Povijest izuma mikroskopa

U razvoju znanosti posebnu su ulogu imala dva uređaja koja su dramatično proširila granice znanja - mikroskop i teleskop. Ako je u davnim vremenima čovjek mogao opažati svijet samo u mjerilu usporedivom s veličinom vlastitog tijela, tada je mikroskop govorio o postojanju i nevjerojatnim svojstvima najmanjih čestica materije i sitnih živih organizama i omogućio mu je prvi korak u mikrovalni svijet. Teleskop je približio udaljene zvijezde, prisiljavajući čovječanstvo da shvati svoje mjesto u Svemiru, otvorio je mega-svijet našem pogledu. Mikroskop i teleskop (točnije, teleskop) pojavili su se gotovo istovremeno, krajem 16. stoljeća, ali mikroskop je brzo prešao iz prvih primitivnih modela u punopravni optički uređaj.

Izum ovih uređaja povezan je s imenom nizozemskog majstora Zachariaha Jansena, koji je 1590. godine predložio shemu za teleskop i mikroskop. Zatim su poboljšanje oba uređaja učinili Galileo i Kepler. Godine 1665. engleski je znanstvenik R. Hook pomoću mikroskopa otkrio staničnu strukturu svih životinja i biljaka, a deset godina kasnije nizozemski prirodoslovac A. Levenguk otkrio je mikroorganizme.

Nakon 200 godina, njemački fizičar Abbe, zaposlenik i partner K. Zeissa, vlasnika poznatih optičkih radionica, razvio je teoriju mikroskopa i stvorio svoju modernu verziju, čije su mogućnosti ograničene ne nedostacima dizajna, već temeljnim zakonima fizike. Ljudsko oko može razabrati detalj veličine desetine milimetra. Optički mikroskop može ga povećati tisuću puta. Kompliciranjem sustava objektiva ne bi bilo teško postići veće povećanje, ali to ne bi učinilo sliku jasnijom. Činjenica je da materija istodobno posjeduje i valna i korpuskularna svojstva. To se odnosi na svjetlost, a njegova valna svojstva ne omogućuju vam da vidite objekte čija su dimenzija manja od desetine mikrona.

Difrakcija je karakteristična za valove - oni se savijaju oko prepreka čija je veličina mala u odnosu na valnu duljinu. Na primjer, slama koja strši iz vode ne sprječava širenje valova, dok ga veliki kamen drži na mjestu. Da bi mogao primijetiti objekt mora se odgoditi ili reflektirati svjetlosne valove. Valna duljina svjetlosti vidljiva ljudskom oku mjeri se u desetinama mikrona. To znači da manji dijelovi gotovo neće utjecati na širenje svjetlosti, pa stoga niti jedan optički uređaj neće pomoći u njihovom otkrivanju.

Međutim, dualnost valova-čestica ne samo da ograničava povećanje konvencionalnih mikroskopa, već otvara i nove mogućnosti za proučavanje materije. Zahvaljujući njemu moguće je dobiti sliku ne samo uz pomoć onoga na što smo navikli smatrati valove (vidljivu svjetlost, x-zrake), već i uz pomoć onoga što smatramo česticama (elektroni, neutroni). Stoga su sada stvoreni mikroskopi koji prikazuju predmete ne samo u običnoj svjetlosti, u ultraljubičastoj ili infracrvenoj zraci, već i u elektronskim i ionskim mikroskopima, čija je povećala tisuću puta veća od optičkih. Razvijaju se rentgenski i neutronski mikroskopi. Prednost novih uređaja nije samo veće povećanje, već i raznolikost informacija koje pružaju. Na primjer, infracrveni mikroskopi omogućuju proučavanje neprozirnih kristala i minerala, ultraljubičasti su neophodni u forenzičkim i biološkim istraživanjima, rendgenski mikroskopi mogu prenositi vrlo debele uzorke bez pucanja, a neutronski mogu razlikovati dijelove koji se sastoje od različitih kemijskih elemenata. Unapređenje mikroskopa se nastavlja, a ovaj će uređaj i dalje služiti znanosti.