Секрет микроскопа Левенгука оказался секретом Гука

Нидерландские физики просканировали микроскопы XVII века методом нейтронной томографии и получили их трехмерные модели. Сканирование помогло разгадать секреты производства стеклянных линз, которые Антони ван Левенгук тщательно скрывал от современников. Он в совершенстве овладел шлифовкой и полировкой стекла, но для изготовления линзы самого мощного микроскопа позаимствовал технологию другого мастера. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

Антони ван Левенгука (1632-1723), голландского торговца тканями и ученого-самоучку, считают отцом современной микробиологии и создателем уникальных однолинзовых микроскопов. Для исследования микромира натуралист-любитель занялся изготовлением оптических линз и очень в этом преуспел. Его самодельная увеличительная оптика превзошла известные образцы оптических приборов, созданные голландскими мастерами в первой половине XVII века.

Микроскопы Левенгука представляли собой две склепанные между собой металлические пластины с зажатой между ними линзой. Через крошечные отверстия в пластинах, вплотную приблизив глаз, можно было наблюдать многократно увеличенный объект, закрепленный на игле. Винты на задней стороне конструкции служили для регулировки фокусного расстояния.

Талантливый самоучка делал свои микроскопы, ориентируясь на труды английского ученого Роберта Гука, умелого шлифовщика линз и автора научного труда «Микрография», изданного в 1665 году. Но оптические стекла Левенгука превосходили линзы большинства мастеров XVII века, они увеличивали объекты в 150–300 раз.

Исследователи Делфтского технического университета и Лейденского музея науки под руководством Тимена Коквита (Tiemen Cocquyt) сделали нейтронное сканирование микроскопов XVII века и определили способ изготовления линз. С помощью томографа института ядерных исследований (TU Delft Reactor Institute) удалось заглянуть внутрь двух микроскопов Левенгука. Один из них — микроскоп среднего увеличения из музея в Лейдене, второй — более мощный прибор из собрания Утрехтского музея с 266-кратным увеличением. Метод нейтронного сканирования применяется при изучении окаменелостей и других объектов, в толще которых необходимо обнаружить легкие элементы. В данном случае необходимо было получить изображение стеклянной линзы, заключенной в толще металла. Нейтронная томография позволяет построить трехмерное изображение объекта на основе сведений о поглощенных им нейтронах, испускаемых источником.

На томограмме менее мощного лейденского микроскопа ученые увидели линзу в форме чечевицы с диаметром обода 2,7 миллиметра и толщиной 1,5 миллиметра. Радиус кривизны, острый ободок без неровностей явно указывают на абразивный способ изготовления линзы при помощи тщательной шлифовки и полировки.

Томограмма линзы утрехтского микроскопа показала, что в нем находится шаровидная линза диаметром 1,3 миллиметра, на которой можно различить маленький обломок стеклянного стержня. Такая форма оптического стекла получается при обработке пламенем кончика тонкой стеклянной палочки. Круглая капля, образующаяся при этом, имеет высокую увеличительную способность.

А — шлифованная линза в форме чечевицы; В — шаровидная линза

Секреты изготовления своих линз Левенгук скрывал от конкурентов и, в особенности, от Роберта Гука, который был заинтригован увеличительными свойствами левенгуковских линз. Исследование показало, что шаровидная линза полностью соответствует принципам изготовления, которые описал в 1678 году Роберт Гук. Левенгук наверняка воспользовался этим способом, хотя всячески отрицал заимствование. Левенгук утверждал, что способ Гука не годится для его мощного микроскопа, чьи пластины слишком тонки для гуковой линзы.

Способы изготовления линз

Авторы исследования отмечают курьезность обнаружения в самом мощном левенгуковском микроскопе простой шаровидной линзы Гука. Вероятно, в этом заимствовании и кроется причина ореола тайны вокруг способа изготовления линз, созданного Левенгуком. Томограммы микроскопов продемонстрировали, насколько тщательно и точно выполнена подгонка линзы к выемке на металлической пластине и к отверстиям, что вряд ли было бы возможно при серийном производстве.

Антони ван Левенгук сделал вручную более 500 микроскопов и в каждом стремился достичь баланса между увеличением и качеством изображения. Утрехтский микроскоп оставался непревзойденным до 1830-х годов, позволяя различать детали размером до 1 микрометра.

N+ 1 писал о современных микроскопах и их возможностях. Мы рассказывали об изучении работы биомолекул на атомарном уровне при помощи криоэлектроных микроскопов и о применении атомно-силового и сканирующего туннельного микроскопов при исследовании квантовых материалов.

Елена Синицкая

Источник: nplus1.ru

0 0 голоса
Рейтинг статьи

Опубликовано: 18.05.2021 в 22:45

Автор:

Категории: Наука и технологии

Подписаться
Уведомить о
guest
0 комментариев
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии