显微镜。发明和生产的历史

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显微镜是一种设计用于获取放大图像以及测量肉眼不可见或难以看到的物体或结构细节的设备。

现代实验室显微镜

大约在开始借助望远镜探索太空的同时，首次尝试借助镜头揭示微观世界的秘密。

众所周知，即使光线充足的小物体，也会向眼睛发出一束光线太弱，强度不足以使其在眼睛视网膜上产生的分辨率无法为我们提供清晰的图像。放大小物体图像的最简单方法是用放大镜观察它。放大镜是插入手柄中的具有小焦距（通常不超过10厘米）的会聚透镜。

用放大镜观察如下。物体 AB 放置在距玻璃 OC 小于焦距 Of 的距离处，然后到位于光线 F 交点处的眼睛，看起来光线似乎来自于光线的交点 A1B1连续光线，从而获得物体 AB 的想象的直接放大图像 A1B1。为了使该图像完全清晰，距离 C1F 必须等于观察者最佳视野的距离。 A1B1 与 AB 或 OC1 与 OC 的比率将被视为放大镜的放大倍数。

显微镜
放大镜中的光线过程

观察微观物体的更完美工具是简单的显微镜。这些设备何时出现，尚不清楚。在 1646 世纪初，来自米德尔堡的眼镜工匠 Zacharias Jansen 制造了几台这样的显微镜。 A. Kircher 的著作于 XNUMX 年出版，其中描述了最简单的显微镜，他称之为“跳蚤玻璃”。它由一个嵌在铜底座中的放大镜组成，上面固定有一个物体台，用于放置所讨论的物体；在底部有一个平面或凹面镜，将太阳光线反射到一个物体上，从而从下面照亮它。放大镜通过螺钉移动到对象台上，直到图像变得清晰清晰。

简易詹森显微镜

第一个杰出的发现是在一个简单的显微镜的帮助下做出的。 1世纪中叶，荷兰博物学家安东尼·范·列文虎克取得了辉煌的成就。多年来，列文虎克在制造微型（有时直径小于 400 毫米）双凸透镜方面不断完善自己，这种透镜由一个小玻璃球制成，而玻璃球又是通过在火焰中熔化玻璃棒获得的。然后这个玻璃球在一台原始的研磨机上研磨。在他的一生中，列文虎克至少制造了 300 台这样的显微镜。其中一张保存在乌得勒支大学博物馆，放大倍数超过 XNUMX 倍，这在 XNUMX 世纪取得了巨大成功。

列文虎克显微镜

在没有明确计划的情况下，列文虎克探索了一切，并像伽利略在太空中一样，做出了一个又一个的重大发现。第一次在动物学研究中使用显微镜，他是微观世界的真正发现者。因此，列文虎克是第一个观察血管中血液运动并发现红细胞的人；他发现昆虫的眼睛与人类的眼睛完全不同，具有多面结构；他发现了肌肉的横纹、牙齿物质的小管、晶状体的纤维、皮肤的鳞片等等。更重要的是，列文虎克发现了一个广阔的微生物世界，以前甚至不知道它们存在。他描述了水螅和多种纤毛虫的萌芽。最后，他在人类和动物的精液中发现了精子，并表明大型生物体的发育也是从微观尺寸开始的。

XNUMX世纪初，出现了复合显微镜，由两个透镜组成。这种复合显微镜的发明者并不完全为人所知，但许多事实表明他是荷兰人 Cornelius Drebel，他住在伦敦并为英国国王詹姆斯一世服务。复合显微镜有两个眼镜：一个 - 一个镜头 - 面向对象，另一个 - 目镜 - 面向观察者的眼睛。在第一台显微镜中，双凸面玻璃作为物镜，它提供了一个真实的、放大的、但反向的图像。这个图像是在目镜的帮助下检查的，目镜因此起到了放大镜的作用，但只有这个放大镜不是用来放大物体本身，而是放大它的图像。

物体 AB 距离镜头比其主焦点 F 稍远，在另一侧提供了一个真实的、倒置的和放大的图像 ab，它位于两倍焦距的后面。眼镜 M 和 N 彼此相距太远，以至于图像 ab 落在目镜 N 和它的主焦点 F1 之间。因此，放置在 E 上的眼睛通过目镜看到图像，目镜充当放大镜，并将图像 ab 替换为另一个 - a1b1，虚构的甚至更大的放大镜。这第二幅图像与第一幅图像直接相关，但与主题相反。

复合显微镜示意图（点击放大）

除了显微镜的这种方案外，其他方案也是可能的。顺便说一句，望远镜的创造者伽利略在 1610 年发现，在高度扩展的状态下，他的观测范围可以让你大大放大小物体。他可以被认为是显微镜的发明者，由正透镜和负透镜组成。 1663 年，英国物理学家罗伯特·胡克对 Drebel 显微镜进行了改进，他在其中引入了第三个透镜，称为集体透镜。

胡克显微镜

这种显微镜得到了极大的普及，XNUMX世纪末和XNUMX世纪上半叶的大多数显微镜都是按照这种方案制造的。

作者：Ryzhov K.V.

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