2004年3月(第13巻、第3号)

レンズ1590年頃のクラフターズ:顕微鏡の発明

あらゆる主要な科学分野は、16世紀後半にさかのぼる発明であり、控えめなオランダの眼鏡メーカーである何らかの形の顕微鏡の使用から恩恵を受けてきました。 ZachariasJanssenという名前。ヤンセン顕微鏡は、最新バージョンと比較して画質と倍率が非常に粗いものの、それでも科学機器の大きな進歩でした。

ヤンセンは、オランダのミドルバーグにあるハンスヤンセンという名の眼鏡メーカーの息子でした。 Zachariasは複合顕微鏡を発明したとされていますが、ほとんどの歴史家は、Zachariasが1590年代にまだ10代だったので、彼の父親が重要な役割を果たしたに違いないと推測しています。当時、眼鏡は一般の人々の間で広く使用され始めており、光学やレンズに大きな注目が集まっていました。実際、一部の歴史家は、ヤンセンとオランダの眼鏡メーカーであるハンスリッペルシーの両方が、独立しているものの、同時に顕微鏡を発明したと考えています。


Zacharias Janssen

歴史家は、ヤンセンの長年の家族の友人であり、顕微鏡の起源を詳述した1650年代のフランスの王。彼は、長さ約2.5フィートの真ちゅう製の三脚から垂直に立ち上がる装置について説明しました。メインチューブは直径1〜2インチで、基部に黒檀の円盤があり、一端に凹レンズ、他端に凸レンズがありました。レンズの組み合わせにより、機器は光を曲げ、元の標本の3〜9倍のサイズの画像を拡大することができました。

ヤンセン顕微鏡の初期モデルは残っていませんが、ミドルバーグ博物館には1595年、ヤンセンの名前が付けられました。設計は多少異なり、3つのチューブで構成され、そのうちの2つは、外側のケーシングとして機能する3番目のチューブにスライドできるドローチューブです。顕微鏡はハンドヘルドで、サンプルを観察しながらドローチューブを出し入れすることで焦点を合わせることができ、最大に伸ばすと元のサイズの最大10倍の画像を拡大することができます。

ヤンセンの発明は、この機器が科学者の間で広く使用されるようになるまでに半世紀以上かかるでしょう。ヨークシャーの科学者ヘンリーパワーは顕微鏡で行われた観察結果を最初に発表し、1661年にマルチェロマルフィギは顕微鏡を使用して、カエルの肺の毛細血管を発見したハーベイの血液循環理論を支持するクリンチの証拠を提供しました。

顕微鏡図の作者であるロバートフックは、ロンドンの楽器メーカーであるクリストファーコックに頼って実際に楽器を製作しましたが、基本設計を大幅に改善した最初の人物の1人でした。 :アイとアイピースの間の正しい距離を維持するためのアイカップ、焦点を合わせるための別々のドローチューブ、および体を傾けるためのボールとソケットのジョイント。光学系には、フックは、接眼レンズとチューブまたはフィールドレンズを組み合わせて、鼻に配置された両凸の対物レンズを使用しました。残念ながら、この組み合わせにより、レンズは色収差と球面収差が大きくなり、画像が非常に悪くなりました。彼は、周辺光線を減らして画像を鮮明にするために小さなダイアフラムを光路に配置することによって収差を補正しようとしましたが、これは非常に暗いサンプルしかもたらしませんでした。そこで彼は、石油ランプから発生した光を水で満たされたガラスに通して、光を拡散させ、標本を照らしました。しかし、画像はぼやけたままでした。

オランダの科学者、アントン・ファン・レーウェンフックにさらなる改善を依頼しました。ファンレーウェンフックは、顕微鏡の発明で広く知られていることがあります。彼は発明者ではありませんでしたが、顕微鏡を大いに賞賛し、倍率の点で彼の楽器は彼の時代の最高でした。彼は最大倍率を達成しました。単一のレンズを使用して、サンプルの実際のサイズの270倍の大きさ。彼は顕微鏡を使用して、歯の削りくずから採取したバクテリアを説明し、池の水で見つかった原生動物を研究しました。

18世紀の夜明けまでに、英国の楽器設計者はエドモンドによって発明された三脚顕微鏡の改良版を発表しました。カルペパー。その他の改善には、高度なフォーカスメカニズムが含まれていましたが、レンズの設計はラフなままで、ほとんどの機器はぼやけた画像と光学収差に悩まされ続けていました。 19世紀の前半には、高度なガラス配合とアクロマティック対物レンズの開発により、光学系が劇的に改善されました。後者はレンズの球面収差を大幅に低減し、色の歪みがなくなりました。

20世紀には、顕微鏡検査医が倍率を変更したときに画像の焦点を維持できる機器が導入されました。大幅に改善された解像度、コントラスト強調技術、蛍光標識、デジタルイメージング、およびその他の無数の革新のおかげで、顕微鏡法は化学、物理学、材料科学、マイクロエレクトロニクス、生物学などの多様な分野に革命をもたらしました。

今日、自然環境で生細胞のリアルタイム蛍光顕微鏡検査を行うことが可能ですが、1999年にIntelとMatelは共同で100ドルのIntel Play QX3コンピューター顕微鏡(製造中止以降)を製造し、機器を消費者市場に投入しました。そして、顕微鏡研究の初期のパイオニアの精神で、フロリダ州立大学の科学者は、フィールドを完全に一周させ、その高度な機器を、全米の定番、ハンバーガー、フライドポテトなどの一般的な日常のオブジェクトに向け、小麦の穀粒の薄い部分を詳しく説明しました。タマネギ組織、ジャガイモ組織のデンプン粒、および結晶化チーズタンパク質。

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