Свежие комментарии

Микроскоп Левенгука

Рано или поздно попаданцу понадобится микроскоп, причем я подозреваю, что именно рано.
И тут дело даже не в развитии медицины (хотя первое, что придется двигать — это гигиену, без разницы какую область будет развивать попаданец). Тут дело в том, что микроскоп очень сильно продвинул понимание человеком окружающего мира.

Микроскопу — в любом случае быть.
А самый простой микроскоп построил Антони ван Левенгук в 1665 году, поэтому мы именно его и возьмем за образец….

levelguk2Хотя оригинальные Левенгуковские микроскопы и лежат в музеях (9 штук), но метод, которым пользовался изобретатель был неизвестен. Ведь основой микроскопов была линза диаметром в районе пол-миллиметра, которую и сейчас отшлифовать — большая проблема. Поэтому триста лет историки считали, что Левенгук имел тайный метод шлифовки, ныне неизвестный (хорошая зацепка для конспирологов, это хоть и не «тайны пирамид», но очень и очень).

Однако, в 1970 году в Новосибирске совершенно случайно нашли метод производства этих линз. И метод крайне простой.
Единственное, что необходимо — это развитое стеклодувное дело, а это — времена Римской Империи. И даже раньше, если попаданец сумеет проварить стекло.

Итак, что необходимо?
Мы должны выплавить кусочек стекла и, пока он не застыл, вытянуть нить.
Потом кончик этой нити опускается в пламя и нить начинает плавиться, а стекло на конце собирается в шарик. Это и есть будущая линза. Ее можно использовать и напрямую, но это неэффективно, ее фокусное расстояние — десятые, а то и сотые доли миллиметра, образец фактически должен касаться поверхности линзы.
Чтобы увеличить фокусное расстояние, необходимо сошлифовать одну сторону линзы, образовав плоско-выпуклую линзу. Фокусное расстояние увеличится до миллиметра или даже двух. Увеличится не только фокусное расстояние, но и поле зрения. Работа по шлифовке — как раз «ювелирная», потому что использует абсолютно те же инструменты и технологии, которые ювелиры использовали для огранки драгоценных камней, с той лишь разницей, что стекло много мягче алмаза и задача поэтому попроще.

Расстояние от линзы до глаза у нас будет 2-3 мм, к этому надо привыкать.

levelguk1

Давайте разберем технологию чуть подробнее.

1. Очень желательна спиртовка или газовая горелка. Тут вся задача — чистое (без копоти) пламя, иначе на поверхности линзы образуется налет, который резко снижает качество микроскопа.

2.Изготавливаем стеклянные палочки, если удастся — из оптического стекла. Нагреваем горелкой середину стеклянной палочки, когда она размягчиться, ее нужно вынуть из пламени и растянуть. Образуется тонкая стеклянная нить длиной 20-40 см. Переломим нить в центре — у нас две заготовки для линз.

3. Поместим нить вертикально сверху в пламя горелки, постепенно опуская с ростом капли стекла. Тут главное — как можно более сферическая форма капли, поэтому и опускаем нить сверху. Для отработки технологии сначала делаем шарики диаметром 1.5 — 2.0 мм, постепенно раз от раза делая их все меньше. Уже первые капли дадут увеличение порядка 50 раз.
Предел такого микроскопа — примерно 400 раз, хотя больше 200 раз строить вряд ли стоит — возникают проблемы с подготовкой препаратов. Самым употребительным будет стеклянный шарик диаметром около полумиллиметра.
Для лучшей сферичности толщина нити должна быть не более трети от диаметра шарика.

4. Хранить заготовки лучше под стеклянным колпаком, чтобы предохранить от пыли.
И помните — прикасаться к линзе нельзя никогда!

5. Берем два тонких медных или латунных листа (толщиной 0.3 — 0.5 мм), соединяем их по краям и просверливаем насквозь сверлом чуть меньшим диаметра линзы. В древние времена с этим могут быть проблемы, но ювелиры имели множество методов обработки тонких листов.

6. Зажимаем шарик между листами ножкой в ту сторону, где должен быть препарат и сошлифовываем вместе с латунной пластинкой.
levelguk3

Дальнейшее — вопрос приготовления и закрепления препарата. Для этого потребуются два тончайших стекла, это отдельная тема, придется продвигать флоат-процесс.
Левенгук вместо этого вытягивал из стекла тончайшие капиллярные трубочки, так что варианты есть. Хотя из-за кривизны поверхности микротрубочек у Левенгука на было четкого изображения.

Вообще можно сделать сам микроскоп подвижным и крепить его на предметном стекле:
levelguk4

Недостаток такого микроскопа — невозможность рассматривать непрозрачные предметы, потому что расстояние между линзой и предметом слишком мало, чтобы достаточно осветить. Поэтому для изучения структуры мартенсита нужно нечто иное.

Ну а напоследок — внимание, бонус!

В Сибири старатели издавна пользовались самодельным «микроскопом» из игральной карты.
В карте прожигали раскаленной иглой тонкое отверстие. На это отверстие наносили каплю воды, которая играла роль линзы. Если вода слишком быстро испаряется — можно попробовать каплю меда или масла.
Метод вполне годится и для каменного века и им гарантировано можно порадовать фараона.

Самая что ни на есть попаданческая технология!
Вам не кажется, что это попахивает революцией в медицине задолго до Гиппократа и Авиценны?

Литература:

Журнал «Наука и жизнь», 1980 №5, стр. 90-92;
Журнал «Наука и жизнь», 1981 №3, стр. 139-141;
Журнал «Наука и жизнь», 1982 №10, стр. 150-151.

49 комментариев Микроскоп Левенгука

  • vashu1

    Красивый метод.

  • onosamo

    Практическое применение в медицине потребует ещё и «обвязки». Упомянутые покровные стёкла (да и с предметными, например, у фараона, видимо, придётся нелегко). Кстати, для фиксирования препарата можно не использовать тончайшее покровное стекло, ибо где его взять, а заливать на предметном тонким слоем канадского бальзама.

    Неплохо бы статью про красители — они для много для чего нужны, и в микроскопии (прикладной, не сугубо ногу блохи зарисовывать) без них далеко не уйдёшь.

    А, и микротом! У фараона не сделаешь, но с появлением первых часов (уровень механики, сталь) — запросто.

    • kraz

      Да, это все отдельные темы, нужно расписывать.
      А вот про красители я даже и не вспомнил…

  • Hludens

    маленькая добавочка про микроскоп из капли да и про Левенгуковский.
    И капля и микролинза дают изображение которое очень неудобно рассматривать. вторая линза, вполне нормальных размеров легко исправит ситуацию 🙂
    http://youngdesigner.ru/archives/163
    вот здесь описано как это сделать. Вполне привычная конструкция с тубусом, предметным столиком, зеркалом и окуляром.
    Ну и маленькое уточнение по изготовлению отверстия сверхмалого диаметра:
    берем фольгу из любого металла, колем иглой, если нужно отверстие еще меньше то колем иглой на твердой поверхности так чтобы образовася выступ с другой стороны, этот выступ сошлифовываем полировальной пастой. Вполне можно изготовить дырочку меньше чем 0.1 мм.

    • kraz

      Схема с тубусом усложняет конструкцию во много раз. Вторую линзу ведь из капли не сделать, ее шлифовать нужно.

      А про дырочку все верно, я пинхол вместо объектива таким методом делал. Только фольга у меня была совсем тонкая, там полировальной пасты не надо было, достаточно было иголкой через фольгу по мелкой наждачке провести. Хотя пинхол у меня хороший этим методом не получился. 🙂

  • dan14444

    Прежде чем мутить миркоскоп — неплохо бы определится зачем. Публику впечатлять?

    Для производства даже антибиотиков он не очень нужен; для металлургии — тоже не особо, и не такой…

    • kraz

      А разве я не написал в самом верху, зачем он нужен?

      • dan14444

        «Понимание окружающего мира» — это и есть «на публику» в данном случае, поскольку попаданец всяко знает больше, чем углядеть можно. Так, учебное пособие, если последователи набегут…

        • kraz

          Нет, не на публику.
          Очень многие вещи придется попаданцу объяснять, а так — аборигены со многим сами разберутся, какое-никакое а облегчение прогрессорства.

    • onosamo

      Имея краски — гематология. Одна только формула крови даст огромное преимущество в гематологии. А там ещё диагностика СКВ, малярии, анемий и пр. Да и без красок «глаз пристрелямши» можно наличие лейкопении/лейкоцитоза прикинуть. Грубо, но лучше, чем совсем никак.

      Паразитология — от чесоточных клещей до анализа на яйца глист.

      Урология — отмикроскопировать осадок мочи.

      • onosamo

        * преимущество в диагностике.

      • dan14444

        Скажем так: если попаданец в больничной лаборатории обертался — ну какая-то польза будет… Хотя диагностика без лекарств — онанизм.
        А вот если с клиникой не сталкивался… Задолбаеццо опыт нарабатывать.

        О гематологии — всяко полезнее начать с скорости оседания; и для совместимости групп — микроскоп не обязателен. Так что начинаем без микроскопа.
        Лейкоцитоз увидеть хоть как-то полезно… иногда… а анемия/лейкопения/etc. — ну отдиагностировал… А дальше? Времена, напомню, по определению доЛевенгукские…

        Да даже с мочой — ну увидел/не увидел оксалат/урат/чего-там-ещё-бывает… Допустим даже распознал — и далее?…

        Паразитология — чуть лучше, но с хорошей вероятностью можно и без микроскопа предположить диагноз, ну и лечение чем ни попадя… Семечками там тыквенными, дёгтем…

        В общем, инструмент для больничной лаборатории малополезен при отсутствии не только лаборатории но и больницы :). Хуже не будет — но вопрос приоритетов, на что ресурсы тратить. Микроскоп — далекоооо не первый в списке. И не десятый. Даже если только за медицину говорить.

        • kraz

          Ну чего обсуждать дебри?
          Оно очень сильно повлияет на гигиену — а это именно то, что требуется попаданцу, чтобы рабочие у него на производстве в 30 лет не умирали.

          >>Микроскоп — далекоооо не первый в списке

          Его простота ставит его на первые места. Достаточно сделать один экземпляр и показать технологию производства, дальше само покатится. Попаданцу не нужно ни производить микроскопы, ни обучать пользоваться — только внедрить сам принцип и собрать один образец.

          • Hludens

            Неправда ваша! Золотой микроскоп с тубусом украшенным искусной резьбой, с линзой из чистейшего горного хрусталя (С)! это БАБКИ! И немалые. При популяризации такие игрушки пойдут не хуже калейдоскопов, и на балах и приемах придворные будут показывать «мерзейших чудовищ коих обнаружили в капле воды» и уверять друг друга что пить отныне будут только кипяченую воду 🙂
            Так что обучать мало, нужно ковать бабки и делать рекламму как гигиене вообще так и микроскопу в частности!

            Ну а с диагностикой — грамотный диагноз это 3/4 лечения.
            Тот же осадок в моче может продиагностировать будущие камни а это вполне можно лечить диетой.
            Но диагноз сможет поставить только ОПЫТНЫЙ человек, так что, если наш попаданец не врач то данная область для него закрыта, остается только популяризаторство гигиены ну и возможно металлургия.

            • kraz

              Да, про специальные инструменты я писал в статья технологии для джентельмена
              Это отдельная тема и тема немаленькая, вы правы.

              А про диагноз — дык весь смысл в том, чтобы заставить пользоваться микроскопом аборигенов! Вот пусть они сами и нарабатывают опыт.

              Для металлургии, увы, не годится, такой микроскоп только для прозрачных образцов (я писал в статье).
              Ну, можно лист бумаги или еще что похожее посмотреть — и все.

    • Alex Besogonov

      Микроскоп — это почти что первая вещь, которую стоит делать попаданцу. Делается достаточно просто, а наглядные примеры микроорганизмов сразу же сделает объяснения о природе инфекционных болезней доступными.

      Далее, простой микроскоп не требует каких-либо сильно крутых навыков, так что их бросятся строить сразу же все местные учёные/философы/… Потом им можно будет указать направление — оптическое стекло и линзы, и они сами достаточно быстро за попаданца создадут нужные стеклодувные технологии.

      Ну а далее — телескоп и спутники Юпитера ждут вас.

  • dan14444

    \\Оно очень сильно повлияет на гигиену\\
    Да ну? Микроскопом руки моют? Палаты облучают? Молоко стерилизуют? Или что?
    Это иллюстративный материал, не более. А соблюдение правил гигиены внедряется не тем, что каждому крестьянину дали в микроскоп глянуть :).

    \\Его простота ставит его на первые места.\\
    Есть много столь же простых, но более полезных вещей. Разве что продавать микроскопы как диковинку — но тут как с любой роскошью, связи нужны.

    • kraz

      Без микроскопа непонятно зачем руки мыть — вот и все объяснение.
      И если надо — то да, хотя бы один раз посмотреть в микроскоп каждому.

      И как диковинку тоже можно, но это нужно делать специальные подарочные варианты, то есть с инкрустацией, резьбой, красным деревом etc.
      То есть — это за пределами данной статьи.

    • onosamo

      Тогда уж не микро, а стетоскоп. Вот уж попаданческий инструмент — нужно было ждать до XIX века, чтобы изобрести очевидное — про рупор же знали.

  • dan14444

    \\Без микроскопа непонятно зачем руки мыть — вот и все объяснение.
    И если надо — то да, хотя бы один раз посмотреть в микроскоп каждому.\\

    Вы серьёзно собираетесь вводить гигиену в средневековье ТАКИМИ методами? Среди крестьян и наёмных рабочих? Объясняя КАЖДОМУ с позиций микробиологии, с микроскопом наперевес? Ну-ну…
    Проповедь в церкви заказать не проще? Или ввести правило на производстве, с любым мультяшным обоснованием?

    Вопрос «зачем» могут позволить себе очень немногие даже сейчас; и ещё меньше тех, кому «полный» и «естественнонаучный» ответ принесёт пользу.

    \\стетоскоп\\
    Полезно. Одна из немногих диагностических вещей, полезных даже в средневековье.

    Можно его же расширить до тонометра, хотя останется вопрос — ну и что далее? кровопускание с мочегонными?…

    • onosamo

      При гипертонии — наперстянка, барвинок. Стандартизовать на кошках-лягушках.
      Аритмию можно выслушать и валерианой, календулой, боярышником попотчевать.

      • dan14444

        Ох уж эти лекарственные травки… Барвинок — это винкристин, винкристин — тубулиновый яд, мутаген и тератоген… А его от гипертонии жрать…

    • kraz

      Показать микроскоп нужно каждому врачу и, наверное, каждому попу. А дальше уже пойдет по цепочке, так всегда было, есть и будет.

      А про тонометр я думал, но плохо представляю как это просто сделать, это уже не средневековье.

      • onosamo

        Сложновато, но ртутный манометр ещё Торричелли был известен, хотя принципиально в нём нет ничего сложного.
        По принципу советского ртутного тонометра.

        • dan14444

          Собственно, и в мембранном ничего сложного. Мочевой пузырь животного, груз, стрелка… Манжет сложнее, придётся составным делать.

        • kraz

          Во-первых давление крови будет повыше, чем атмосферное, то есть нужно предусмотреть хотя бы до 200 мм, а это трубка со ртутью два метра высотой. Тут хорошо бы найти другой путь.

          А во-вторых вопрос в герметичной манжете и трубках, сделанных в отсутствии резины.

          • dan14444

            А кто заставляет мерять супротив вакуума, а не супротив атмосферы? 🙂 Так что не 2 м а 20 см.
            Можно даже водяным манометром.

            Манжет и трубки — да, самое сложное. Манжет явно составной, давить 2 пузырями в некоем зажиме деревянном. Трубки… По идее сосуды животных как раз должны держать :).

            • kraz

              Атмосферное давление — это, грубо говоря 70 см, если добавить 20, то получиться в районе 90. Это давление если не трупа, но достаточно близко.
              Нам нужно измерить хотя бы до 200, отнимаем атмосферное — получаем 1.3 метра. Лучше, но ситуацию не спасает.

              Про водяной манометр в 20 (13) метров умолчим… 😀

            • onosamo

              Гибкий тканевой манжет, пропитанный чем-нибудь. А травить будет — так всё равно ж стравливать, главное, чтобы не травил быстрее, чем его накачивают.
              Тонкая кожа может быть тоже пойдёт.

  • Rush

    Правило тся\ться нарушено в первом предложении

  • Rush

    «Фокусное расстояние увеличиться до миллиметра или даже двух.»
    тут тоже. лучше не допускать такой ошибки, многие читатели крайне болезненно реагируют на нее)

    • kraz

      да я знаю, что лучше не допускать, но жестокая реальность вносит свои коррективы… 😀

  • Hellsy

    Я, конечно, извиняюсь, но что именно микроскопом можно показать или доказать? Тем более, таким примитивным. На x200, да еще и с кучей дефектов плохо сделанной оптики, можно рассмотреть лишь какую-нибудь плесень. Крупные микроорганизмы уже требуют x500, а значительная их часть не видна даже в современный иммерсионный микроскоп иначе как темные точки.

    Уж лучше вооружиться медицинскими знаниями, годными к применению даже в древности, а микроскоп… зачем?

    • kraz

      Главное для попаданца — это вовсе не продвигать медицинские знания и изобретать виагру.
      Главное — это продвинуть гигиену, именно она победила большинство древних болезней, а не лекарства.
      То есть следует показать врачам микроорганизмы (амебы точно будут видны) и дать вводное объяснение про заражение, дальше оно покатит уже само (пусть даже и медленно).

    • Taras

      Даже органеллы были открыты на примитивном оборудовании, у нас же задача — показать целые клетки. Луковый не подойдут, так как не чужеродны, нужно простейшее. Амёбы имеют размер до пятисот микрон, при пятидесятикратном увеличении полуачем 25 мм, почти дюйм. А теперь вспоминаем, что дюйм — это ширина большого пальца взрослого мужчины. Ну ка кто не способен разглядеть палец взрослого мужчины? Ну кроме слепых. Потом объяснить, что если не вот эта копошашаяся на стекле пакость, то ей подобная, попав внутрь другого существа, способна вызывать болезни. Инфузории бывают от 10-ти микрон до 4,5 миллиметров. То есть некоторые видны невооружённым глазом. Конкретно туфелька от ста до трёхсот микрон. При пятидесятикратном увеличении получаем от пяти до пятнадцати миллиметров, вполне видимый размер. Настоящий пятидесятикратный микроскоп сделать сможете? Постоянное, независимое от положения глаза и объекта увеличение здорово облегчит наблюдение.

  • ArKano

    На просторы интернета вышла информация о создании Стенфордским университетом микроскопа за доллар. Там левенгуковский в основе.

  • Тарас

    Это не микроскоп, а суперлупа. В микроскопе должны быть как минимум две линзы, а увеличение определяется не диаметром линзы, а отношением фокусных расстояний. При том, что оно часто ниже. Но для большинства наших современников микроскоп удобней даже просто очень сильной лупы.

  • glasimg

    Можно даже проще — попросить любого имеющегося стеклодува выдуть шары, обрезать по кругу с двух сторон, соединить половинки и залить чем-нибудь хорошо преломляющим (можно даже водой, для демонстрации. Можно и положительные (двояковыпуклые, из одного или нескольких шаров одинакового размера) и отрицательные (вогнутые, из двух шаров разного диаметра) линзы делать.

  • Taras

    Хорошо, два шара разного размера. Но выпуклость то будет больше. Выпукло-вогнутые с таким соотношением собирают.

  • Taras

    Определить просто: у собирающей толщина от края к центру растёт, а рассеивающей — уменьшается.

  • Taras

    И это не микроскоп. Это суперлупа. Это не означает, что она хуже микроскопа. Но это другой прибор, по современной классификации называемый лупой.

Leave a Reply

You can use these HTML tags

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>