Secure Checkout (Deutsch)

Zeitleiste des Mikroskops

14. Jahrhundert: Brille erstmals in Italien hergestellt

1590: Zwei niederländische Brillenmacher und Vater Das Team von Hans und Zacharias Janssen erstellt das erste Mikroskop.

1667: Robert Hookes berühmtes „Micrographia“ wird veröffentlicht, in dem Hookes verschiedene Studien mit dem Mikroskop beschrieben werden.

1675: Geben Sie Anton van Leeuwenhoek ein, der ein Mikroskop mit einer Linse verwendete, um Insekten und andere Proben zu beobachten. Leeuwenhoek war der erste, der Bakterien beobachtete. 18. Jahrhundert: Mit der Verbesserung der Technologie wurde die Mikroskopie bei Wissenschaftlern immer beliebter. Ein Teil davon war auf die Entdeckung zurückzuführen, dass die Kombination von zwei Glasarten den chromatischen Effekt verringerte.

1830: Joseph Jackson Lister entdeckt, dass die Verwendung schwacher Linsen zusammen in verschiedenen Abständen eine deutliche Vergrößerung ergab.

1878: Ernst Abbe erfindet eine mathematische Theorie, die die Auflösung mit der Lichtwellenlänge verbindet.

1903: Richard Zsigmondy erfindet das Ultramikroskop, mit dem Proben unterhalb der Lichtwellenlänge beobachtet werden können.

1932: Transparente biologische Materialien werden erstmals mit Frits Xernikes Erfindung des Phasenkontrastmikroskops untersucht.

1938: Nur sechs Jahre nach der Erfindung des Phasenkontrastmikroskops kommt das Elektronenmikroskop. entwickelt von Ernst Ruska, der erkannte, dass die Verwendung von Elektronen in der Mikroskopie die Auflösung verbessert. 1981: 3D-Probenbilder möglich mit der Erfindung des Rastertunnelmikroskops von Gerd Binnig und Heinrich Rohrer h4>

Verlauf des Verbundmikroskops

So wie die Griechen zweitausend Jahre vor der Einführung in den USA ein voll funktionsfähiges Strahlungsheizsystem hatten, scheinen die Ursprünge des Verbundlichtmikroskops nicht verfolgt zu werden nach Holland, England oder Frankreich – aber nach China, was angesichts der gegenwärtigen Dominanz Chinas bei der Lieferung von Verbundlichtmikroskopen vielleicht angemessen ist!

Das Wassermikroskop

Nach einem alten chinesischen Text Die Chinesen betrachteten vergrößerte Proben durch eine Linse am Ende eines Röhrchens, wobei das Röhrchen je nach dem Grad der Vergrößerung, den sie erreichen wollten, mit unterschiedlichen Wassermengen gefüllt war. Genial, effektiv und wiederholbar zu Hause, heute. Dass dies vor etwa 4.000 Jahren in der Chow-Foo-Dynastie und mehr als 3.500 Jahre vor der Geburt des „Vaters der modernen Mikroskopie“ geschah, ist bemerkenswert.

Dass diese chinesischen Alten heute eine 150-fache Vergrößerung erreichten „s Standard oder 100 Moou ist atemberaubend. Es ist, als hätten sie ein Stadtauto entwickelt, das Mach II erreicht hat. Wenn sie ein solches Auto gebaut haben, wurde nie ein Hinweis darauf gefunden. Ebenso gibt es keinen weiteren bekannte Bezugnahme auf ein solches zusammengesetztes Mikroskopgerät, bis wir wieder zu den Griechen zurückkehren.

Nicht weniger als Aristoteles beschreibt die Funktionsweise eines Mikroskops in einigen Detail. Die Griechen nutzten gebogene Linsen, die ein wesentlicher Bestandteil jedes Stereo- oder Verbundmikroskops sind. Die antiken griechischen Jungen teilten wahrscheinlich das Gefühl des Triumphs jedes amerikanischen Jungen, eine gebogene Linse oder eine Lupe zu verwenden, um eine zu starten Feuer. Die Griechen verwendeten es jedoch auch für chirurgische Eingriffe, nicht bei Ameisen, wie es kleine Jungen gewohnt sind, sondern bei Menschen – um Wunden und Läsionen zu kauterisieren, die durch Lepra usw. verursacht wurden.

Alte Ägypter und Römer verwendeten auch verschiedene gekrümmte Linsen, obwohl kein Hinweis auf ein zusammengesetztes Mikroskop gefunden wurde. Die Griechen gaben uns jedoch das Wort „Mikroskop“. Es kommt aus zwei griechischen Wörtern, „uikpos“, klein und „okottew“, Ansicht. Während die alten Chinesen, Griechen und Römer ihre unendliche Weisheit auf das Thema anwendeten, ist kein Hinweis auf die Verwendung von künstlichem Licht oder auf mehrere Linsen bekannt. Mit anderen Worten, wir können den Alten große Anerkennung für ihre Weitsicht und ihre Errungenschaften zollen, aber wir müssen woanders suchen, um sowohl das erste Licht- als auch das zusammengesetzte Mikroskop aufzudecken.

Unglaublich, die nächsten historischen Referenzen mit irgendetwas an Alles, was mit Mikroskopen oder genauer gesagt mit Optik zu tun hat, ist 1.200 Jahre nach der Entlassung Roms, und selbst dann beziehen sich die Verweise nur auf die Verwendung von Linsen bei der Erfindung von Brillen. Anders ausgedrückt, einige der klügsten Menschen, die der Planet jemals mehrere tausend Jahre lang mit einzelnen Objektiven produziert, gespielt und gearbeitet hat, ohne weiter zu gehen.

Brillen

Innerhalb weniger Jahre in der Toskana, Italien, gaben zwei Männer an, unabhängig voneinander eine Brille erfunden zu haben. Der Beweis? Ihre Grabsteine! Der eine, Salvano d „Aramento degli Amati, starb 1284 in Florenz und behauptete, den Prozess geheim gehalten zu haben. Der andere, Allessandro della Spina, starb 1317 und behauptete, seinen Prozess enthüllt zu haben. Pisa und Florenz sind nur einen kurzen Galopp entfernt. Zufall ? Du entscheidest.

Auf jeden Fall hielt Girodina da Rivalta, ein lokaler Mönch, 1306 eine Predigt, in der er Brillen mit Begeisterung als großartige Erfindung befürwortete und beiläufig darauf hinwies, dass sie seit etwa 20 Jahren in Gebrauch waren. Schließlich beklagte sich 1289 ein anderer Einheimischer aus der Familie Popozo: „Ich bin vom Alter so geschwächt, dass ich ohne die als Brille bekannte Brille nicht mehr lesen oder schreiben kann.“

Teleskope

Ungefähr zur gleichen Zeit scheinen Linsen in frühen Teleskopen verwendet worden zu sein. Im 13. Jahrhundert diskutiert der Engländer Roger Bacon sie ausführlich. Sowohl Brillen als auch Mikroskope sind für Mikroskope relevant, da sie den immer ausgefeilteren Einsatz von Linsen nachzeichnen – die wesentliche optische Komponente eines jeden Mikroskops.

Nur 200 bis 300 Jahre später finden wir eine Vielzahl von Referenzen und harte Beweise für Teleskope und Mikroskope. Die Renaissance war angebrochen und mit ihr eine reichhaltige Blüte in den Künsten und Wissenschaften. Am wichtigsten ist, dass mit der Erfindung der Druckerei Ideen und Entwicklungen einfach und schnell verbreitet werden konnten. Infolgedessen wurden Thomas Digges „Arbeiten am Teleskop in England Mitte des 16. Jahrhunderts und Hans Lippersheys Arbeiten, die die Anmeldung eines Teleskoppatents beinhalteten, an andere weitergegeben, darunter nicht weniger ein Genie als Galileo.

Galileo begann sofort mit der Arbeit mit Objektiven. In kurzer Zeit entwickelte er ein verbessertes Teleskop mit Fokussiergerät und eroberte die Sterne. Wir sollten jedoch auch Sir Isaac Newton Tribut zollen, der ungefähr zur gleichen Zeit in Großbritannien das Spiegelteleskop erfunden hat.

Verbundmikroskope

Aber was ist mit Mikroskopen? Der gleiche Hans Lippershey und sein Sohn Zaccharias Hanssen experimentierten mit verschiedenen Objektiven. In den späten 1590er Jahren verwendeten sie mehrere Linsen in einer Röhre und waren erstaunt zu sehen, dass das Objekt am Ende der Röhre deutlich über die Möglichkeiten einer Lupe hinaus vergrößert wurde. Sie hatten gerade das zusammengesetzte Mikroskop erfunden. Das heißt, sie hatten entdeckt, dass ein durch eine einzelne Linse vergrößertes Bild durch eine zweite oder mehrere Linsen weiter vergrößert werden kann.

Mitte des 17. Jahrhunderts brachte ein Engländer, Robert Hooke und ein Niederländer, Anthony Van Leeuwenhoek, das Mikroskop auf ein neues Niveau . Hooke war ein krankes Genie, das gerne experimentierte. Er tat dies in einer Vielzahl von wissenschaftlichen Bereichen und mit großem Erfolg. Er erfand das Universalgelenk, die Irisblende (eine weitere Schlüsselkomponente vieler moderner Lichtmikroskope), ein Atemschutzgerät, eine Ankerhemmung und eine Ausgleichsfeder für Uhren.

Er erarbeitete auch die richtige Verbrennungstheorie; entwickelte eine Gleichung, die die heute noch verwendete Elastizität beschreibt („Hookesches Gesetz“) und erfand oder verbesserte meteorologische Instrumente wie Barometer, Anemometer und Hygrometer und so weiter. Vor allem aber ist er bekannt für Micrographia, Seine Studien mit einem Mikroskop wurden 1665 veröffentlicht. Die Mikrographie wurde nicht nur für das, was er beschrieb, über Nacht zu einer Sensation, sondern auch für die hervorragenden Zeichnungen, die er anfertigte.

Er beschrieb eine neue Welt neben exquisiten Zeichnungen der stechenden Haare auf einer Brennnessel, eines Flohs und vor allem der Wabenstruktur oder „Zellen“ eines Korkens. Es war Hooke, der den Begriff „Zellen“ bei der Beschreibung von lebendem Gewebe prägte. Interessanterweise stellte Hooke, während er ein zusammengesetztes Mikroskop verwendete, fest, dass es sein Sehvermögen stark belastete und schwächte. Für seine Mikrographie bevorzugte er die Verwendung eines einfachen Mikroskops mit einer Linse aus Gold und Leder, das von einer Kerze beleuchtet wurde. Vielleicht das erste Licht Mikroskop?

Antonie van Leeuwenhoek – der Vater des Mikroskops

Es war jedoch Leeuwenhoek, der zur gleichen Zeit wie Hooke lebte und sich auf Hookes Arbeit stützte, um das Mikroskopdesign auf ein neues Niveau zu bringen. Als Tuchmacher untersuchte er mit einem einfachen Mikroskop Stoff. Als Wissenschaftler begann er mit neuen Methoden zum Schleifen von Linsen zu experimentieren, um die optische Qualität zu verbessern. Insgesamt erdete er 550 Linsen, von denen einige eine lineare Vergrößerungsstärke von 500 und ein Auflösungsvermögen von einem Millionstel Zoll hatten – eine erstaunliche Leistung.

Leeuwenhoek beschrieb diese Erfolge in fast 200 Buchstaben an die Royal Society in London, wo nicht weniger als Robert Hooke sie validierte. Das Ergebnis all dieser Arbeiten war ein einfaches Handmikroskop mit einer Linse. Die Probe wurde oben auf dem Zeiger montiert, über dem eine konvexe Linse lag, die an einem Metallhalter befestigt war. Die Probe wurde dann durch ein Loch auf der anderen Seite des Mikroskops betrachtet und unter Verwendung einer Schraube fokussiert.

Sein vielleicht berühmtestes Experiment fand 1674 statt, als er etwas Seewasser betrachtete:

„Ich sah jetzt sehr deutlich, dass es sich um kleine Aale handelte. oder Würmer, die alle zusammengekauert liegen und sich winden, als ob Sie mit dem trüben Auge eine ganze Wanne mit kleinen Aalen und Wasser sehen würden, wobei sich die Aale untereinander winden, und das ganze Wasser schien mit diesen vielfältigen Tierchen lebendig zu sein.

Dies war für mich unter all den Wundern, die ich in der Natur entdeckt habe, das wunderbarste von allen, und ich muss meinerseits sagen, dass nicht mehr Vor meinen Augen ist ein angenehmer Anblick gekommen, dass diese vielen tausend Lebewesen alle lebendig in einem kleinen Wassertropfen gesehen haben und sich untereinander bewegen, wobei jede einzelne Kreatur ihre eigene Eigenbewegung hat. „

Er hatte entdeckte Bakterien. Er hatte sich den Titel des Vaters des Mikroskops verdient. Interessanterweise dauerte es bis 1839, fast zweihundert Jahre später, bis die Zellen endgültig als Grundeinheiten des Lebens anerkannt wurden.

18./19. Jahrhundert

Der nächste große Schritt in der Geschichte des Mikroskops trat weitere 100 Jahre später mit der Erfindung der achromatischen Linse durch Charles Hall in den 1730er Jahren auf. Er entdeckte, dass er durch die Verwendung einer zweiten Linse mit unterschiedlicher Form und Brechungseigenschaften Farben mit minimalem Einfluss auf die Vergrößerung der ersten Linse neu ausrichten konnte.

Dann löste Joseph Lister 1830 das Problem der sphärischen Aberration ( Licht biegt sich in verschiedenen Winkeln, je nachdem, wo es auf die Linse trifft.) Platzieren Sie die Linsen in präzisen Abständen voneinander. Zusammen haben diese beiden Entdeckungen zu einer deutlichen Verbesserung der Bildqualität beigetragen. Zuvor hatten Mikroskopiker aufgrund der schlechten Glasqualität und der unvollständigen Linse nur verzerrte Bilder betrachtet – ähnlich wie die ersten Radios waren sie extrem rissig.

Es ist erwähnenswert, dass bis jetzt jeder neue Schritt gemacht wurde war in der Qualität oder Anwendung der Linsen. Dann, im Jahr 1863, ging einer der mehreren neuen Hersteller von Mikroskopen, die Firma Ernst Leitz, mit der Einführung des ersten Drehturms mit nicht weniger als fünf Zielen auf ein mechanisches Problem ein.

Diese Verbesserung wurde 1866 schnell verfolgt, als Carl Zeiss Ernst Abbe als seinen Forschungsdirektor bei den Zeiss Optical Works rekrutierte. Abbe legte den Rahmen für den modernen Ansatz zur Entwicklung der Computeroptik fest. Er machte den Unterschied zwischen Vergrößerung und Auflösung deutlich und kritisierte die Praxis, Okulare mit zu hoher Vergrößerung als „leere Vergrößerung“ zu verwenden. Bis 1869 produzierte seine Arbeit ein neues patentiertes Beleuchtungsgerät – den Abbe-Kondensator.

Abbe-Kondensator: Abbes Arbeit an einer Wellentheorie der mikroskopischen Bildgebung (der Abbe-Sinus-Bedingung) ermöglichte die Entwicklung eines neuen Bereich von siebzehn Mikroskopobjektiven – drei davon waren die ersten Immersionsobjektive und alle wurden auf der Grundlage mathematischer Modelle entworfen. Wie Abbe feststellte, beruhten seine Kreationen „auf einer genauen Untersuchung der verwendeten Materialien, die betreffenden Designs werden durch Berechnung der Letztes Detail – jede Krümmung, jede Dicke, jede Blende einer Linse -, so dass jeder Versuch und Irrtum ausgeschlossen ist. „

Von nun an wurden Mikroskope eher auf der Grundlage physikalischer Gesetze der Physik als auf der Grundlage des Versuchs entworfen und Fehler, die die Pioniere charakterisiert hatten. Gleichzeitig richteten eine Reihe von Unternehmen spezialisierte Produktionsstätten ein, die sich auf die Herstellung von Präzisionsmikroskopen konzentrierten. Forschung und Entwicklung trugen weiterhin Früchte.

1880 die ersten Mikrotome begann verwendet zu werden, wodurch signifikant dünnere Proben hergestellt werden konnten, um die Probe zu verbessern. Ein anderer Zeiss-Mitarbeiter, August Kohler, fand 1893 ein beispielloses Beleuchtungssystem heraus, das immer noch als Kohler-Beleuchtung bekannt ist. Bei Verwendung von Doppelmembranen bietet das System die dreifachen Vorteile einer gleichmäßig beleuchteten Probe, eines hellen Bildes und einer minimalen Blendung. Mit anderen Worten, Kohler erzielte ein nahezu perfektes Bild.

Der Massenmarkt für Mikroskope war zeitgleich mit der Feinmechanik angekommen, und es ist kein Wunder, dass eine Vielzahl beeindruckender Ergebnisse erzielt wurde: 1879 Walter Flemming entdeckte Zellmitose und Chromosomen, eine Leistung, die als eine der 100 wichtigsten wissenschaftlichen Errungenschaften aller Zeiten anerkannt wurde.

20. Jahrhundert

Um die Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert Louis Pasteur erfand die Pasteurisierung, während Robert Koch seine berühmten oder berüchtigten Postulate entdeckte: den Anthrax-Bazillus, den Tuberkulose-Bazillus und die Cholera vibrio.

UV und Phase: Bis 1900, Die theoretische Auflösungsgrenze für Mikroskope mit sichtbarem Licht (2000 Angström) war erreicht. 1904 überwand Zeiss diese Einschränkung mit der Einführung des ersten kommerziellen UV-Mikroskops mit einer Auflösung, die doppelt so hoch ist wie die eines Mikroskops mit sichtbarem Licht.1930 entdeckte Fritz Zernike, dass er ungefärbte Zellen mit dem Phasenwinkel der Strahlen betrachten konnte. Von Zeiss verschmäht, wurde seine Phasenkontrastinnovation erst 1941 eingeführt, obwohl er 1953 für seine Arbeit einen Nobelpreis erhielt.

Elektronenmikroskope: 1931 erfanden Max Knoll und Ernst Ruska das erste Elektronenmikroskop das sprengte über die optischen Grenzen des Lichts hinaus. Die Physik schreibt vor, dass Lichtmikroskope durch die Lichtphysik auf eine 500- oder 1000-fache Vergrößerung und eine Auflösung von 0,2 Mikrometern beschränkt sind.

Knoll und Ruska bauten ein Transmissionselektronen Mikroskop (TEM) – eines, das einen Elektronenstrahl (im Gegensatz zu Licht) durch die Probe sendet. Die anschließende Wechselwirkung des Elektronenstrahls mit der Probe wird aufgezeichnet und in ein Bild umgewandelt. Dann, im Jahr 1942, verbesserte Ruska das TEM, indem er das erste Rasterelektronenmikroskop (SEM) baute, das einen Elektronenstrahl über die Probe überträgt. Die Prinzipien von Ruska bilden immer noch die Grundlage moderner Elektronenmikroskope – Mikroskope, die eine bis zu 2 Millionenfache Vergrößerung erreichen können! Die zweite wichtige Entwicklung für Mikroskope im 20. Jahrhundert war die Entwicklung des Massenmarktes. Begonnen im 19. Jahrhundert, als Leitz behauptete, 50.000 Mikroskope in die USA exportiert zu haben Der Trend beschleunigte sich im 20. Jahrhundert. Infolgedessen entstand eine große Anzahl von Herstellern, um etablierten europäischen Unternehmen wie Zeiss und Leitz preisgünstigere Alternativen anzubieten.

China: China hat sich zu einem wichtigen Lieferanten von entwickelt Mikroskope für den täglichen Gebrauch und liefern mit der Entwicklung ihrer Fähigkeit zur optischen Herstellung nun optische Komponenten an einige der großen Mikroskopmarken. Dieser Markttrend hat sich positiv auf den Preis ausgewirkt f Mikroskope, die die Verbreitung von Mikroskopen außerhalb des Bereichs des Wissenschaftlers für den alltäglichen kommerziellen und individuellen Gebrauch ermöglichen.

Neue Lichtquellen – Halogen, Fluoreszenz und LED – haben die Vielseitigkeit des Lichtmikroskops verbessert oder erweitert Das Aufkommen von Auslegerständern hat zu umfangreichen kommerziellen Inspektionsanwendungen geführt, die mit einem Standard-Sockelmikroskop nicht durchgeführt werden können. Die neueste Innovation war jedoch die Einführung des digitalen Mikroskops.

Digitale Mikroskope: Digitale Mikroskope ermöglichen die Übertragung von Livebildern auf einen Fernseher oder Computer Bildschirm und haben dazu beigetragen, die Mikrofotografie zu revolutionieren. Digitale Mikroskope integrieren einfach eine digitale Mikroskopkamera in den Trinokularanschluss eines Standardmikroskops. Eine alternative und flexiblere Lösung besteht darin, einfach eine digitale Mikroskopkamera auf ein Trinokularmikroskop zu setzen!

Dino-Lite: Eine der originelleren Innovationen in der Das 21. Jahrhundert war Dino-Lite Digital Mikroskope. Dino-Lite sind digitale Handmikroskope, die nicht viel größer als ein fetter Stift sind. Sie bieten eine Zoomfunktion mit geringem Stromverbrauch und einer Vergrößerung von bis zu 500x. Sie haben einen deutlichen Einfluss auf industrielle Inspektionsanwendungen gehabt.