История открытия увеличительных приборов. Устройство увеличительных приборов

Насколько хорошо вам знакомы увеличительные приборы? 5 класс средней школы — это время, когда мы впервые знакомимся с ними. На уроках детям рассказывают самое основное об их устройстве и создателях. Не хотите ли вы углубить свои знания о них? А может быть, вы готовите урок на тему «Увеличительные приборы» (5 класс)? В любом случае нам есть о чем вам рассказать.

Древние линзы

История открытия увеличительных приборов начинается в далеком прошлом. До нас дошла большая плосковыпуклая линза — одна из самых древних. Ее диаметр — 55 мм, а фокусное расстояние — около 150 мм. Она была изготовлена из горного хрусталя за 2,5 тыс. лет до н. э. Ее обнаружил в 1890 году Г. Шлиман при раскопках Трои. Примерно в 600-400 гг. до н. э. начали изготавливать стеклянные линзы. Они были обнаружены в Саргоне (это Месопотамия). В Швеции в 1877 г. была найдена двойная линза диаметром 5 см, выпуклая с обеих сторон. Она относится к 500 году н. э. Можно долго продолжать список древних линз, которые удалось обнаружить исследователям. История открытия увеличительных приборов располагает множеством фактов. Несмотря на это, о том, как они использовались в те времена, можно лишь строить предположения.

Вклад Роджера Бэкона

Современные ученые ознакомились с доскональным описанием линз, выполненным Роджером Бэконом, монахом францисканского ордена (годы жизни — 1214-1294 гг.). Он был выпускником Оксфордского университета, а также прославился как видный мыслитель и ученый. Линзы, согласно его труду, использовались для увеличения изображения. Из перевода фрагмента сочинения следует, что Бэкону удалось правильно описать действие линз, которые служили обратным телеобъективом (речь идет об описании зрительной однокомпонентной трубы).

Заслуга Галилео Галилея

История открытия увеличительных приборов немыслима без имени этого человека. Примерно через 300 лет после смерти Бэкона Галилео Галилей, известный ученый из Италии, создал похожую трубу. Она была не трех-, а двухкомпонентной. Практически «сверстником» такой зрительной трубы является микроскоп. Принято считать, что он обязан своим появлением Галилею. Галилео раздвинул зрительную трубу и заметил, что мелкие предметы в таком состоянии можно хорошо увеличить. Д. Вивиани подтверждает, что микроскоп изобрел именно Галилей. Вивиани, кстати, написал биографию этого итальянского ученого.

Важным для науки событием была отмечена история открытия увеличительных приборов в 1625 году. Именно тогда Фабер, член римской Академии, впервые употребил сам термин «микроскоп» по отношению к сделанному Галилеем изобретению.

Что создали Дребель и Алькмар, разработки Торе и Гука

История открытия микроскопа продолжается работами К. Дребеля и Алькмара. Эти голландские ученые сконструировали прибор, который состоял из двух выпуклых линз. Благодаря этому изображение предмета, который рассматривался под ним, было представлено в перевернутом виде. Этот сложный микроскоп, имевший двояко- или плосковыпуклый окуляр, а также двояковыпуклый объектив, считается предшественником сложных микроскопов более позднего времени (один из них представлен на фото ниже).

Итальянец Торе примерно в 1660 году изготовил шарообразные лупы из застывших капель стекла. История открытия микроскопа немыслима без этого имени, поскольку созданные итальянцем лупы позволили увеличивать предметы в полторы тысячи раз.

Говорит ли вам о чем-то еще одно имя — Роберт Гук? Этот английский ученый внес большой вклад в открытие увеличительных приборов. Роберт Гук усовершенствовал их настолько, что это стало одним из знаменательных событий в истории оптики. Схема микроскопа Гука представлена на фото ниже.

Благодаря этому изобретению в 1665 году Роберту удалось впервые увидеть клетки на срезе пробки. Так, важное техническое средство получила такая наука, как биология. Увеличительные приборы продолжил совершенствовать Левенгук. Расскажем и о нем.

Левенгук и его достижения

Заметный вклад в историю развития увеличительных приборов внес А. В. Левенгук, голландец, проживавший в таком городе, как Дельфт. Годы его жизни — 1632-1723 гг. Он самостоятельно сконструировал и использовал в исследованиях простые микроскопы (одна из моделей таких приборов представлена ниже), способные увеличивать до трехсот крат.

Именно Левенгук первым составил описание микроскопических организмов (включая и одноклеточных бактерий), опираясь на свои наблюдения. В 1698 году Петр I, русский царь, нанес визит этому знаменитому исследователю. Петр находился в то время в Голландии и, как известно, интересовался всем новым. Для своей Кунсткамеры, открытой им в Петербурге, он закупил несколько сложных и простых микроскопов. А гораздо позже, уже после открытия Академии наук, они были переданы в распоряжение этой организации.

Работы русских ученых из Академии наук

В урок «Увеличительные приборы» следует включить также рассказ о достижениях в оптике представителей нашей страны. Перспективные русские ученые, работой которых руководил М. В. Ломоносов, стали применять в биологических исследованиях купленные Петром I микроскопы. А впоследствии они активно участвовали в их усовершенствовании.

Открытие увеличительных приборов продолжилось в 1747 году. Именно тогда Л. Эйлер, член Академии наук Петербурга (годы жизни — 1707-1783 гг.), предложил использовать для микроскопа ахроматический объектив. Фундаментальный труд этого ученого в сфере геометрической оптики — «Диоптрика». Он состоит из трех томов, которые были изданы в 1769-1771 гг. Новый микроскоп, уже ахроматический, был выпущен в 1802 году, после того, как была опубликована работа Элинуса (тоже члена Академии наук г. Петербурга).

Такой микроскоп в то время считался совершенным до такой степени, что ученые даже не допускали мысли о том, что его можно улучшить. Открытие это наделало много шума в то время. Устройство увеличительных приборов Элинуса было следующим. Они были снабжены шестью объективами, имелась возможность изменения увеличения плавно, менялось расстояние от предмета до изображения. Именно в нашей стране родилась и воплотилась в жизнь важная для науки идея ахроматического микроскопа, имеющего переменное увеличение. Однако этот замысел в дальнейших разработках не прижился. Изменение увеличения прибора с помощью регулирования длины тубуса, тем не менее, было важной идеей, внесшей существенный вклад в историю развития оптических приборов. Сегодня один из микроскопов, созданных Элинусом, можно увидеть в Политехническом музее Москвы, который относится к Институту истории, естествознания и техники. На фото ниже представлены увеличительные приборы, относящиеся к 18-му веку.

Дальнейшее усовершенствование микроскопов

И. Г. Тидеман, немецкий оптик из города Штутгарта, в начале 19-го века принялся за создание двух ахроматических микроскопов. Университет Дерпта (сегодня он носит название Тарту) выделил ему денежные средства на осуществление работ. В 1808 году были выпущены эти приборы.

В 1807 году, за год до создания ахроматических микроскопов, Ван Дейл, голландский оптик, опубликовал свой труд. В нем было представлено описание конструкции ахроматического микроскопа, созданного им. Западноевропейские историки считают, что первым таким прибором удовлетворительного качества был созданный именно этим ученым микроскоп. Однако он по всем параметрам уступал сконструированному Элинусом. Кстати, ахроматические микроскопы И. Фраунгофера, выпущенные в 1811 г., отличались еще более несовершенной конструкцией, если сравнивать их с микроскопами Элинуса.

Русские микроскопы в 19-м веке

В первой половине 19-го века увеличительные приборы выпускались уже во многих местах на земле. В России их производство началось еще в 18-м веке, однако поутихло к началу 19-го столетия. Известно, что примерно в 1820 году довольно высокого качества микроскопы производила мастерская по изготовлению оптики, находившаяся при Казанском университете. Однако в России все-таки не наблюдалось бурного развития этой отрасли промышленности, поскольку правительство того времени полагало, что оптимальным вариантом является покупка увеличительных приборов за рубежом.

Вклад в оптику Джамбаттиста и Амичи

Амичи Джамбаттиста (годы жизни — 1786-1863 гг.) — известный итальянский ученый-оптик, астроном и ботаник. Многие годы своей жизни он посвятил развитию микроскопии. В 1827 году Амичи сам сконструировал и сделал ахроматический объектив, имевший апертуру 0,60 и хорошую коррекцию аберраций. Этот же ученый в 1844 году приступил к опытам по применению водной и масляной иммерсий. Благодаря им был начат выпуск объективов с числовой апертурой 1,30 и водной иммерсией.

Микроскопы Аббе

Приборы с масляной иммерсией, имеющие апертуру 1,50 (которые используются и по сей день), начали выпускаться благодаря работе Эрнста Аббе, немецкого оптика. Он изобрел закон синусов, с помощью которого была устранена кома, наблюдавшаяся в малых линейных полях. Э. Аббе продолжил развивать теорию формирования изображения в увеличительном приборе. Он прояснил и вопрос разрешающих способностей этих аппаратов. Аббе был руководителем работ по созданию целой серии ахроматических микрообъективов высокого качества. Их числовая апертура достигала 1,50. Эти приборы были выпущены в Йене фирмой «К. Цейс» (в 1872 году). Эта же компания под руководством Э. Аббе сделала 8 апохроматов. А в 1888 году ее сотрудники разработали апохромат, который обладал апертурой 1,60 и имел монобромнафталиновую иммерсию.

Последние крупные достижения в оптике

Русские ученые Д. С. Рождественский и Л. И. Мандельштам развили теорию Эрнста в своих трудах. Важная заслуга Рождественского состояла в том, что он ввел понятие относительной некогерентности освещения. Р. Рихтер, сотрудник фирмы «К. Цейс», разработал и получил патент на особое осветительное устройство, используемое в микроскопе. Однако и по сей день актуальна проблема оптимального соотношения параметров сменных объективов и системы освещения. Отечественные микроскопы сегодня ничем не уступают по техническому исполнению и оптическим параметрам приборам, созданным известными компаниями за границей.

Итак, мы кратко изложили историю возникновения современных микроскопов. Разрабатывая урок «Увеличительные приборы» (5 класс), вы можете воспользоваться представленной в статье информацией.

Оптические приборы

Оптические приборы

Материал к уроку

История создания

Уже древние римляне обратили внимание на «увеличивающую силу» сосуда, наполненного водой. Они знали, что через него на солнце можно обжечься, зажечь огонь, хотя вода в нем не закипает.

Около 400 лет назад искусные мастера Италии и Голландии научились делать очки. Изобрел их безвестный стекольный мастер. Итальянские мастера в эту эпоху славились искусством шлифования стекла. Вслед за очками изобрели лупы для рассматривания мелких предметов. Это было очень интересно и увлекательно: вдруг увидеть во всех подробностях какое-нибудь просяное зернышко или мушиную ножку!

А изобретение зрительной трубы уходит в область сказочных преданий. Согласно одной магометанской легенде, на Александрийском маяке находилось огромное зеркало, при помощи которого можно было видеть корабли, отплывавшие из Греции. Однако вследствие кривизны Земли корабли были видны с этого маяка уже будучи довольно далеко от Греции. Если верить этому преданию, то можно предположить, что там использовалась комбинация большого вогнутого зеркала с линзой.

Любители оптики, усердно занимавшиеся изучением изображений, получающихся с помощью зеркал и линз, конечно, не могли не натолкнуться на мысль соединять несколько зеркал и линз, чтобы получать изображения. Из таких комбинаций постепенно получались труба и микроскоп. Авторство этих изобретений не принадлежит одному определенному лицу, но мы можем проследить историю их появления.

Первое описание оптического прибора было найдено в трудах монаха францисканского ордена, англичанина, Роджера Бэкона. Но из них можно заключить только то, что Бэкон знал увеличивающее действие выпуклых линз, установил, что вогнутые зеркала фокусируют параллельные пучки в точку, лежащую между центром и вершиной зеркала, представлял возможность сочетания линзы и зеркала, выдвинул идею создания зрительной трубы и первым дал ее описание в 1268 г.

Реализуя свою мечту рассмотреть неуловимое глазом, итальянский художник, ученый и изобретатель Леонардо да Винчи в 1509 г. дал описание и рисунок двухлинзовой зрительной трубы, разработал станки для шлифования линз, первым выполнил графические построения хода лучей в линзах. Оптические усовершенствования его не были реализованы в то время и остались неизвестными.

Итальянский врач Фракасторо из Вероны в своем труде, появившемся в 1538 г., утверждает, что можно видеть предметы гораздо ближе и в увеличенном виде, положив одну над другой две линзы. Если понимать «над» буквально, то это означает, что им высказана идея создания микроскопа.

Еще точнее пишет итальянский изобретатель Джамбаттиста делла Порта в 1558 г. в своей «Естественной магии»: «Посредством вогнутого стекла ясно видны далекие предметы, при помощи выпуклого – близкие. Если правильно соединить оба рода этих стекол, то как близкие, так и далекие предметы кажутся больше и яснее». Зрительная труба, которую описывает Порта, должна была увеличивать очень слабо. Иначе он описал бы еще и некоторые открытия на небе, которые можно было сделать при помощи его трубы. Но его книга, получившая большую популярность, способствовала тому, что многие любители заинтересовались этим вопросом.

В результате в 1608 г. в голландии были поданы заявки на выдачу патента на изобретение зрительной трубы почти одновременно несколькими исследователями – Липперсгеем, Я.Мециусом, Хансом и Захарией Янсенами. Однако это изобретение имело военное значение и было засекречено. Слух об изобретении трубы, позволяющей ясно видеть отдельные предметы, натолкнул Г.Галилея на размышления об устройстве такого прибора. Он независимо от голландских ученых создал свою зрительную трубу в 1609 г. и использовал ее для наблюдения на суше и на море, а главное, направив ее на небо, достиг замечательных результатов: открыл спутники Юпитера, пятна на Солнце, отдельные звезды Млечного Пути и т.д. В результате этого долгое время честь изобретения зрительной трубы приписывали Г.Галилею. В наши дни схема зрительной трубы, называемой иногда голландской или галилеевой, применяется в основном в биноклях с небольшим увеличением.

Галилей был первым ученым, серьезно отнесшимся к идее создания оптических приборов. Организовав мастерские по производству зрительных труб в 1624 г., Г.Галилей создал микроскоп. Тубусы его приборов изготавливались из бумаги, неудивительно, что такие приборы быстро приходили в негодность, линзы выпадали и разрушались. Однако эти приборы пользовались большой популярностью, ведь за короткий срок Г.Галилей стал поставщиком оптических приборов в известные европейские дворы.

А современные зрительные трубы для астрономических и наземных наблюдений обычно построены по схеме И.Кеплера. В 1611 г. И.Кеплер предложил зрительную трубу, которая состояла из двух выпуклых линз. Одна из них дает действительное изображение предмета. Это изображение увеличивает вторая линза. Получаемое изображение – обратное. Поэтому такая зрительная труба неудобна для рассматривания земных предметов.

Другую форму трубы предложил в 1645 г. капуцинский монах Ширль из Богемии. Эта труба имела преимущество перед трубой И.Кеплера, т.к. благодаря добавлению двух внутренних линз, которые переворачивают изображение, стала удобной и для наземных наблюдений. Ширль первый назвал линзу, обращенную к предмету, – объективом, а обращенную к глазу, – окуляром.

Антони Ван Левенгук, нидерландский натуралист, научился изготовлять линзы с 150–300- кратным увеличением. Использовал он их в микроскопе. В 1673 г. Левенгук первый пронаблюдал и зарисовал микроорганизмы в капельке воды, капиллярные сосуды в хвосте головастика, красные кровяные тельца и сотни других удивительных вещей, о которых никто и не подозревал.

Современные микроскопы дают увеличение в полторы-две тысячи раз, а электронные – даже в миллион раз! Настоящий микроскоп нам, конечно, с вами не сделать. Но мы можем соорудить лупу, немного похожую на ту, которой пользовались древние.

Очень простое приспособление для увеличения можно сделать из тонкой плотной бумаги, в которой нужно аккуратно проколоть отверстие булавкой и поместить на него капельку воды. Такое приспособление действует как лупа. Поднесите отверстие к самому глазу и смотрите через него хотя бы на книжную страницу, но только с расстояния около 2 см. Невооруженным глазом ничего так близко не увидеть. А через отверстие буквы покажутся очень большими, словно не в книге, а на афише.

Таким способом можно рассматривать, например, маленького жучка, мушиную лапку, да и мало ли что еще. Условие только одно: наблюдаемый предмет должен быть очень ярко освещен.

Проверьте это на опыте и объясните явление.

Ночезрительная труба М.В.Ломоносова

Две области – сияния и тьмы –Исследовать равно стремимся мы.
Е.Баратынский

В своем трактате «Физическая задача о ночезрительной трубе», представленном в Академию наук 19 января 1758 г., русский ученый М.В.Ломоносов писал: «Для наблюдения издалека вещей, очень удаленных и тем утаенных от зрения, искусство смертных изобрело телескопы < …> Мельчайшие же вещи становятся заметными при помощи микроскопов <…> Но никто из ученых, насколько я знаю, не только не потрудился, но даже не подумал о том, как извлечь вещи из темноты, чтобы можно было заметить их ночью или хотя бы в густые сумерки <…> Я не сомневаюсь, что где есть свет, как бы он ни был слаб, с помощью некоторого оптического инструмента можно много яснее различать предметы, чем невооруженным глазом».

Он первым в мире обратил внимание на возможность улучшить зрение человека в темноте благодаря оптическому прибору. Назвал М.В.Ломоносов свой прибор ночезрительной, или никтоптической, трубой (tubus nyctopticus), а также «машиной для сгущения света».

Создавая ее, Ломоносов обратил внимание на то, что бодрствующие по ночам животные в сумерках хорошо видят не только благодаря высокой чувствительности их «оптического нерва» (сетчатки глаза), но и за счет больших размеров зрачка (как, например, у совы). Поэтому, созданная им «машина» представляла собой двухлинзовую зрительную трубу с очень большим объективом, который «захватывал огромную массу лучей и собирал их преломлением», и малым окуляром, «который снова преломлял лучи, превращая их в параллельные». Таким образом, вторая линза – окуляр – восстанавливала параллельность светового пучка, направляемого в глаз наблюдателя, а освещенность его зрачка была выше освещенности первой линзы. В целом оптическая схема ночезрительной трубы ничем не отличалась от схемы обычной, или галилеевой, зрительной трубы. Это и заставило многих современников Ломоносова заявить, что «иной цели и назначения, по сравнению с прочими трубами, нет и что все астрономические трубы дают то же самое». А ведь конструкция трубы, предложенной М.В.Ломоносовым, была наиболее выгодной для наземных наблюдений ночью.

Между тем на основе многочисленных опытов Ломоносов глубоко понимал роль увеличения зрительной трубы при наблюдении слабоосвещенных объектов. В своей речи на заседании Академии наук 13 мая 1756 г. он утверждал, что изо всех опытов явствует то, что предмет, поставленный в темную комнату, различается через трубу яснее, чем без нее.

Противников Ломоносова не убедила и демонстрация им в 1759 г. английской зрительной трубы. Этот прибор по устройству был таким, каким ученый представлял себе свое изобретение. Ломоносов нашел в английской трубе реализацию своего предложения, что лишило его и Россию приоритета на изобретение из-за более чем трехлетних пустых споров, не позволивших ему опубликовать открытие.

До конца своей жизни Ломоносов продолжал разрабатывать инструменты для ночных наблюдений. Снаряженная по его проекту полярная экспедиция капитана В.Я.Чичагова была оснащена, по заказу Адмиралтейства в 1764–1765 гг., «шестью подзорными добрыми трубками», из которых три – «особливые», предназначавшиеся, по замыслу их создателя, «для сумрачного времени».

Меньше месяца не дожил Ломоносов до того дня в начале мая 1765 г., когда три корабля экспедиции Чичагова вышли в Ледовитый океан. Так, почти десятилетняя борьба за создание ночезрительной трубы успешно завершилась не только ее постройкой академическими мастерами – оптиком И.И.Беляевым и инструментальщиком Н.Г.Чижовым,– но и практическим ее применением русскими мореходами.

В 1772 г., через 16 лет после первого сообщения Ломоносова, немецкий математик, физик и астроном И.Ламберт описал зрительную трубу восьми дюймов длиной, которой он пользовался для ночных наблюдений. Как и Ломоносов, он называл свою трубу ночезрительной. В 1803 г., спустя 30 лет после И.Ламберта, зрительную трубу для ночных наблюдений вновь описал французский астроном Ж.Лаланд, полагавший, как и И.Ламберт, что честь изобретения принадлежит ему.

Однако зрительная труба для ночных наблюдений и принципы ее построения были открыты в 1756 г. русским ученым М.В.Ломоносовым!

«После смерти Ломоносова его ночезрительная труба была забыта и заброшена, – отмечал академик С.И.Вавилов. – Ею никто не интересовался приблизительно 150 лет. Многие, в частности моряки, знали по опыту пользу труб и биноклей для ночных наблюдений». Но сознательное развитие ночезрительная труба с большим увеличением получила только в
ХХ в. Всесторонние испытания зрительных труб, биноклей и других телескопических систем в ночных условиях были произведены в 30-х гг. нашего столетия в Ленинградском и Парижском оптических институтах.

Так, спустя много лет, в наше время торжествует мысль и научная работа Михаила Васильевича Ломоносова, которую не поняли его современники.

Литература

1. Вавилов С.И. Ночезрительная труба М.В.Ломоносова (Михаил Васильевич Ломоносов). – М., 1961.
2. Ломоносов М.В. Полное собрание сочинений. Труды по физике, астрономии и приборостроению. Т. 4. – М.–Л., 1955.

Дополнительная литература

1. Лакур П., Аппель Я. Историческая физика. Т. 1. – Одесса, 1908.
2. Любимов Н.А. История физики. Опыт изучения логики открытий в их истории. Т. 3. – С.-Пб., 1896.
3. Мирошников М.М. Ночезрительная труба М.В.Ломоносова. – Природа. № 9, 1986.
4. Эйнштейн А. Иоганн Кеплер. – Квант. № 2, 1998.

А.Л.Зуева,
школа № 554, г. Москва

Древнейшая история происхождения оптических приборов

Всем известно, что всё меняется с течением времени, всё эволюционирует и преображается. Именно с точки зрения эволюции будем рассматривать, как изменялся такой предмет как бинокль. Что стало предпосылкой к появлению этого необходимого и такого, казалось бы, простого предмета обихода.

История создания основы любого бинокля – линзы довольно проста, и на наш взгляд кажется чем-то обычным, однако в древнем Риме посчитали иначе, и придали большое значение такому явлению, как способность сосуда с водой искажать и увеличивать предметы, за что мы им по сей день очень признательны. Однажды они заметили, что прозрачный сосуд с водой, кроме того, что искажает и увеличивает предметы, способен поджигать и обжигать предметы проходящими через него солнечными лучами. Такой сосуд стал прототипом всем сейчас известной выпуклой линзы. Вогнутая линза прочно вошла в историю благодаря тому, что известный всем Архимед применил вогнутые зеркала для того, чтобы истлеть флот противников у родных Сиракуз. Архимед соорудил вогнутую линзу их полированных бронзовых щитов, и сфокусировал её таким образом, чтобы солнечные лучи, отражаясь, попали на корабли римлян. Итогом этого стало то, что в течение нескольких минут весь римский флот превратился в пылающие остатки.

Позже было проведено большое количество экспериментов с различными стеклами и минералами, до тех пор, пока не появились более-менее качественные линзы. Это стало основой всех оптических предметов, ведь с появлением увеличивающей линзы появились и монокль, и очки. С тех пор началась постоянная эволюция. Прототип очков появился благодаря пытливости ума венецианских и флорентийских мастеров 13 века. На тот момент шлифованные линзы в оправе из различным материалов (дерево, металл, кости), стали очень популярным аксессуаром. И лишь в 14 веке очки стали способом коррекции зрения от близорукости. Доподлинно известно, что очки носил Петрарка, а так римский папа Лев X. Последний имел очень сильную близорукость, а очками пользовался, когда выезжал на охоту.

В то же время, когда венецианские мастера вставили линзу в оправу, английский ученый и философ Роджер Бэкон изучал увеличивающие свойства выпуклых линз и способности фокусировать лучи в одной точке вогнутых зеркал, он пришел к выводу что оптический прибор будет более продуктивен, если совместить в нем выпуклые и вогнутые линзы. Он был первопроходцем и в своих опытах описал не что иное, как зрительную трубу. Его идея была подхвачена ни кем иным, а самим великим Леонардо. При этом Леонардо да Винчи не стал останавливаться только на описании своего видения прибора, он сделал подробный чертеж и придумал шлифовальный станок для линз. Последующее развитие оптических приборов тесно связано с такой вехой в истории как пиратство и путешествия. Ведь таким людям, которые вершили историю непобедимой испанской империи как, Френсис Дрейк, Васко да Гама, Эрнан Кортес и Христофор Колумб было просто необходимо видеть дальше, выиграть несколько часов у противника благодаря тому, что во время успели разглядеть вражеские корабли. Поэтому неудивительным является тот факт, что в 17 веке было подано 4 заявки на патентование зрительной трубы. Всё это происходило в условиях строгой секретности в связи со стратегически важной направленностью изобретения.

Учитывая обстановку особой секретности вокруг патентования зрительной трубы, Галилею пришлось довольствоваться только домыслами и слухами. Это не помешало великому флорентийцу создать свою зрительную трубу, в основе которой были собирательная и рассеивающая линзы. Первая зрительная труба Галилея была довольно простой и имела всего0навсего трехкратное увеличение. Потом путем опытов и изысканий Галилею удалось увеличить кратность до 30 пунктов.

О дальнейшем развитии событий читайте на странице «История изобретения телескопа».

История развития оптики микроскопов

История производства линз и сходных с ними приборов уходит корнями в далекое прошлое. До наших времен дошла представительница древних линз – большая плосковыпуклая линза (диаметр составляет 55мм), имеющая фокусное расстояние 150 мм, изготовленная за 2500 лет до нашей эры из горного хрусталя. Она была найдена при раскопках города Трои знаменитым Г. Шлиманом  в 1890 году. Стеклянные линзы начали изготовлять примерно в 600-400 годах до Рождества Христова, а были обнаружены в Месопотамии (Саргон). Двойная линза, выпуклая с двух сторон, имеющая диаметр 5 см и  выпущенная в 500 году, была найдена в 1877 году в Швеции. Список обнаруженных древних линз можно долго продолжать, но про область их применения в те времена существуют на сегодняшний день одни лишь догадки. Современные ученые прочли достаточно доскональное описание линз, как предмета для увеличения изображения, в трудах одного из монахов францисканского ордена – Роджера Бэкона (1214-1294 гг), который был не только выпускником Оксфордского университета, но еще и прославился в свое время  как видный ученый и мыслитель.

Из перевода фрагмента одного из трудов Бэкона следует, что ученый полностью отдавал себе отчет, правильно описывая действие  линз, применяемых как обратный телеобъектив (описание однокомпонентной зрительной трубы). Более трехсот лет спустя смастерил похожую трубу, только двухкомпонентную, великий ученый Галилео Галилей, проживавший в Италии. Почти сверстником зрительной трубы стал довольно сложный микроскоп. Предполагается, что своим изобретением микроскоп обязан Галилею. Ученый раздвинув свою зрительную трубу, заметил, что в таком состоянии мелкие предметы можно здорово увеличить. Подтверждает принадлежность изобретения микроскопа Галилею Д. Вивиани, который писал биографию видного ученого. Именно такое определение для прибора как «микроскоп»  по отношению к изобретению Галилея впервые употребил в 1625 году член римской Академии Фабер Г.

Из истории развития микроскопов известно, что голландские ученые Алькмар и К.Дребель изготовили микроскоп, состоящий из двух выпуклых линз, что давало изображение рассматриваемого предмета в перевернутом виде. Такой сложный микроскоп,  имеющий плоско — или двояковыпуклый окуляр и двояковыпуклый объектив, стал предшественником сложных современных микроскопов. Примерно в 1660-м году  из застывших капель стекла итальянец Торе изготовлял шарообразные лупы, которые позволяли видеть изображение предметов в 1500-кратном увеличении.

Одним из знаменательных открытий, которые были связаны с усовершенствованием увеличительных приборов, стало открытие, сделанное английским ученым Робертом Гуком. Гук в 1665 г. впервые увидел клетки (срез пробки – ячейки – клетки).

В истории развития микроскопии довольно заметный след оставил Антони Ван Левенгук, проживавший в Голландии, в городе Дельфт с 1632 по 1723 год. Левенгук самостоятельно делал и использовал в своих исследованиях простые микроскопы, которые давали увеличение изображения до 300-т крат. Именно Антони Ван Левенгук первым, опираясь на опыт своих наблюдений, составил описание царства микроскопических организмов и одноклеточных бактерий в том числе. Знаменитому исследователю в 1698 году нанес визит русский царь Петр Первый, который на то время пребывал в Голландии. Русский царь, интересующийся всем новым, закупил несколько простых и сложных микроскопов для Кунсткамеры, открывшейся в Петербурге, а гораздо позже, когда была открыта Академия наук, все микроскопы были переданы в ее распоряжение.

В нашем ассортименте представлен большой выбор биологических микроскопов под любые цели и задачи: учебные микроскопы, лабораторные, инвертированные, люминесцентные и др. В случае возникновения вопросов — звоните по тел. (812) 642-90-95

Перспективные молодые русские ученые, работающие под руководством Ломоносова М.В, имели возможность применять микроскопы в своих биологических исследованиях, а впоследствии принимали активное участие в усовершенствовании приборов. Предложение создания ахроматического объектива для микроскопа выдвинул в 1747 году член Петербургской Академии наук Л.Эйлер (1707-1783). Труд, отличавшийся своей фундаментальностью в области геометрической оптики, был отражен в известном трехтомнике «Диоптрика», который увидел свет в 1769-1771 годах. А в 1802 году был выпущен новый ахроматический микроскоп, после опубликования работы действительного члена  Петербургской Академии наук  Ф.У.Элинуса под названием «Ахроматический микроскоп новой конструкции, пригодный для рассматривания объективов в свете, отраженном их поверхностью».

На то время такой микроскоп считался настолько совершенным, что перспектива улучшения даже не допускалась. Этот прибор стал нашумевшим открытием того времени. Положенная в основу построения микроскопа Элинуса схема представляла собой ахроматический микроскоп, укомплектованный шестью объективами и предусматривала возможность плавного изменения увеличения предметов, путем перемены расстояния от исследуемого предмета до изображения. Россия стала страной, где впервые была выдвинута и воплощена в жизнь идея создания ахроматического микроскопа переменного увеличения. В последующие годы замысел изменения увеличения микроскопа за счет регулировки длины его тубуса не прижился в дальнейших разработках. Но факт внедрения той идеи имел значимый вклад в истории развития оптики.

В начале XIX века изготовкой двух ахроматических микроскопов занялся немецкий оптик Тидеман И.Г, проживавший в г. Штутгарт. Финансовые средства на ведение работ были выделены университетом Дерпта (в наше время Тарту). Эти приборы были выпущены в 1808 году. В наши дни один из сохранившихся микроскопов Элинуса можно увидеть в московском Политехническом музее, принадлежащему Институту истории, естествознания и техники.

За год до выпуска ахроматических микроскопов Тидеманом, в 1807 году оптик из Голландии, Ван Дейл опубликовал свою работу, в которой было описание конструкции, сделанного им ахроматического микроскопа. Историки Западной Европы признают именно этот прибор, как первый удовлетворительный ахроматический микроскоп. Но по всем параметрам микроскоп голландского оптика уступал инструменту Элинуса, а выпущенные в 1811 году ахроматические микроскопы Иозефа Фраунгофера имели еще более несовершенную конструкцию по сравнению с микроскопами Элинуса.

Первая половина девятнадцатого столетия насчитывала довольно большое количество мест, где выпускались микроскопы, а в России производство данных приборов имело начало еще в восемнадцатом веке, но в начале девятнадцатого столетия поутихло. Истории известны факты, что примерно в 1820 году мастерская по изготовлению оптики при Казанском университете производила микроскопы достаточно высокого качества. Но бурного развития оптической промышленности в России не происходило, так как тогдашнее правительство считало лучшим вариантом закупать зарубежные оптические приборы.

Весь спектр световых микроскопов с доставкой по Санкт-Петербургу, Москве и всей России! Учебные микроскопы для школ и профессиональных медицинских учреждений — тел. (812) 642-90-95

Замечательный итальянский ученый-оптик, он же ботаник и астроном, Амичи Джамбаттиста (1786-1863гг.), долго поддерживал развитие микроскопии. Амичи в 1827 году сам придумал и изготовил ахроматический объектив с апертурой 0,60, имеющий хорошую коррекцию аберраций. А в 1844 году этот же ученый занялся опытами по применению масляной и водной иммерсии, которые привели в дальнейшем к выпуску объективов с водной иммерсией с числовой апертурой 1,30. Объективы для микроскопов с масляной иммерсией при апертуре 1,50, применяемые на сегодняшний день, стали выпускаться, благодаря трудам немецкого оптика Эрнста Аббе, который изобрел закон синусов, позволивший устранять кому в пределах малых линейных полей. Эрнст Аббе развил теорию образования изображения в микроскопе, внеся предельную ясность в вопрос о разрешающих способностях микроскопов. Аббе руководил созданием целой серии высококачественных ахроматических микрообъективов с числовой апертурой до 1,50, которые были выпущены в 1872 году фирмой «К. Цейс» в Йене. Эта же фирма, опять-таки под руководством Эрнста Аббе, выпустила восемь апохроматов, а уже в 1888 году ею был создан апохромат, имеющий монобромнафталиновую иммерсию с апертурой 1,60.

Русские ученые Мандельштам Л.И. и академик Рождественский Д.С.в своих трудах дали развитие теории Аббе. Рождественский ввел в обиход такое понятие как относительная некогерентность освещения. Для того, чтобы создать самое подходящее условие освещения в микроскопе, сотрудник оптической фирмы «К Цейс» Р. Рихтер разработал и запатентовал специальное осветительное устройство для микроскопа. Но проблема корректного соотношения параметров системы освещения и параметров сменных объективов актуальна и на сегодняшний день.

В наше время отечественные микроскопы по своим оптическим параметрам и техническому исполнению ничем не уступают аналогичным оптическим приборам, выпущенным известными зарубежными изготовителями.

«История открытия увеличительных приборов. Устройство увеличительных приборов»

МКОУ КГО «СШ №2 города Теберды имени М.И.Халилова»

РЕФЕРАТ

по биологии

на тему:

«История открытия

увеличительных приборов.

Устройство увеличительных приборов»

Ученица 5 класса

Байчорова Каралина

Учитель биологии:

Байрамкулова С.У.

Древние линзы

История открытия увеличительных приборов начинается в далеком прошлом. До нас дошла большая плосковыпуклая линза — одна из самых древних. Ее диаметр — 55 мм, а фокусное расстояние — около 150 мм. Она была изготовлена из горного хрусталя за 2,5 тыс. лет до н. э. Ее обнаружил в 1890 году Г. Шлиман при раскопках Трои. Примерно в 600-400 гг. до н. э. начали изготавливать стеклянные линзы. Они были обнаружены в Саргоне (это Месопотамия). В Швеции в 1877 г. была найдена двойная линза диаметром 5 см, выпуклая с обеих сторон. Она относится к 500 году н. э. Можно долго продолжать список древних линз, которые удалось обнаружить исследователям. История открытия увеличительных приборов располагает множеством фактов. Несмотря на это, о том, как они использовались в те времена, можно лишь строить предположения.

Вклад Роджера Бэкона

Современные ученые ознакомились с доскональным описанием линз, выполненным Роджером Бэконом, монахом францисканского ордена (годы жизни — 1214-1294 гг.). Он был выпускником Оксфордского университета, а также прославился как труду, видный мыслитель и ученый. Линзы, согласно его использовались для увеличения изображения.

Заслуга Галилео Галилея

История открытия увеличительных приборов немыслима без имени этого человека. Примерно через 300 лет после смерти Бэкона Галилео Галилей, известный ученый из Италии, создал похожую трубу. Она была не трех-, а двухкомпонентной. Практически «сверстником» такой зрительной трубы является микроскоп. Принято считать, что он обязан своим появлением Галилею. Галилео раздвинул зрительную трубу и заметил, что мелкие предметы в таком состоянии можно хорошо увеличить. Д. Вивиани подтверждает, что микроскоп изобрел именно Галилей. Вивиани, кстати, написал биографию этого итальянского ученого.

Важным для науки событием была отмечена история открытия увеличительных приборов в 1625 году. Именно тогда Фабер, член римской Академии, впервые употребил сам термин «микроскоп» по отношению к сделанному Галилеем изобретению.

Что создали Дребель и Алькмар,

разработки Торе и Гука

История открытия микроскопа продолжается работами К. Дребеля и Алькмара. Эти голландские ученые сконструировали прибор, который состоял из двух выпуклых линз. Благодаря этому изображение предмета, который рассматривался под ним, было представлено в перевернутом виде. Этот сложный микроскоп, имевший двояко- или плосковыпуклый окуляр, а также двояковыпуклый объектив, считается предшественником сложных микроскопов более позднего времени.

Итальянец Торе примерно в 1660 году изготовил шарообразные лупы из застывших капель стекла. История открытия микроскопа немыслима без этого имени, поскольку созданные итальянцем лупы позволили увеличивать предметы в полторы тысячи раз.

Роберт Гук — тот английский ученый внес большой вклад в открытие увеличительных приборов. Роберт Гук усовершенствовал их настолько, что это стало одним из знаменательных событий в истории оптики.

Схема микроскопа Гука.

Благодаря этому изобретению в 1665 году Роберту удалось впервые увидеть клетки на срезе пробки. Так, важное техническое средство получила такая наука, как биология.

Увеличительные приборы продолжил совершенствовать Левенгук.

Левенгук и его достижения

Заметный вклад в историю развития увеличительных приборов внес А. В. Левенгук, голландец, проживавший в таком городе, как Дельфт. Годы его жизни — 1632-1723 гг. Он самостоятельно сконструировал и использовал в исследованиях простые микроскопы (одна из моделей таких приборов представлена ниже), способные увеличивать до трехсот крат.

Именно Левенгук первым составил описание микроскопических организмов (включая и одноклеточных бактерий), опираясь на свои наблюдения. В 1698 году Петр I, русский царь, нанес визит этому знаменитому исследователю. Петр находился в то время в Голландии и, как известно, интересовался всем новым. Для своей Кунсткамеры, открытой им в Петербурге, он закупил несколько сложных и простых микроскопов. А гораздо позже, уже после открытия Академии наук, они были переданы в распоряжение этой организации.

Работы русских ученых из Академии наук

Перспективные русские ученые, работой которых руководил М. В. Ломоносов, стали применять в биологических исследованиях купленные Петром I микроскопы. А впоследствии они активно участвовали в их усовершенствовании.

Открытие увеличительных приборов продолжилось в 1747 году. Именно тогда Л. Эйлер, член Академии наук Петербурга (годы жизни — 1707-1783 гг.), предложил использовать для микроскопа ахроматический объектив. Фундаментальный труд этого ученого в сфере геометрической оптики — «Диоптрика». Он состоит из трех томов, которые были изданы в 1769-1771 гг. Новый микроскоп, уже ахроматический, был выпущен в 1802 году, после того, как была опубликована работа Элинуса.

Такой микроскоп в то время считался совершенным до такой степени, что ученые даже не допускали мысли о том, что его можно улучшить. Открытие это наделало много шума в то время. Устройство увеличительных приборов Элинуса было следующим. Они были снабжены шестью объективами, имелась возможность изменения увеличения плавно, менялось расстояние от предмета до изображения. Именно в нашей стране родилась и воплотилась в жизнь важная для науки идея ахроматического микроскопа, имеющего переменное увеличение. Однако этот замысел в дальнейших разработках не прижился. Изменение увеличения прибора с помощью регулирования длины тубуса, тем не менее, было важной идеей, внесшей существенный вклад в историю развития оптических приборов. 

Сегодня один из микроскопов, созданных Элинусом, можно увидеть в Политехническом музее Москвы, который относится к Институту истории, естествознания и техники.

Дальнейшее усовершенствование микроскопов

И. Г. Тидеман, немецкий оптик из города Штутгарта, в начале 19-го века принялся за создание двух ахроматических микроскопов. Университет Дерпта (сегодня он носит название Тарту) выделил ему денежные средства на осуществление работ. В 1808 году были выпущены эти приборы.

В 1807 году, за год до создания ахроматических микроскопов, Ван Дейл, голландский оптик, опубликовал свой труд. В нем было представлено описание конструкции ахроматического микроскопа, созданного им. Западноевропейские историки считают, что первым таким прибором удовлетворительного качества был созданный именно этим ученым микроскоп. Однако он по всем параметрам уступал сконструированному Элинусом. Кстати, ахроматические микроскопы И. Фраунгофера, выпущенные в 1811 г., отличались еще более несовершенной конструкцией, если сравнивать их с микроскопами Элинуса.

Русские микроскопы в 19-м веке

В первой половине 19-го века увеличительные приборы выпускались уже во многих местах на земле. В России их производство началось еще в 18-м веке, однако поутихло к началу 19-го столетия. Известно, что примерно в 1820 году довольно высокого качества микроскопы производила мастерская по изготовлению оптики, находившаяся при Казанском университете. Однако в России все-таки не наблюдалось бурного развития этой отрасли промышленности, поскольку правительство того времени полагало, что оптимальным вариантом является покупка увеличительных приборов за рубежом.

Вклад в оптику Джамбаттиста и Амичи

Амичи Джамбаттиста (годы жизни — 1786-1863 гг.) — известный итальянский ученый-оптик, астроном и ботаник. Многие годы своей жизни он посвятил развитию микроскопии. В 1827 году Амичи сам сконструировал и сделал ахроматический объектив, имевший апертуру 0,60 и хорошую коррекцию аберраций. Этот же ученый в 1844 году приступил к опытам по применению водной и масляной иммерсий. Благодаря им был начат выпуск объективов с числовой апертурой 1,30 и водной иммерсией.

Микроскопы Аббе

Приборы с масляной иммерсией, имеющие апертуру 1,50 (которые используются и по сей день), начали выпускаться благодаря работе Эрнста Аббе, немецкого оптика. Он изобрел закон синусов, с помощью которого была устранена кома, наблюдавшаяся в малых линейных полях. Э. Аббе продолжил развивать теорию формирования изображения в увеличительном приборе. Он прояснил и вопрос разрешающих способностей этих аппаратов. Аббе был руководителем работ по созданию целой серии ахроматических микрообъективов высокого качества. Их числовая апертура достигала 1,50. Эти приборы были выпущены в Йене фирмой «К. Цейс» (в 1872 году). Эта же компания под руководством Э. Аббе сделала 8 апохроматов. А в 1888 году ее сотрудники разработали апохромат, который обладал апертурой 1,60 и имел монобромнафталиновую иммерсию.

Последние крупные достижения в оптике

Русские ученые Д. С. Рождественский и Л. И. Мандельштам развили теорию Эрнста в своих трудах. Важная заслуга Рождественского состояла в том, что он ввел понятие относительной некогерентности освещения. Р. Рихтер, сотрудник фирмы «К. Цейс», разработал и получил патент на особое осветительное устройство, используемое в микроскопе. Однако и по сей день актуальна проблема оптимального соотношения параметров сменных объективов и системы освещения. Отечественные микроскопы сегодня ничем не уступают по техническому исполнению и оптическим параметрам приборам, созданным известными компаниями за границей.

Современный микроскоп

Клетки рака легких

Клетка рака груди

Лист клубники

Бактерии на человеческом языке

Красные кровяные тельца

Икра омара

История открытия увеличительных приборов. Устройство увеличительных приборов

Насколько хорошо вам знакомы увеличительные приборы? 5 класс средней школы — это время, когда мы впервые знакомимся с ними. На уроках детям рассказывают самое основное об их устройстве и создателях. Не хотите ли вы углубить свои знания о них? А может быть, вы готовите урок на тему «Увеличительные приборы» (5 класс)? В любом случае нам есть о чем вам рассказать.

Древние линзы

История открытия увеличительных приборов начинается в далеком прошлом. До нас дошла большая плосковыпуклая линза — одна из самых древних. Ее диаметр — 55 мм, а фокусное расстояние — около 150 мм. Она была изготовлена из горного хрусталя за 2,5 тыс. лет до н. э. Ее обнаружил в 1890 году Г. Шлиман при раскопках Трои. Примерно в 600-400 гг. до н. э. начали изготавливать стеклянные линзы. Они были обнаружены в Саргоне (это Месопотамия). В Швеции в 1877 г. была найдена двойная линза диаметром 5 см, выпуклая с обеих сторон. Она относится к 500 году н. э. Можно долго продолжать список древних линз, которые удалось обнаружить исследователям. История открытия увеличительных приборов располагает множеством фактов. Несмотря на это, о том, как они использовались в те времена, можно лишь строить предположения.

Вклад Роджера Бэкона

Современные ученые ознакомились с доскональным описанием линз, выполненным Роджером Бэконом, монахом францисканского ордена (годы жизни — 1214-1294 гг.). Он был выпускником Оксфордского университета, а также прославился как видный мыслитель и ученый. Линзы, согласно его труду, использовались для увеличения изображения. Из перевода фрагмента сочинения следует, что Бэкону удалось правильно описать действие линз, которые служили обратным телеобъективом (речь идет об описании зрительной однокомпонентной трубы).

Заслуга Галилео Галилея

История открытия увеличительных приборов немыслима без имени этого человека. Примерно через 300 лет после смерти Бэкона Галилео Галилей, известный ученый из Италии, создал похожую трубу. Она была не трех-, а двухкомпонентной. Практически «сверстником» такой зрительной трубы является микроскоп. Принято считать, что он обязан своим появлением Галилею. Галилео раздвинул зрительную трубу и заметил, что мелкие предметы в таком состоянии можно хорошо увеличить. Д. Вивиани подтверждает, что микроскоп изобрел именно Галилей. Вивиани, кстати, написал биографию этого итальянского ученого.

Важным для науки событием была отмечена история открытия увеличительных приборов в 1625 году. Именно тогда Фабер, член римской Академии, впервые употребил сам термин «микроскоп» по отношению к сделанному Галилеем изобретению.

Что создали Дребель и Алькмар, разработки Торе и Гука

История открытия микроскопа продолжается работами К. Дребеля и Алькмара. Эти голландские ученые сконструировали прибор, который состоял из двух выпуклых линз. Благодаря этому изображение предмета, который рассматривался под ним, было представлено в перевернутом виде. Этот сложный микроскоп, имевший двояко- или плосковыпуклый окуляр, а также двояковыпуклый объектив, считается предшественником сложных микроскопов более позднего времени (один из них представлен на фото ниже).

Итальянец Торе примерно в 1660 году изготовил шарообразные лупы из застывших капель стекла. История открытия микроскопа немыслима без этого имени, поскольку созданные итальянцем лупы позволили увеличивать предметы в полторы тысячи раз.

Говорит ли вам о чем-то еще одно имя — Роберт Гук? Этот английский ученый внес большой вклад в открытие увеличительных приборов. Роберт Гук усовершенствовал их настолько, что это стало одним из знаменательных событий в истории оптики. Схема микроскопа Гука представлена на фото ниже.

Благодаря этому изобретению в 1665 году Роберту удалось впервые увидеть клетки на срезе пробки. Так, важное техническое средство получила такая наука, как биология. Увеличительные приборы продолжил совершенствовать Левенгук. Расскажем и о нем.

Левенгук и его достижения

Заметный вклад в историю развития увеличительных приборов внес А. В. Левенгук, голландец, проживавший в таком городе, как Дельфт. Годы его жизни — 1632-1723 гг. Он самостоятельно сконструировал и использовал в исследованиях простые микроскопы (одна из моделей таких приборов представлена ниже), способные увеличивать до трехсот крат.

Именно Левенгук первым составил описание микроскопических организмов (включая и одноклеточных бактерий), опираясь на свои наблюдения. В 1698 году Петр I, русский царь, нанес визит этому знаменитому исследователю. Петр находился в то время в Голландии и, как известно, интересовался всем новым. Для своей Кунсткамеры, открытой им в Петербурге, он закупил несколько сложных и простых микроскопов. А гораздо позже, уже после открытия Академии наук, они были переданы в распоряжение этой организации.

Работы русских ученых из Академии наук

В урок «Увеличительные приборы» следует включить также рассказ о достижениях в оптике представителей нашей страны. Перспективные русские ученые, работой которых руководил М. В. Ломоносов, стали применять в биологических исследованиях купленные Петром I микроскопы. А впоследствии они активно участвовали в их усовершенствовании.

Открытие увеличительных приборов продолжилось в 1747 году. Именно тогда Л. Эйлер, член Академии наук Петербурга (годы жизни — 1707-1783 гг.), предложил использовать для микроскопа ахроматический объектив. Фундаментальный труд этого ученого в сфере геометрической оптики — «Диоптрика». Он состоит из трех томов, которые были изданы в 1769-1771 гг. Новый микроскоп, уже ахроматический, был выпущен в 1802 году, после того, как была опубликована работа Элинуса (тоже члена Академии наук г. Петербурга).

Такой микроскоп в то время считался совершенным до такой степени, что ученые даже не допускали мысли о том, что его можно улучшить. Открытие это наделало много шума в то время. Устройство увеличительных приборов Элинуса было следующим. Они были снабжены шестью объективами, имелась возможность изменения увеличения плавно, менялось расстояние от предмета до изображения. Именно в нашей стране родилась и воплотилась в жизнь важная для науки идея ахроматического микроскопа, имеющего переменное увеличение. Однако этот замысел в дальнейших разработках не прижился. Изменение увеличения прибора с помощью регулирования длины тубуса, тем не менее, было важной идеей, внесшей существенный вклад в историю развития оптических приборов. Сегодня один из микроскопов, созданных Элинусом, можно увидеть в Политехническом музее Москвы, который относится к Институту истории, естествознания и техники. На фото ниже представлены увеличительные приборы, относящиеся к 18-му веку.

Дальнейшее усовершенствование микроскопов

И. Г. Тидеман, немецкий оптик из города Штутгарта, в начале 19-го века принялся за создание двух ахроматических микроскопов. Университет Дерпта (сегодня он носит название Тарту) выделил ему денежные средства на осуществление работ. В 1808 году были выпущены эти приборы.

В 1807 году, за год до создания ахроматических микроскопов, Ван Дейл, голландский оптик, опубликовал свой труд. В нем было представлено описание конструкции ахроматического микроскопа, созданного им. Западноевропейские историки считают, что первым таким прибором удовлетворительного качества был созданный именно этим ученым микроскоп. Однако он по всем параметрам уступал сконструированному Элинусом. Кстати, ахроматические микроскопы И. Фраунгофера, выпущенные в 1811 г., отличались еще более несовершенной конструкцией, если сравнивать их с микроскопами Элинуса.

Русские микроскопы в 19-м веке

В первой половине 19-го века увеличительные приборы выпускались уже во многих местах на земле. В России их производство началось еще в 18-м веке, однако поутихло к началу 19-го столетия. Известно, что примерно в 1820 году довольно высокого качества микроскопы производила мастерская по изготовлению оптики, находившаяся при Казанском университете. Однако в России все-таки не наблюдалось бурного развития этой отрасли промышленности, поскольку правительство того времени полагало, что оптимальным вариантом является покупка увеличительных приборов за рубежом.

Вклад в оптику Джамбаттиста и Амичи

Амичи Джамбаттиста (годы жизни — 1786-1863 гг.) — известный итальянский ученый-оптик, астроном и ботаник. Многие годы своей жизни он посвятил развитию микроскопии. В 1827 году Амичи сам сконструировал и сделал ахроматический объектив, имевший апертуру 0,60 и хорошую коррекцию аберраций. Этот же ученый в 1844 году приступил к опытам по применению водной и масляной иммерсий. Благодаря им был начат выпуск объективов с числовой апертурой 1,30 и водной иммерсией.

Микроскопы Аббе

Приборы с масляной иммерсией, имеющие апертуру 1,50 (которые используются и по сей день), начали выпускаться благодаря работе Эрнста Аббе, немецкого оптика. Он изобрел закон синусов, с помощью которого была устранена кома, наблюдавшаяся в малых линейных полях. Э. Аббе продолжил развивать теорию формирования изображения в увеличительном приборе. Он прояснил и вопрос разрешающих способностей этих аппаратов. Аббе был руководителем работ по созданию целой серии ахроматических микрообъективов высокого качества. Их числовая апертура достигала 1,50. Эти приборы были выпущены в Йене фирмой «К. Цейс» (в 1872 году). Эта же компания под руководством Э. Аббе сделала 8 апохроматов. А в 1888 году ее сотрудники разработали апохромат, который обладал апертурой 1,60 и имел монобромнафталиновую иммерсию.

Последние крупные достижения в оптике

Русские ученые Д. С. Рождественский и Л. И. Мандельштам развили теорию Эрнста в своих трудах. Важная заслуга Рождественского состояла в том, что он ввел понятие относительной некогерентности освещения. Р. Рихтер, сотрудник фирмы «К. Цейс», разработал и получил патент на особое осветительное устройство, используемое в микроскопе. Однако и по сей день актуальна проблема оптимального соотношения параметров сменных объективов и системы освещения. Отечественные микроскопы сегодня ничем не уступают по техническому исполнению и оптическим параметрам приборам, созданным известными компаниями за границей.

Итак, мы кратко изложили историю возникновения современных микроскопов. Разрабатывая урок «Увеличительные приборы» (5 класс), вы можете воспользоваться представленной в статье информацией.

Оптические приборы — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Оптические приборы — устройства, в которых оптическое излучение преобразуется (пропускается, отражается, преломляется, поляризуется)^[1]. Они могут увеличивать, уменьшать, улучшать (в редких случаях ухудшать) качество изображения, дает возможность увидеть искомый предмет косвенно. Термин «Оптические приборы» является частным случаем более общего понятия оптических систем, которое также включает в себя биологические органы, способные преобразовывать световые волны.

Лупа — это двояковыпуклая линза, которая увеличивает угол зрения предметов. Фокусные расстояния луп обычно составляют 1—10 см. Для лупы с фокусным расстоянием 25 см увеличение составляет 2×, то есть лупа увеличивает изображение предмета в 2 раза. Для лупы с фокусным расстоянием 10 см увеличение составляет 3,5×.

Фотоаппарат Зенит-автомат

Фотоаппарат, Кинокамера, Видеокамера — оптические приборы, позволяющие записывать неподвижное и движущееся изображение на фотоматериалах, магнитной ленте или в цифровой памяти. Все они состоят из объектива и светонепроницаемой камеры. Объектив строит в кадровом окне камеры действительное изображение A’B’ предмета АВ. При получении изображения расстояние между предметом и линзой больше двойного фокуса линзы. Увеличение линзы камеры определяется по формуле K = f/d. Сохранение изображения имеет очень важное значение. Для этого в кадровом окне камеры располагают светочувствительный фотоматериал или полупроводниковую матрицу.

Телескоп в здании обсерватории

Микроскоп — это оптический прибор, показывающий в увеличенном виде очень мелкие, не видимые глазу, близко расположенные объекты. Микроскоп используется для наблюдения за такими мельчайшими объектами, как бактерии и клетки. С помощью первой линзы, находящейся в объективе, создается обратное действительное изображение А’B’ предмета АВ. Вторая линза во втором окуляре микроскопа увеличивает угол зрения подобно лупе. В объективе микроскопа изображение А’B’, созданное первой линзой, на расстоянии наилучшего зрение D0, можно увидеть в ещё более увеличенном виде А»В».

Телескоп (от др.-греч. τῆλε — далеко + σκοπέω — смотрю) — прибор, предназначенный для наблюдения небесных тел. В частности, под телескопом понимается оптическая телескопическая система, применяемая не обязательно для астрономических целей.

Перископ (от др.-греч. περι- — «вокруг» и σκοπέω — «смотрю») — прибор, позволяющий выносить точку обозрения наблюдателя за пределы его тела, например, для наблюдения за объектами из укрытия.

Проектор, Кинопроектор, Диапроектор, Эпидиаскоп — оптические приборы, предназначенные для оптического воспроизведения небольшого по размеру изображения на большом экране.

Псевдоскоп (Pseudoscope, греч., от рseudos — ложный, и skopein — смотреть) — прибор, создающий обратную перспективу.