Geschichte der Erfindung des Mikroskops

In der Entwicklung der Wissenschaft spielten zwei Geräte eine besondere Rolle, die die Grenzen des Wissens dramatisch erweiterten - ein Mikroskop und ein Teleskop. Wenn ein Mensch in der Antike die Welt nur in einem Maßstab wahrnehmen konnte, der mit der Größe seines eigenen Körpers vergleichbar war, dann sprach das Mikroskop über die Existenz und die erstaunlichen Eigenschaften der kleinsten Materieteilchen und winzigen lebenden Organismen und erlaubte ihm, den ersten Schritt in die Mikrowelt zu machen. Das Teleskop brachte entfernte Sterne näher und zwang die Menschheit, ihren Platz im Universum zu verwirklichen. Es öffnete die Megawelt für unseren Blick. Das Mikroskop und das Teleskop (genauer gesagt das Teleskop) erschienen Ende des 16. Jahrhunderts fast gleichzeitig, aber das Mikroskop entwickelte sich schnell von den ersten primitiven Modellen zu einem vollwertigen optischen Gerät.

Die Erfindung dieser Geräte ist mit dem Namen des niederländischen Meisters Zachariah Jansen verbunden, der 1590 ein Schema für ein Teleskop und ein Mikroskop vorschlug. Dann wurde die Verbesserung beider Geräte von Galileo und Kepler durchgeführt. 1665 entdeckte der englische Wissenschaftler R. Hook mit einem Mikroskop die Zellstruktur aller Tiere und Pflanzen, und zehn Jahre später entdeckte der niederländische Naturwissenschaftler A. Levenguk Mikroorganismen.

Nach 200 Jahren entwickelte der deutsche Physiker Abbe, Mitarbeiter und Partner von K. Zeiss, dem Besitzer der berühmten optischen Werkstätten, die Theorie des Mikroskops und schuf seine moderne Version, deren Möglichkeiten nicht durch Konstruktionsfehler, sondern durch die Grundgesetze der Physik begrenzt sind. Das menschliche Auge kann ein Detail von der Größe eines Zehntel Millimeters erkennen. Ein optisches Mikroskop kann es tausendfach vergrößern. Eine Komplikation des Linsensystems wäre nicht schwierig, um eine größere Erhöhung zu erzielen, aber dies würde das Bild nicht klarer machen. Tatsache ist, dass Materie gleichzeitig sowohl Wellen- als auch Korpuskeleigenschaften besitzt. Dies gilt für Licht, und aufgrund seiner Welleneigenschaften können Sie keine Objekte sehen, deren Abmessungen weniger als Zehntel Mikrometer betragen.

Beugung ist charakteristisch für Wellen - sie biegen sich um Hindernisse, deren Größe im Vergleich zur Wellenlänge klein ist. Zum Beispiel verhindert ein aus dem Wasser ragender Strohhalm nicht, dass sich Wellen ausbreiten, während ein großer Stein ihn zurückhält. Um ein Objekt wahrnehmen zu können, muss es Lichtwellen verzögern oder reflektieren. Die für das menschliche Auge sichtbare Wellenlänge des Lichts wird in Zehntel Mikrometern gemessen. Dies bedeutet, dass kleinere Teile fast keinen Einfluss auf die Lichtausbreitung haben und daher kein optisches Gerät dazu beiträgt, sie zu erkennen.

Die Welle-Teilchen-Dualität begrenzt jedoch nicht nur die Zunahme herkömmlicher Mikroskope, sondern eröffnet auch neue Möglichkeiten für die Untersuchung von Materie. Dank ihm ist es möglich, ein Bild nicht nur mit Hilfe dessen zu erhalten, was wir gewohnt sind, Wellen (sichtbares Licht, Röntgenstrahlen) zu betrachten, sondern auch mit Hilfe dessen, was wir als Teilchen (Elektronen, Neutronen) betrachten. Daher wurden jetzt Mikroskope entwickelt, die Objekte nicht nur in gewöhnlichem Licht, in ultravioletten oder infraroten Strahlen, sondern auch in Elektronen- und Ionenmikroskopen zeigen, deren Vergrößerung tausendmal größer ist als die von optischen. Es werden Röntgen- und Neutronenmikroskope entwickelt. Der Vorteil neuer Geräte ist nicht nur eine größere Steigerung, sondern auch die Vielfalt der Informationen, die sie bereitstellen. Zum Beispiel ermöglichen Infrarotmikroskope die Untersuchung opaker Kristalle und Mineralien, ultraviolette sind in der Forensik und in der biologischen Forschung unverzichtbar, Röntgenkristalle könnten ohne Zerstörung durch sehr dicke Proben scheinen, und Neutronenmikroskope könnten Teile unterscheiden, die aus verschiedenen chemischen Elementen bestehen. Die Verbesserung des Mikroskops wird fortgesetzt, und dieses Gerät wird weiterhin der Wissenschaft dienen.