მიკროსკოპი არის უნიკალური მოწყობილობა, რომელიც შექმნილია მიკროგამოსახულებების გასადიდებლად და ობიექტის ან სტრუქტურული წარმონაქმნების ზომის გასაზომად, რომლებიც დაკვირვებულია ლინზებით. ეს განვითარება გასაოცარია და მიკროსკოპის გამოგონების მნიშვნელობა უკიდურესად დიდია, რადგან მის გარეშე თანამედროვე მეცნიერების ზოგიერთი სფერო არ იარსებებდა. და აქედან უფრო დეტალურად.
მიკროსკოპი არის ტელესკოპთან დაკავშირებული მოწყობილობა, რომელიც გამოიყენება სრულიად განსხვავებული მიზნებისთვის. მასთან ერთად შესაძლებელია გავითვალისწინოთ თვალისთვის უხილავი ობიექტების სტრუქტურა. ის საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ მიკროფორმაციების მორფოლოგიური პარამეტრები, ასევე შეაფასოთ მათი მოცულობითი მდებარეობა. ამიტომ, წარმოდგენაც კი ძნელია, რა მნიშვნელობა ჰქონდა მიკროსკოპის გამოგონებას და როგორ იმოქმედა მისმა გამოჩენამ მეცნიერების განვითარებაზე.
მიკროსკოპისა და ოპტიკის ისტორია
დღეს ძნელი სათქმელია, ვინ გამოიგონა პირველად მიკროსკოპი. ალბათ, ეს საკითხიც ფართოდ იქნება განხილული და ასევე არბალეტის შექმნა.თუმცა, იარაღისგან განსხვავებით, მიკროსკოპის გამოგონება რეალურად მოხდა ევროპაში. ვის მიერ, კონკრეტულად, ჯერჯერობით უცნობია. იმის ალბათობა, რომ სათვალეების ჰოლანდიელი მწარმოებელი ჰანს იანსენი იყო მოწყობილობის აღმომჩენი საკმაოდ დიდია. მისმა ვაჟმა ზაქარი იანსენმა 1590 წელს განაცხადა, რომ მან და მისმა მამამ ააშენეს მიკროსკოპი.
მაგრამ უკვე 1609 წელს გამოჩნდა სხვა მექანიზმი, რომელიც შექმნა გალილეო გალილეიმ. მან მას ოკიოლინო უწოდა და საზოგადოებას წარუდგინა ეროვნული აკადემიის დეი ლინცეში. იმის მტკიცებულება, რომ მიკროსკოპის გამოყენება უკვე შეიძლებოდა, არის პაპ ურბან III-ის ბეჭედი. ითვლება, რომ ეს არის მიკროსკოპით მიღებული გამოსახულების მოდიფიკაცია. გალილეო გალილეის მსუბუქი მიკროსკოპი (კომპოზიტი) შედგებოდა ერთი ამოზნექილი და ერთი ჩაზნექილი ლინზებისაგან.
გაუმჯობესება და განხორციელება
გალილეოს გამოგონებიდან უკვე 10 წლის შემდეგ, კორნელიუს დრებელმა შექმნა რთული მიკროსკოპი ორი ამოზნექილი ლინზებით. მოგვიანებით, ანუ 1600-იანი წლების ბოლოს, კრისტიან ჰაიგენსმა შეიმუშავა ორი ლინზიანი ოკულარული სისტემა. მათი წარმოება ჯერ კიდევ მიმდინარეობს, თუმცა ხედვის სიგანის ნაკლებობა აქვთ. მაგრამ, რაც მთავარია, ასეთი მიკროსკოპის დახმარებით 1665 წელს რობერტ ჰუკმა ჩაატარა კორპის მუხის ნაჭრის კვლევა, სადაც მეცნიერმა ნახა ე.წ. ექსპერიმენტის შედეგი იყო „უჯრედის“ცნების შემოღება.
მიკროსკოპის კიდევ ერთმა მამამ - ენტონი ვან ლეუვენჰუკმა - მხოლოდ ხელახლა გამოიგონა, მაგრამ მოახერხა ბიოლოგების ყურადღების მიქცევა მოწყობილობაზე. Და შემდეგამან ცხადყო, თუ რამდენად მნიშვნელოვანი იყო მიკროსკოპის გამოგონება მეცნიერებისთვის, რადგან მან მიკრობიოლოგიის განვითარების საშუალება მისცა. ალბათ აღნიშნულმა მოწყობილობამ საგრძნობლად დააჩქარა საბუნებისმეტყველო მეცნიერებების განვითარება, რადგან სანამ ადამიანი მიკრობებს არ დაინახავდა, სჯეროდა, რომ უწმინდურებისგან იბადება დაავადებები. და მეცნიერებაში დომინირებდა ალქიმიის ცნებები და ვიტალისტური თეორიები ცოცხალი და სპონტანური თაობის სიცოცხლის არსებობის შესახებ.
Leuwenhoek მიკროსკოპი
მიკროსკოპის გამოგონება უნიკალური მოვლენაა შუა საუკუნეების მეცნიერებაში, რადგან აპარატის წყალობით შესაძლებელი გახდა სამეცნიერო დისკუსიისთვის მრავალი ახალი საგნის მოძიება. უფრო მეტიც, მრავალი თეორია გაანადგურა მიკროსკოპით. და ეს ენტონი ვან ლივენჰუკის დიდი დამსახურებაა. მან შეძლო მიკროსკოპის გაუმჯობესება ისე, რომ უჯრედების დეტალურად დანახვის საშუალებას მოგცემთ. და თუ საკითხს ამ კონტექსტში განვიხილავთ, მაშინ ლეუვენჰუკი ნამდვილად არის ამ ტიპის მიკროსკოპის მამა.
ინსტრუმენტის სტრუქტურა
ლევენჰუკის მსუბუქი მიკროსკოპი თავად იყო ფირფიტა ლინზებით, რომელსაც შეეძლო განსახილველი ობიექტების გამრავლება. ამ თეფშს ლინზებით ჰქონდა სამფეხი. მისი მეშვეობით იგი ჰორიზონტალურ მაგიდაზე იყო დამაგრებული. ლინზების სინათლისკენ მიმართვით და მასსა და სანთლის ცეცხლს შორის საცდელი მასალის მოთავსებით, ბაქტერიული უჯრედების დანახვა შეიძლებოდა. უფრო მეტიც, პირველი მასალა, რომელიც ენტონი ვან ლეუვენჰუკმა შეისწავლა, იყო დაფა. მასში მეცნიერმა მრავალი არსება იხილა, რომელთა დასახელებაც მან ჯერ ვერ შეძლო.
Leeuwenhoek-ის მიკროსკოპის უნიკალურობა გასაოცარია. იმ დროისთვის ხელმისაწვდომი კომპოზიციური მოდელები არ იძლეოდა გამოსახულების მაღალ ხარისხს.უფრო მეტიც, ორი ლინზის არსებობა მხოლოდ აძლიერებდა დეფექტებს. ამიტომ, 150 წელზე მეტი დასჭირდა, რომ რთული მიკროსკოპები, რომლებიც თავდაპირველად გალილეოსა და დრებელმა შექმნეს, გამოსახულების იგივე ხარისხის მინიჭებას, როგორც ლეუვენჰუკის მოწყობილობას. თავად ენტონი ვან ლეუვენჰუკი ჯერ კიდევ არ ითვლება მიკროსკოპის მამად, მაგრამ სამართლიანად არის აღიარებული, როგორც ბუნებრივი მასალისა და უჯრედების მიკროსკოპიის ოსტატი.
ლინზების გამოგონება და გაუმჯობესება
ლინზის კონცეფცია უკვე არსებობდა ძველ რომსა და საბერძნეთში. მაგალითად, საბერძნეთში, ამოზნექილი მინის დახმარებით, შესაძლებელი გახდა ცეცხლის გაჩენა. რომში კი დიდი ხანია შეინიშნება წყლით სავსე შუშის ჭურჭლის თვისებები. მათ სურათების გაფართოების საშუალება მისცეს, თუმცა არა ბევრჯერ. ლინზების შემდგომი განვითარება უცნობია, თუმცა აშკარაა, რომ პროგრესი ვერ გაჩერდა.
ცნობილია, რომ მე-16 საუკუნეში ვენეციაში სათვალეების გამოყენება პრაქტიკაში შევიდა. ამას ადასტურებს ფაქტები შუშის სახეხი მანქანების ხელმისაწვდომობის შესახებ, რამაც შესაძლებელი გახადა ლინზების მოპოვება. ასევე იყო ოპტიკური მოწყობილობების ნახატები, ეს არის სარკეები და ლინზები. ამ ნამუშევრების ავტორი ლეონარდო და ვინჩის ეკუთვნის. მაგრამ უფრო ადრეც ადამიანები მუშაობდნენ გამადიდებელი სათვალეებით: ჯერ კიდევ 1268 წელს როჯერ ბეკონმა წამოაყენა იდეა ტელესკოპის შექმნის შესახებ. ის მოგვიანებით განხორციელდა.
ცხადია, ობიექტივის ავტორი არავის ეკუთვნოდა. მაგრამ ეს შეინიშნებოდა იმ მომენტამდე, როდესაც კარლ ფრიდრიხ ცაისმა ოპტიკა დაიწყო. 1847 წელს მან დაიწყო მიკროსკოპების წარმოება. მისი კომპანია შემდეგ გახდა ლიდერი ოპტიკური სათვალეების განვითარებაში. ის დღემდე არსებობს, მთავარი რჩებამრეწველობის. მასთან თანამშრომლობს ყველა კომპანია, რომელიც აწარმოებს ფოტო და ვიდეო კამერებს, ოპტიკურ სამიზნეებს, დიაპაზონის მაძიებლებს, ტელესკოპებს და სხვა მოწყობილობებს.
მიკროსკოპიის გაუმჯობესება
მიკროსკოპის გამოგონების ისტორია გასაოცარია, როდესაც დეტალურად არის შესწავლილი. მაგრამ არანაკლებ საინტერესოა მიკროსკოპის შემდგომი გაუმჯობესების ისტორია. დაიწყო ახალი ტიპის მიკროსკოპების გამოჩენა და მათი წარმოქმნილი მეცნიერული აზრი უფრო და უფრო ღრმად იძირებოდა. ახლა მეცნიერის მიზანი იყო არა მხოლოდ მიკრობების შესწავლა, არამედ მცირე კომპონენტების გათვალისწინებაც. ისინი არიან მოლეკულები და ატომები. უკვე მე-19 საუკუნეში მათი გამოკვლევა რენტგენის დიფრაქციული ანალიზის საშუალებით შეიძლებოდა. მაგრამ მეცნიერება მეტს ითხოვდა.
ასე რომ, უკვე 1863 წელს მკვლევარმა ჰენრი კლიფტონ სორბიმ შეიმუშავა პოლარიზებული მიკროსკოპი მეტეორიტების შესასწავლად. და 1863 წელს ერნსტ აბემ შეიმუშავა მიკროსკოპის თეორია. იგი წარმატებით იქნა მიღებული Carl Zeiss-ის წარმოებაში. მისი კომპანია ამგვარად ჩამოყალიბდა აღიარებულ ლიდერად ოპტიკურ ინდუსტრიაში.
მაგრამ მალე დადგა 1931 წელი - ელექტრონული მიკროსკოპის შექმნის დრო. ის გახდა ახალი ტიპის აპარატი, რომელიც საშუალებას გაძლევთ ნახოთ ბევრად მეტი ვიდრე სინათლე. მასში გადაცემისთვის გამოიყენებოდა არა ფოტონები და არა პოლარიზებული სინათლე, არამედ ელექტრონები - ნაწილაკები, რომლებიც ბევრად უფრო მცირეა, ვიდრე უმარტივესი იონები. ეს იყო ელექტრონული მიკროსკოპის გამოგონება, რამაც საშუალება მისცა ჰისტოლოგიის განვითარებას. ახლა მეცნიერებმა მოიპოვეს სრული ნდობა, რომ მათი მოსაზრებები უჯრედისა და მისი ორგანელების შესახებ მართლაც სწორია. თუმცა, მხოლოდ 1986 წელსნობელის პრემია მიენიჭა ელექტრონული მიკროსკოპის შემქმნელ ერნსტ რუსკას. უფრო მეტიც, უკვე 1938 წელს ჯეიმს ჰილერმა ააგო გადამცემი ელექტრონული მიკროსკოპი.
მიკროსკოპების უახლესი ტიპები
მეცნიერება მრავალი მეცნიერის წარმატების შემდეგ უფრო და უფრო სწრაფად განვითარდა. ამიტომ, ახალი რეალობებით ნაკარნახევი მიზანი იყო უაღრესად მგრძნობიარე მიკროსკოპის შემუშავების აუცილებლობა. და უკვე 1936 წელს ერვინ მიულერმა გამოუშვა საველე ემისიის მოწყობილობა. და 1951 წელს შეიქმნა კიდევ ერთი მოწყობილობა - საველე იონური მიკროსკოპი. მისი მნიშვნელობა უკიდურესია, რადგან მან მეცნიერებს საშუალება მისცა პირველად დაენახათ ატომები. ამას გარდა, 1955 წელს იერჟი ნომარსკი ავითარებს დიფერენციალური ჩარევა-კონტრასტული მიკროსკოპის თეორიულ საფუძვლებს.
უახლესი მიკროსკოპების გაუმჯობესება
მიკროსკოპის გამოგონება ჯერ არ არის წარმატებული, რადგან, პრინციპში, არ არის რთული იონების ან ფოტონების ბიოლოგიურ მედიაში გავლა და შემდეგ მიღებული სურათის განხილვა. მაგრამ მიკროსკოპის ხარისხის გაუმჯობესების საკითხი მართლაც მნიშვნელოვანი იყო. ამ დასკვნების შემდეგ მეცნიერებმა შექმნეს სატრანზიტო მასის ანალიზატორი, რომელსაც ეწოდა სკანირების იონური მიკროსკოპი.
ამ მოწყობილობამ შესაძლებელი გახადა ერთი ატომის სკანირება და მონაცემების მოპოვება მოლეკულის სამგანზომილებიანი სტრუქტურის შესახებ. რენტგენის დიფრაქციულ ანალიზთან ერთად ამ მეთოდმა შესაძლებელი გახადა პროცესის მნიშვნელოვნად დაჩქარებაბუნებაში ნაპოვნი მრავალი ნივთიერების იდენტიფიცირება. და უკვე 1981 წელს დაინერგა სკანირების გვირაბის მიკროსკოპი, ხოლო 1986 წელს - ატომური ძალის მიკროსკოპი. 1988 წელი არის სკანირების ელექტროქიმიური გვირაბის მიკროსკოპის გამოგონების წელი. და უახლესი და ყველაზე სასარგებლო არის კელვინის ძალის ზონდი. იგი შეიქმნა 1991 წელს.
მიკროსკოპის გამოგონების გლობალური მნიშვნელობის შეფასება
1665 წლიდან, როდესაც ლეუვენჰუკმა დაიწყო მინის დამუშავება და მიკროსკოპების დამზადება, ინდუსტრია განვითარდა და გაიზარდა სირთულით. და გაინტერესებთ რა მნიშვნელობა ჰქონდა მიკროსკოპის გამოგონებას, ღირს მიკროსკოპის მთავარი მიღწევების გათვალისწინება. ასე რომ, ამ მეთოდმა შესაძლებელი გახადა უჯრედის განხილვა, რომელიც ბიოლოგიის განვითარების კიდევ ერთი იმპულსი იყო. შემდეგ მოწყობილობამ შესაძლებელი გახადა უჯრედის ორგანელების დანახვა, რამაც შესაძლებელი გახადა უჯრედული სტრუქტურის ნიმუშების ჩამოყალიბება.
შემდეგ მიკროსკოპმა შესაძლებელი გახადა მოლეკულისა და ატომის დანახვა და მოგვიანებით მეცნიერებმა შეძლეს მათი ზედაპირის სკანირება. უფრო მეტიც, ატომების ელექტრონული ღრუბლებიც კი ჩანს მიკროსკოპით. ვინაიდან ელექტრონები მოძრაობენ სინათლის სიჩქარით ბირთვის გარშემო, აბსოლუტურად შეუძლებელია ამ ნაწილაკების განხილვა. ამის მიუხედავად, უნდა გვესმოდეს, თუ რამდენად მნიშვნელოვანი იყო მიკროსკოპის გამოგონება. მან შესაძლებელი გახადა ისეთი ახლის დანახვა, რაც თვალით არ ჩანს. ეს საოცარი სამყაროა, რომლის შესწავლამაც დააახლოვა ადამიანი ფიზიკის, ქიმიისა და მედიცინის თანამედროვე მიღწევებთან. და ღირს მთელი შრომა.
