تاريخ اختراع المجهر

في تطوير العلم ، تم لعب دور خاص بواسطة جهازين وسعا بشكل كبير حدود المعرفة - المجهر والتلسكوب. إذا كان الشخص في العصور القديمة لا يستطيع أن يرى العالم إلا على نطاق مماثل لحجم جسده ، فإن المجهر تحدث عن وجود وخصائص مذهلة لأصغر جزيئات المادة والكائنات الحية الصغيرة ، وسمح له باتخاذ الخطوة الأولى في العالم الصغير. قام التلسكوب بتقريب النجوم البعيدة ، مما أجبر البشرية على إدراك مكانها في الكون ، وفتح العالم الضخم لرأينا. ظهر المجهر والتلسكوب (بشكل أدق ، التلسكوب) في وقت واحد تقريبًا ، في نهاية القرن السادس عشر ، لكن المجهر سرعان ما انتقل من النماذج البدائية الأولى إلى جهاز بصري كامل.

يرتبط اختراع هذه الأجهزة باسم المعلم الهولندي زكريا جانسن ، الذي اقترح عام 1590 مخططًا للتلسكوب والميكروسكوب. ثم ، تم تحسين كلا الجهازين بواسطة جاليليو وكيبلر. في عام 1665 ، اكتشف العالم الإنجليزي R. Hook ، باستخدام المجهر ، البنية الخلوية لجميع الحيوانات والنباتات ، وبعد عشر سنوات ، اكتشف العالم الطبيعي الهولندي A. Levenguk الكائنات الحية الدقيقة.

بعد 200 عام ، قام الفيزيائي الألماني آبي ، وهو موظف وشريك لـ K. Zeiss ، مالك ورش العمل البصرية الشهيرة ، بتطوير نظرية المجهر وخلق نسخته الحديثة ، والتي لا تقتصر إمكانياتها على عيوب التصميم ، ولكن من خلال القوانين الأساسية للفيزياء. يمكن للعين البشرية أن تميز التفاصيل بحجم عُشر المليمتر. يمكن للمجهر الضوئي تكبيره ألف مرة. تعقيد نظام العدسات لن يكون من الصعب تحقيق زيادة أكبر ، لكن هذا لن يجعل الصورة أكثر وضوحًا. والحقيقة هي أن المادة تمتلك في وقت واحد خصائص الموجة والجسم. ينطبق هذا على الضوء ، ولا تسمح لك خصائصه الموجية برؤية الأشياء التي تكون أبعادها أقل من أعشار الميكرون.

إن الانعراج هو سمة مميزة للموجات - فهي تنحني حول العقبات التي يكون حجمها صغيرًا مقارنة بطول الموجة. على سبيل المثال ، لا يمنع وجود قش يخرج من الماء تموجات التمدد ، في حين أن حجرًا كبيرًا يعيقه. لكي تتمكن من ملاحظة شيء ما ، يجب أن تؤخر أو تعكس موجات الضوء. ويقاس الطول الموجي للضوء المرئي للعين البشرية بعشر ميكرون. هذا يعني أن الأجزاء الصغيرة لن يكون لها أي تأثير تقريبًا على انتشار الضوء ، وبالتالي لن يساعد أي جهاز بصري في اكتشافها.

ومع ذلك ، لا تحد ازدواجية جسيم الموجة من الزيادة في المجاهر التقليدية فحسب ، بل تفتح أيضًا إمكانيات جديدة لدراسة المادة. بفضله ، من الممكن الحصول على صورة ليس فقط بمساعدة ما اعتدنا عليه للنظر في الموجات (الضوء المرئي والأشعة السينية) ، ولكن أيضًا بمساعدة ما نعتبره جسيمات (إلكترونات ونيوترونات). لذلك ، يتم إنشاء المجاهر الآن التي تظهر الأشياء ليس فقط في الضوء العادي ، في الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة تحت الحمراء ، ولكن أيضًا المجاهر الإلكترونية والأيونية ، التي يزيد تكبيرها ألف مرة عن تلك الضوئية. تم تطوير مجاهر الأشعة السينية والنيوترونية. ميزة الأجهزة الجديدة ليست فقط زيادة أكبر ، ولكن أيضًا تنوع المعلومات التي تقدمها. على سبيل المثال ، تتيح مجاهر الأشعة تحت الحمراء دراسة البلورات والمعادن غير الشفافة ، ولا غنى عن تلك الموجودة في علم الطب الشرعي والبحوث البيولوجية ، وستكون الأشعة السينية قادرة على التألق من خلال عينات سميكة جدًا دون تدمير ، ويمكن للنيوترونات تمييز الأجزاء التي تتكون من عناصر كيميائية مختلفة. يستمر تحسين المجهر ، وسيظل هذا الجهاز يخدم العلوم.