيل ويتغذى عن طريق امتصاص الضوء ؛ حيث فقد النبات ، الذي لا يزال مرتبطًا بالركيزة ، الكلوروفيل ويبتلع البكتيريا. أخيرًا ، حتى أنه رأى البكتيريا في تنوع كبير. ولكن ، بالطبع ، في ذلك الوقت لم تكن هناك إمكانية بعيدة لفهم أهمية البكتيريا بالنسبة للإنسان ، أو معنى المادة الخضراء - الكلوروفيل ، أو الحدود بين النبات والحيوان.

كان ينفتح عالم جديد من الكائنات الحية ، وأكثر تنوعًا وأصالة بلا حدود من العالم الذي نراه.

في عام 1668 ، قام إ. ديفيني بتركيب عدسة ميدانية على العدسة ، وقام بإنشاء عدسة من النوع الحديث. في عام 1673 ، قدم هافيلي لولبًا ميكرومترًا ، واقترح هيرتيل وضع مرآة تحت مرحلة المجهر. وهكذا ، بدأ تجميع المجهر من تلك الأجزاء الرئيسية التي تشكل جزءًا من مجهر بيولوجي حديث.

في منتصف القرن السابع عشر نيوتناكتشفوا التركيب المعقد للضوء الأبيض وحللوه بمنشور. أثبت رومر أن الضوء ينتقل بسرعة محدودة وقام بقياسها. طرح نيوتن الفرضية الشهيرة - غير صحيحة ، كما تعلم - أن الضوء عبارة عن تيار من الجسيمات المتطايرة ذات الدقة غير العادية والترددات التي تخترقها من خلال الأجسام الشفافة ، مثل الزجاج من خلال عدسة العين ، وتضرب شبكية العين بالتأثيرات. ، تنتج إحساسًا فسيولوجيًا بالضوء. كان Huygens أول من تحدث عن الطبيعة المتموجة للضوء وأثبت كيف أنه يفسر بشكل طبيعي كلاً من قوانين الانعكاس والانكسار البسيط ، وقوانين الانكسار المزدوج في الصاري الأيسلندي. التقت أفكار هيغنز ونيوتن في تناقض حاد. وهكذا ، في القرن السابع عشر. في نزاع حاد ، نشأت مشكلة جوهر الضوء حقًا.

تحرك كل من حل مسألة جوهر الضوء وتحسين المجهر إلى الأمام ببطء. استمر الخلاف بين أفكار نيوتن وهيجنز لمدة قرن. انضم أويلر الشهير إلى فكرة الطبيعة الموجية للضوء. لكن المشكلة لم تحل إلا بعد أكثر من مائة عام من قبل Fresnel ، وهو باحث موهوب ، مثل العلم المعروف.

ما الفرق بين تدفق موجات الانتشار - فكرة هيغنز - من تدفق الجسيمات الصغيرة المتسرعة - فكرة نيوتن؟ علامتان:

1. بعد أن اجتمعت الأمواج ، يمكن أن تقضي على بعضها البعض إذا كان سنام أحدهما يقع في وادي الآخر. الضوء + الضوء معًا يمكن أن ينتج ظلامًا. هذه الظاهرة التشوش، هذه هي حلقات نيوتن التي أساء نيوتن فهمها ؛ لا يمكن أن يكون هذا هو الحال مع تدفقات الجسيمات. تياران من الجسيمات هما دائمًا تيار مزدوج ، ضوء مزدوج.

2. يمر تدفق الجسيمات عبر الفتحة مباشرة ، دون أن يتباعد إلى الجانبين ، ومن المؤكد أن تدفق الأمواج يتشتت ويتبدد. هذه الانحراف.

أثبت فرينل نظريًا أن الاختلاف في جميع الاتجاهات لا يكاد يذكر إذا كانت الموجة صغيرة ، لكنه مع ذلك اكتشف وقياس هذا الانعراج الضئيل ، وحدد الطول الموجي للضوء من حجمه. من بين ظواهر التداخل المعروفة جيدًا لأخصائيي البصريات الذين يلمعون إلى "لون واحد" ، إلى "شريطين" ، قام أيضًا بقياس الطول الموجي - هذا نصف ميكرون (نصف جزء من الألف من المليمتر). ومن هنا أصبحت نظرية الموجة والدقة الاستثنائية والحدة لاختراق جوهر المادة الحية لا يمكن إنكارها. منذ ذلك الحين ، نؤكد جميعًا ونطبق أفكار Fresnel في تعديلات مختلفة. لكن حتى بدون معرفة هذه الأفكار ، يمكن للمرء أن يحسن المجهر.

لذلك كان ذلك في القرن الثامن عشر ، على الرغم من أن الأحداث تطورت ببطء شديد. الآن من الصعب حتى تخيل أن أنبوب جاليليو الأول ، الذي لاحظ من خلاله عالم المشتري ، ومجهر ليوينهوك كانا عدسات بسيطة غير لونية.

كان عدم وجود حجر الصوان عائقًا كبيرًا أمام اللونية. كما تعلم ، تتطلب عملية اللونية كأسين: تاج وصوان. هذا الأخير هو الزجاج ، حيث يكون أحد الأجزاء الرئيسية هو أكسيد الرصاص الثقيل ، والذي يحتوي على تشتت كبير بشكل غير متناسب.

في عام 1824 ، أعطت فكرة Sallig العملية البسيطة ، التي أعادت إنتاجها شركة Chevalier الفرنسية ، نجاحًا هائلاً للميكروسكوب. العدسة ، التي كانت تتكون من عدسة واحدة ، مقسمة إلى أجزاء ، وبدأت تصنع من العديد من العدسات اللونية. وبالتالي ، تم مضاعفة عدد المعلمات ، وتم إعطاء إمكانية تصحيح أخطاء النظام ، ولأول مرة أصبح من الممكن التحدث عن تكبيرات كبيرة حقيقية - بمقدار 500 وحتى 1000 مرة. انتقلت حدود الرؤية النهائية من ميكرون إلى ميكرون واحد. تم ترك مجهر Leeuwenhoek في الخلف.

في السبعينيات من القرن التاسع عشر ، تقدمت مسيرة الفحص المجهري المنتصرة. الذي قال كان آبي(إي. آبي).

تم تحقيق ما يلي:

أولاً ، انتقل القرار المحدد من نصف ميكرون إلى عُشر ميكرون.

ثانياً ، في بناء المجهر ، بدلاً من التجريبية التقريبية ، تم تقديم شخصية علمية عالية.

ثالثًا ، أخيرًا ، يتم عرض حدود الممكن بالمجهر ، ويتم التغلب على هذه الحدود.

تم تشكيل مقر للعلماء وأخصائيي البصريات والآلات الحاسبة العاملين في شركة زايس. قدم تلاميذ آبي نظرية المجهر والأدوات البصرية بشكل عام في الأعمال الكبرى. تم تطوير نظام للقياسات يحدد جودة المجهر.

عندما أصبح واضحًا أن الأنواع الحالية من الزجاج لا يمكنها تلبية المتطلبات العلمية ، تم إنشاء أنواع جديدة بشكل منهجي. خارج أسرار ورثة جينان - بارا مانتوا (ورثة بونتان) في باريس والفرص في برمنغهام - تم إنشاء طرق صهر الزجاج مرة أخرى ، وتم تطوير مسألة البصريات العملية إلى حد يمكن للمرء أن يقول: كاد آبي أن يفوز في الحرب العالمية 1914-1918 بالمعدات البصرية للجيش gg.

أخيرًا ، طلبًا لمساعدة أسس نظرية الموجة للضوء ، أظهر آبي بوضوح ولأول مرة أن كل حدة للأداة لها حدها الخاص من الاحتمالية. الطول الموجي هو أنحف الأدوات. من المستحيل رؤية أجسام أقل من نصف طول الموجة ، كما تقول نظرية حيود آبي ، ومن المستحيل الحصول على صور أقل من نصف طول الموجة ، أي أقل من 1/4 ميكرون. أو باستخدام حيل الغمر المختلفة ، عندما نستخدم وسائط يكون فيها الطول الموجي أقصر - حتى 0.1 ميكرون. الموجة تحدنا. صحيح أن الحدود صغيرة جدًا ، لكنها لا تزال حدودًا للنشاط البشري.

يشعر الفيزيائي البصري عندما يتم إدخال كائن جزء من ألف ، أو عشرة آلاف ، وفي بعض الحالات حتى مائة ألف من طول الموجة في مسار موجة ضوئية. يقاس الفيزيائيون الطول الموجي نفسه بدقة تبلغ واحدًا على عشرة ملايين من حجمه. هل من الممكن الاعتقاد بأن أخصائيي البصريات ، الذين انضموا إلى جهودهم مع علماء الخلايا ، لن يتقنوا الطول الموجي المائة الذي يقف في مهمتهم؟ هناك العشرات من الطرق للالتفاف حول حد الطول الموجي. أنت تعرف أحد هذه التجاوزات ، ما يسمى بطريقة الفحص الدقيق. إذا كانت الميكروبات غير المرئية في المجهر متباعدة ، فيمكنك إلقاء الضوء عليها من الجانب بضوء ساطع. بغض النظر عن صغر حجمها ، فإنها سوف تتألق مثل النجوم على خلفية مظلمة. لا يمكن تحديد شكلهم ، لا يمكن للمرء إلا التأكد من وجودهم ، ولكن هذا غالبًا ما يكون في غاية الأهمية. تستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع في علم الجراثيم.

أرست أعمال أخصائي البصريات الإنجليزي J. Sirks (1893) الأساس للفحص المجهري للتداخل. في عام 1903 أنشأ R. Zsigmondy و N. Siedentopf مجهرًا فائق الدقة ، في عام 1911 وصف M. Sagnac أول مجهر تداخل ثنائي الحزمة ، في عام 1935 اقترح F. في منتصف القرن العشرين. تم اختراع المجهر الإلكتروني ، في عام 1953 اخترع الفيزيولوجي الفنلندي أ. ويلسكا المجهر الشرجي.

م. لومونوسوف ، آي. كوليبين ، ل. ماندلستام ، د. روجديستفينسكي ، أ. ليبيديف ، إس. فافيلوف ، ف. لينيك ، د. Maksutov وغيرهم.

المؤلفات:

د. الأعمال المختارة Rozhdestvensky. M.-L. ، "العلوم" ، 1964.

Rozhdestvensky د. حول مسألة صورة الأجسام الشفافة في المجهر. - آر. GOI، 1940، v. 14

سوبول S.L. تاريخ المجهر والبحث المجهري في روسيا في القرن الثامن عشر. 1949.

كلاي آر إس ، محكمة T.H. تاريخ المجهر. L. ، 1932 ؛ برادبري س. تطور المجهر. أكسفورد ، 1967.

المجهر هو أداة فريدة مصممة لتكبير الصور الدقيقة وقياس حجم الكائنات أو التكوينات الهيكلية التي يتم ملاحظتها من خلال العدسة. هذا التطور مذهل ، وأهمية اختراع المجهر كبيرة للغاية ، لأنه بدونه لن توجد بعض مجالات العلم الحديث. ومن هنا بمزيد من التفصيل.

المجهر هو جهاز مرتبط بالتلسكوب يستخدم لأغراض مختلفة تمامًا. مع ذلك ، من الممكن النظر في بنية الأشياء غير المرئية للعين. يسمح لك بتحديد المعلمات المورفولوجية للتشكيلات الدقيقة ، وكذلك تقييم موقعها الحجمي. لذلك ، من الصعب حتى تخيل أهمية اختراع المجهر ، وكيف أثر مظهره على تطور العلم.

تاريخ المجهر والبصريات

من الصعب اليوم الإجابة على من اخترع المجهر لأول مرة. على الأرجح ، ستتم أيضًا مناقشة هذه المشكلة على نطاق واسع ، بالإضافة إلى إنشاء قوس ونشاب. ومع ذلك ، على عكس الأسلحة ، فإن اختراع المجهر حدث بالفعل في أوروبا. من الذي ، بالضبط ، لا يزال مجهولا. احتمال أن يكون هانز يانسن ، صانع النظارات الهولندي ، هو مكتشف الجهاز مرتفع للغاية. ادعى ابنه ، زكاري يانسن ، في عام 1590 أنه بنى مجهرًا مع والده.

ولكن بالفعل في عام 1609 ظهرت آلية أخرى أنشأها جاليليو جاليلي. أطلق عليها اسم occhiolino وقدمها للجمهور في الأكاديمية الوطنية dei Lincei. والدليل على أنه يمكن استخدام المجهر بالفعل في ذلك الوقت هو العلامة الموجودة على ختم البابا أوربان الثالث. يُعتقد أنه تعديل للصورة التي تم الحصول عليها عن طريق الفحص المجهري. يتكون المجهر الضوئي (المركب) لجاليليو جاليلي من عدسة محدبة واحدة وعدسة مقعرة.

التحسين والتنفيذ في الممارسة

بعد 10 سنوات من اختراع جاليليو ، ابتكر كورنيليوس دريبل مجهرًا مركبًا بعدستين محدبتين. وفي وقت لاحق ، في النهاية ، طور كريستيان هيغنز نظام العدسة ثنائي العدسة. لا يزال يتم إنتاجها ، على الرغم من أنها تفتقر إلى اتساع الرؤية. ولكن الأهم من ذلك ، بمساعدة مثل هذا المجهر في عام 1665 ، أجريت دراسة على قطعة من بلوط الفلين ، حيث رأى العالم ما يسمى بأقراص العسل. كانت نتيجة التجربة إدخال مفهوم "الخلية".

قام أنتوني فان ليفينهوك ، الأب الآخر للميكروسكوب ، بإعادة اختراعه ، لكنه نجح في لفت انتباه علماء الأحياء إلى الجهاز. وبعد ذلك اتضح مدى أهمية اختراع المجهر بالنسبة للعلم ، لأنه سمح بتطوير علم الأحياء الدقيقة. على الأرجح ، أدى الجهاز المذكور إلى تسريع تطور العلوم الطبيعية بشكل كبير ، لأنه حتى رأى الشخص الميكروبات ، كان يعتقد أن الأمراض ولدت من القذارة. وفي العلم ، سادت مفاهيم الكيمياء والنظريات الحيوية لوجود الأحياء والجيل التلقائي للحياة.

مجهر ليوينهوك

يعد اختراع المجهر حدثًا فريدًا في علم العصور الوسطى ، لأنه بفضل الجهاز كان من الممكن العثور على العديد من الموضوعات الجديدة للمناقشة العلمية. علاوة على ذلك ، تم تدمير العديد من النظريات بواسطة الفحص المجهري. وهذا هو الفضل العظيم لأنتوني فان ليفينهوك. كان قادرًا على تحسين المجهر بحيث يسمح لك برؤية الخلايا بالتفصيل. وإذا نظرنا إلى المسألة في هذا السياق ، فإن Leeuwenhoek هو بالفعل والد هذا النوع من المجاهر.

هيكل الجهاز

كان الضوء نفسه عبارة عن لوحة بها عدسة قادرة على تكبير الأشياء المعنية بشكل متكرر. كان لهذه اللوحة مع عدسة حامل ثلاثي القوائم. من خلالها ، تم تركيبها على طاولة أفقية. من خلال توجيه العدسة إلى الضوء ووضع المادة قيد الدراسة بينها وبين لهب الشمعة ، يمكن للمرء أن يرى ، علاوة على ذلك ، كانت المادة الأولى التي فحصها أنتوني فان ليوينهوك هي البلاك. في ذلك ، رأى العالم العديد من المخلوقات التي لم يستطع تسميتها بعد.

إن تفرد مجهر Leeuwenhoek مذهل. لم توفر النماذج المركبة المتوفرة في ذلك الوقت جودة صورة عالية. علاوة على ذلك ، أدى وجود عدستين فقط إلى تفاقم العيوب. لذلك ، استغرق الأمر أكثر من 150 عامًا للمجاهر المركبة التي طورها في الأصل Galileo و Drebbel لإنتاج نفس جودة الصورة مثل جهاز Leeuwenhoek. لا يزال أنتوني فان ليفينهوك نفسه لا يعتبر والد المجهر ، ولكنه بحق أستاذ معترف به في الفحص المجهري للمواد والخلايا الأصلية.

اختراع العدسات وتحسينها

كان مفهوم العدسة موجودًا بالفعل في روما القديمة واليونان. على سبيل المثال ، في اليونان ، بمساعدة الزجاج المحدب ، كان من الممكن إشعال النار. وفي روما ، لوحظ منذ فترة طويلة خصائص الأواني الزجاجية المملوءة بالماء. سمحوا بتكبير الصور ، على الرغم من عدم تكرارها عدة مرات. التطوير الإضافي للعدسات غير معروف ، على الرغم من أنه من الواضح أن التقدم لا يمكن أن يظل ثابتًا.

من المعروف أنه في القرن السادس عشر في البندقية ، بدأ استخدام النظارات. هذا ما تؤكده الحقائق المتعلقة بتوافر آلات طحن الزجاج ، والتي جعلت من الممكن الحصول على العدسات. كانت هناك أيضًا رسومات للأجهزة البصرية ، وهي مرايا وعدسات. يعود تأليف هذه الأعمال إلى ليوناردو دافنشي. لكن حتى قبل ذلك ، عمل الناس باستخدام العدسات المكبرة: في عام 1268 ، طرح روجر بيكون فكرة إنشاء تلسكوب. في وقت لاحق تم تنفيذه.

من الواضح أن تأليف العدسة لا ينتمي لأحد. لكن هذا لوحظ حتى اللحظة التي تناول فيها كارل فريدريش زايس البصريات. في عام 1847 بدأ تصنيع المجاهر. ثم أصبحت شركته رائدة في تطوير النظارات البصرية. إنه موجود حتى يومنا هذا ، ويبقى العنصر الرئيسي في الصناعة. تتعاون معها جميع الشركات المصنعة لكاميرات الصور والفيديو والمشاهد البصرية وأجهزة تحديد المدى والتلسكوبات وغيرها من الأجهزة.

تحسين الفحص المجهري

إن تاريخ اختراع المجهر مذهل في دراسته التفصيلية. ولكن ليس أقل إثارة للاهتمام هو تاريخ التحسين الإضافي للفحص المجهري. بدأت أفكار جديدة في الظهور ، وغاص الفكر العلمي الذي ولّدها بشكل أعمق وأعمق. الآن لم يكن هدف العالم دراسة الميكروبات فحسب ، بل أيضًا النظر في المكونات الأصغر. هم جزيئات وذرات. بالفعل في القرن التاسع عشر ، يمكن التحقيق فيها عن طريق تحليل حيود الأشعة السينية. لكن العلم طالب بالمزيد.

لذلك ، في عام 1863 ، طور الباحث هنري كليفتون سوربي مجهرًا مستقطبًا لدراسة النيازك. وفي عام 1863 طور إرنست آبي نظرية المجهر. تم اعتماده بنجاح في إنتاج Carl Zeiss. وهكذا تطورت شركته لتصبح رائدة معترف بها في مجال الأجهزة البصرية.

ولكن سرعان ما جاء عام 1931 - وقت إنشاء المجهر الإلكتروني. لقد أصبح نوعًا جديدًا من الأجهزة التي تسمح لك برؤية ما هو أكثر بكثير من الضوء. في ذلك ، لم يتم استخدام الفوتونات ولا الضوء المستقطب للإرسال ، ولكن الإلكترونات - جسيمات أصغر بكثير من أبسط الأيونات. لقد كان اختراع المجهر الإلكتروني هو الذي سمح بتطور الأنسجة. اكتسب العلماء الآن ثقة تامة في أن أحكامهم بشأن الخلية وعضياتها صحيحة بالفعل. ومع ذلك ، فقط في عام 1986 ، حصل مبتكر المجهر الإلكتروني ، إرنست روسكا ، على جائزة نوبل. علاوة على ذلك ، في عام 1938 ، بنى جيمس هيلر مجهرًا إلكترونيًا ناقلًا.

احدث انواع المجاهر

تطور العلم بعد نجاحات العديد من العلماء بشكل أسرع وأسرع. لذلك ، كان الهدف ، الذي تمليه الحقائق الجديدة ، هو الحاجة إلى تطوير مجهر شديد الحساسية. وبالفعل في عام 1936 ، أنتج إروين مولر جهاز انبعاث ميداني. وفي عام 1951 ، تم إنتاج جهاز آخر - مجهر أيوني ميداني. أهميتها بالغة لأنها سمحت للعلماء برؤية الذرات لأول مرة. بالإضافة إلى ذلك ، في عام 1955 ، طور Jerzy Nomarski الأسس النظرية للفرق المجهري للتداخل والتباين.

تحسين أحدث المجاهر

لم ينجح اختراع المجهر بعد ، لأنه ، من حيث المبدأ ، ليس من الصعب جعل الأيونات أو الفوتونات تمر عبر الوسائط البيولوجية ، ثم النظر في الصورة الناتجة. لكن مسألة تحسين جودة الفحص المجهري كانت مهمة حقًا. وبعد هذه الاستنتاجات ، ابتكر العلماء محلل كتلة العبور ، والذي كان يسمى مجهر المسح الأيوني.

مكّن هذا الجهاز من مسح ذرة واحدة والحصول على بيانات عن البنية ثلاثية الأبعاد للجزيء. إلى جانب هذه الطريقة ، كان من الممكن تسريع عملية التعرف على العديد من المواد الموجودة في الطبيعة بشكل كبير. وبالفعل في عام 1981 ، تم إدخال مجهر المسح النفقي ، وفي عام 1986 - مجهر القوة الذرية. عام 1988 هو عام اختراع مجهر النفق الكهروكيميائي الماسح. وآخرها وأكثرها فائدة هو مسبار قوة كلفن. تم تطويره في عام 1991.

تقييم الأهمية العالمية لاختراع المجهر

منذ عام 1665 ، عندما بدأ Leeuwenhoek في صناعة الزجاج وصناعة المجاهر ، تطورت الصناعة وأصبحت أكثر تعقيدًا. وتساءل عن أهمية اختراع المجهر ، يجدر النظر في الإنجازات الرئيسية للفحص المجهري. لذلك ، جعلت هذه الطريقة من الممكن النظر في الخلية ، والتي كانت بمثابة قوة دافعة أخرى لتطوير علم الأحياء. ثم أتاح الجهاز رؤية عضيات الخلية ، مما جعل من الممكن تشكيل أنماط البنية الخلوية.

ثم جعل المجهر من الممكن رؤية الجزيء والذرة ، وبعد ذلك تمكن العلماء من مسح سطحهم. علاوة على ذلك ، يمكن رؤية سحب الذرات الإلكترونية من خلال المجهر. نظرًا لأن الإلكترونات تتحرك بسرعة الضوء حول النواة ، فمن المستحيل تمامًا التفكير في هذا الجسيم. على الرغم من ذلك ، يجب أن نفهم مدى أهمية اختراع المجهر. جعل من الممكن رؤية شيء جديد لا يمكن رؤيته بالعين. هذا عالم مذهل ، دراسته جعلت الشخص أقرب إلى الإنجازات الحديثة للفيزياء والكيمياء والطب. وهو يستحق كل هذا العمل الشاق.