În acea perioadă istorică cunoscută sub numele de Renaștere, după Evul Mediu „întunecat” , au avut loc invențiile tiparului , a prafului de pușcă și a busolei marine , urmate de descoperirea Americii. La fel de notabilă a fost invenția microscopului cu lumină: un instrument care permite ochiului uman, prin intermediul unei lentile sau a unor combinații de lentile, să observe imagini mărite ale obiectelor minuscule. El a făcut vizibile detaliile fascinante ale lumilor din lumi.
inventarea lentilelor de sticlă
Cu mult înainte, în trecutul cețos neînregistrat, cineva a luat o bucată de sticlă transparentă mai groasă în mijloc decât la margini, a privit prin ea și a descoperit că facea lucrurile să pară mai mari. Cineva a mai descoperit că un astfel de cristal ar focaliza razele soarelui și ar arde un sul sau o cârpă. Lupele și „lupele aprinse” sau „lupele” sunt menționate în scrierile lui Seneca și Pliniu cel Bătrân, filozofi romani în timpul secolului I d.Hr., dar se pare că nu au fost utilizate pe scară largă până la inventarea ochelarilor, spre sfârșitul sec. secolul .secolului al XIII-lea. secol. Au fost numite lentile pentru că au forma semințelor de linte.
Primul microscop simplu a fost pur și simplu un tub cu o placă obiect la un capăt și o lentilă la celălalt, oferind o mărire de mai puțin de zece diametre, de zece ori dimensiunea reală. Acestea au excitat uimirea generală atunci când erau folosite pentru a vedea purici sau obiecte mici care se târăsc, așa că au fost numiți „ochelari de protecție împotriva puricilor”.
Nașterea microscopului cu lumină
În jurul anului 1590, doi producători de ochelari olandezi, Zaccharias Janssen și fiul său Hans, în timp ce experimentau cu diverse lentile într-un tub, au descoperit că obiectele din apropiere păreau mult mărite. Acesta a fost precursorul microscopului compus și al telescopului . În 1609, Galileo , părintele fizicii și astronomiei moderne, a aflat despre aceste experimente timpurii, a elaborat principiile lentilelor și a realizat un instrument mult mai bun cu un dispozitiv de focalizare.
Anton van Leeuwenhoek (1632-1723)
Părintele microscopiei, Anton van Leeuwenhoek din Țările de Jos, a început ca ucenic într-un magazin de produse uscate, unde se foloseau lupe pentru a număra firele de material. El a învățat el însuși noi metode pentru șlefuirea și lustruirea lentilelor minuscule, foarte curbate, care dădeau măriri de până la 270 de diametre, cele mai bune cunoscute la acea vreme. Acestea au dus la construirea microscoapelor sale și la descoperirile biologice pentru care este faimos. El a fost primul care a văzut și a descris bacteriile, plantele de drojdie, viața abundentă într-o picătură de apă și circulația celulelor sanguine în capilare.De-a lungul unei vieți lungi, și-a folosit ochelarii pentru a efectua studii de pionierat asupra unei varietăți extraordinare de lucruri, atât vii, cât și nevii, și a raportat descoperirile sale în peste o sută de scrisori către Societatea Regală a Angliei și Academiei Franceze.
Robert hooke
Robert Hooke , părintele englez al microscopiei, a reconfirmat descoperirile lui Anton van Leeuwenhoek despre existența unor organisme vii minuscule într-o picătură de apă. Hooke a făcut o copie a microscopului luminos al lui Leeuwenhoek și ulterior și-a îmbunătățit designul.
charles a. spencer
După aceea, au fost făcute puține îmbunătățiri majore până la mijlocul secolului al XIX-lea. Atunci diferite țări europene au început să producă echipamente optice fine, dar niciunul mai fin decât minunatele instrumente construite de americanul Charles A. Spencer și industria pe care a fondat-o. Instrumentele actuale, cu puține modificări, oferă măriri de până la 1.250 de diametre în lumină obișnuită și până la 5.000 în lumină albastră.
Dincolo de microscopul luminos
Un microscop cu lumină, chiar și unul cu lentile perfecte și iluminare perfectă, pur și simplu nu poate fi folosit pentru a distinge obiectele care sunt mai mici de jumătate din lungimea de undă a luminii. Lumina albă are o lungime de undă medie de 0,55 micrometri, dintre care jumătate este de 0,275 micrometri. (Un micrometru este o miime de milimetru și există aproximativ 25.000 de micrometri într-un inch. Micrometrele sunt numite și microni.) Orice două linii care sunt mai aproape de 0,275 micrometri împreună vor fi văzute ca o singură linie, iar orice obiect cu un diametru mai mic de 0,275 micrometri va fi invizibil sau neclar în cel mai bun caz.Pentru a vedea particulele mici la microscop, oamenii de știință trebuie să evite cu totul lumina și să folosească un alt tip de „iluminare”, una cu o lungime de undă mai scurtă.
microscopul electronic
Introducerea microscopului electronic în anii 1930 a umplut nota de plată. Co-inventat de germanii Max Knoll și Ernst Ruska în 1931, Ernst Ruska a primit jumătate din Premiul Nobel pentru fizică în 1986 pentru invenția sa. (Cealaltă jumătate a Premiului Nobel a fost împărțită între Heinrich Rohrer și Gerd Binnig pentru STM .)
În acest tip de microscop, electronii sunt accelerați în vid până când lungimea lor de undă este extrem de scurtă, doar o sută de miimi de lumină albă. Fasciculele acestor electroni cu mișcare rapidă sunt concentrate pe o probă de celulă și sunt absorbite sau împrăștiate de părți ale celulei pentru a forma o imagine pe o placă fotografică sensibilă la electroni.
Puterea microscopului electronic
Împinse la limită, microscoapele electronice ne pot permite să vedem obiecte la fel de mici ca diametrul unui atom. Majoritatea microscoapelor electronice folosite pentru a studia materialul biologic pot „vedea” până la aproximativ 10 angstromi, o performanță incredibilă, deoarece, deși acest lucru nu face atomii vizibili, le permite cercetătorilor să distingă moleculele individuale de importanță biologică. Într-adevăr, poate mări obiectele de până la 1 milion de ori. Cu toate acestea, toate microscoapele electronice suferă de un dezavantaj serios. Deoarece niciun exemplar viu nu poate supraviețui sub vidul lor înalt, ei nu pot afișa mișcările în continuă schimbare care caracterizează o celulă vie.
microscop luminos vs microscop electronic
Folosind un instrument de mărimea palmei sale, Anton van Leeuwenhoek a putut studia mișcările organismelor unicelulare. Descendenții moderni ai microscopului luminos al lui van Leeuwenhoek pot avea peste 6 metri înălțime, dar rămân indispensabili biologilor celulari, deoarece, spre deosebire de microscoapele electronice, microscoapele ușoare permit utilizatorului să vadă celulele vii în acțiune. Principala provocare pentru microscopistii cu lumina inca de pe vremea lui van Leeuwenhoek a fost de a imbunatati contrastul dintre celulele palide si mediul lor mai palid, astfel incat structurile si miscarea celulelor sa poata fi vazute mai usor.Pentru a face acest lucru, ei au conceput strategii ingenioase care implică camere video, lumină polarizată, computere digitizate și alte tehnici care aduc îmbunătățiri vaste, în contrast, alimentează o renaștere în microscopia luminoasă.
