Микроскопъ и его исторія

Въ оптическомъ отношеніи мало сдѣлано для микроскоповъ въ 18 столѣтіи. Между тѣмъ какъ въ зрительныхъ трубкахъ добились до умѣнья приготовлять хорошія объективныя стекла, въ микроскопахъ стекла страдали хроматическою аберраціею, и оптики сомнѣвались когда-либо побѣдить этотъ недостатокъ. Теоретически выводили, что взявъ то, или другое число оптическихъ стеколъ, можно уничтожить сферическую и, вѣроятно, хроматическую аберрацію. Эйлеръ далъ рядъ своихъ теоретическихъ изслѣдованій въ этомъ направленіи; имъ предложены вычисленія для дублетовъ. На практикѣ эти вычисленія примѣнены не были. Деллебаръ (Dellebarre) устроилъ микроскопъ со многими стеклами; въ одномъ окулярѣ было ихъ четыре, два изъ флинтгласа и 2 изъ зеленаго кронгласа; эти стекла были двояко-выпуклыя и составлены попарно съ небольшими промежутками. Въ механическомъ отношеніи микроскопъ Деллебара уступалъ своимъ предшественникамъ, но въ оптическомъ далеко ихъ превосходилъ. Онъ былъ восхваленъ Французской академіей и пользовался большою славой (рис. 26).

Затѣмъ проходятъ цѣлые ряды микроскоповъ, похожихъ болѣе или менѣе другъ на друга. Наступаетъ 19 столѣтіе. Освѣщеніе доведено до очень хорошаго. Окуляры постоянно видоизмѣняются, объективы остаются старые. Получаемые при помощи окуляровъ большія увеличенія даютъ неясныя изображенія; какъ инструментъ для научныхъ занятій, простой микроскопъ болѣе преобладаетъ‚ потому что даетъ бо́льшія увеличенія. Сложный микроскопъ служитъ или для удовольствія, забавы, или, когда можно удовольствоваться малымъ увеличеніемъ, — для точныхъ наблюденій.

Самымъ сильнымъ, непреодолимымъ врагомъ оптическихъ инструментовъ со стеклами (діоптрическихъ) была хроматическая аберрація. Побѣдить ее даже и не надѣялись. Знаменитый Ньютонъ (Newton) говорилъ, что діоптрическіе инструменты негодны по причинѣ ихъ аберраціи. Послѣ неудачныхъ опытовъ онъ пришелъ къ ложному заключенію, что уничтожить раздѣленіе цвѣтовъ въ свѣтопреломляющей средѣ было бы напраснымъ трудомъ. Но черезъ два года послѣ его смерти, въ 1722 году одинъ дворянинъ изъ графства Эссексъ (Англія), по имени Честеръ Моръ Голлъ (Chester More Hall), попробовалъ составлять линзы изъ двухъ сортовъ стекла, изъ кронгласа и флинтгласа, для уничтоженія хроматической аберраціи. Въ этихъ опытахъ онъ руководствовался устройствомъ человѣческаго глаза, который ахроматиченъ и имѣетъ двѣ жидкости разной преломляющей способности. Онъ продолжалъ свои опыты и въ 1733 году ему дѣйствительно удалось приготовить ахроматическое стекло для подзорной трубы. Такимъ образомъ явилось великое открытіе, но прошло еще много лѣтъ, пока оно дало научные результаты. Черезъ 50 лѣтъ имя Голла было неизвѣстно, и открытіе ахроматическихъ стеколъ приписывалось Доллонду, которому наука обязана только опытами приготовленія и распространенія стеколъ Голла въ подзорныхъ трубахъ.

Хотя въ подзорныхъ трубахъ ахроматизмъ и достигался, но не то было въ микроскопахъ. Здѣсь приходилось имѣть дѣло съ очень мелкими объективными стеклышками, и прошло еще много лѣтъ, пока начали примѣнять ахроматическія линзы къ микроскопу. Деллеберъ былъ исключеніемъ, но его употребленіе кронгласа и флинтгласа въ окулярахъ можно считать неудачнымъ. Знаменитый Эйлеръ повторялъ опыты Ньютона и тоже неудачно. Но, испробовавъ стекла разнаго состава, онъ, должно быть, пришелъ къ заключенію, что хроматизмъ побѣдимъ и занялся теоріей. Выработавъ теоретическія основанія, онъ приложилъ ихъ къ микроскопу. Въ 1774 г. въ Петербургѣ, Николаемъ Фуссомъ было издано сочиненіе: «Instruction detaillée por porter les lunettes au plus haut degré de perfection, avec la destription d'un microscope, qui peut passer pour le plus parfait dans son espèce», съ предисловіемъ Эйлера. Въ этомъ сочиненіи Фуссъ, основываясь на теоріи, изложенной въ Эйлеровой «Dioptrica» (наука объ оптическихъ стеклахъ), даетъ главныя указанія, какъ приготовлять объективныя стекла для подзорныхъ трубъ, чтобы они были, по возможности, ахроматичны. Въ концѣ дается описаніе ахроматическихъ объективовъ для микроскопа. Эти указанія не были основаны на какихъ-либо практическихъ данныхъ, а только указывали, какъ слѣдовало бы приготовлять стекла для микроскопа. Указаны различныя величины линзъ, ихъ составъ и расположеніе.

Между тѣмъ первый ахроматическій микроскопъ изготовленъ Эпинусомъ (Aepinus). Описанъ онъ тоже въ Петербургѣ (Nova acta Acad. Petrop. 1784. II. Hist. p. 41). Объективъ состоялъ изъ флинтгласа и кронгласа. Фокусное разстояніе было не менѣе 7 ". Микроскопъ имѣлъ 3 фута длины; увеличеніе 60–70. Поэтому не безъ основанія называли этотъ инструментъ «микроскопическою подзорною трубкою». Нужно предполагать, что для объектива было взято стекло подзорной трубы. А отъ маленькаго микроскопнаго стекла приходилось отказаться по причине трудности его приготовленія.

Настоящіе ахроматическіе объективы для микроскоповъ были сдѣланы въ Голландіи Жаномъ и Германомъ ванъ-Дейлями (van Deyl) въ 1807 году. Такія же линзы въ 1800–1810 годахъ приготовлялъ въ Парижѣ Шарль.

Въ началѣ оба ванъ-Дейли занимались приготовленіемъ подзорныхъ трубъ. Но, послѣ смерти отца, Германъ ванъ-Дейль занялся микроскопомъ. Микроскопъ его имѣлъ два объектива съ 26 и 18 mm. фокусными разстояніями. Сначала былъ одинъ окуляръ и удлинняющаяся труба, потомъ онъ сталъ употреблять два окуляра; увеличеніе было до 150. По качеству линзъ микроскопъ (рис. 27) ванъ-Дейля превосходилъ все, что было раньше его и, равно, все современное ему. Онъ безспорно можетъ считаться лучшимъ даже до 1823 года, когда появился микроскопъ Шарля Шевалье. Этотъ послѣдній въ нѣкоторыхъ отношеніяхъ былъ все-таки ниже ванъ-Дейлевскаго. По устройству своему микроскопъ ванъ-Дейля чрезвычайно простъ, такъ что нашъ рисунокъ (рис. 27) даетъ полное понятіе о немъ. Длина трубки въ сложенномъ видѣ равнялась 16 ст. въ раздвинутомъ 28 сантиметрамъ.

Уменьшая хроматическую аберрацію, все-таки подвинулись очень мало. Ахроматическія линзы приготовлялись только для небольшихъ увеличеній, не болѣе 19, большія-же увеличенія получались при помощи окуляровъ. Неограниченно же пользоваться окулярами нельзя было, потому что они портятъ ясность изображенія. Между тѣмъ въ старыхъ микроскопахъ были большія увеличенія. При большихъ же увеличеніяхъ появлялся другой врагъ — сферическая аберрація, совершенно портившая изображеніе. Сдѣлать же маленькія ахроматическія стекла были не въ силахъ. Позднѣйшіе оптики употребляютъ большія усилія на приготовленіе малыхъ стеколъ. Въ 1824 году Селлигъ (Selligue) представилъ Французской Академіи микроскопъ, сдѣланный по его указаніямъ Шевалье. Своими ахроматическими объективами этотъ микроскопъ превосходилъ всѣхъ своихъ предшественниковъ. Но и здѣсь не было ахроматическихъ объективовъ съ малыми фокусными разстояніями. Увеличеніе достигало до 1200, но уже при увеличеніи въ 500 разъ дневнаго свѣта было недостаточно, и нужно было искусственное освѣщеніе. Для устраненія излишняго боковаго свѣта внизу микроскопа впервые была устроена круглая пластинка съ отверстіями разной величины (называется она тоже діафрагмой). Она была примѣнена уже давно въ простомъ микроскопѣ Мушенбрека. Въ основѣ микроскопа Шевалье было употребленіе цѣлой системы ахроматическихъ линзъ, чему своими хорошими качествами обязаны и современные микроскопы. Въ слѣдующемъ году Шевалье дошелъ до приготовленія объектива съ фокуснымъ разстояніемъ въ 8 миллиметровъ. Въ тоже время Амичи (Amici) въ Моденѣ приготовлялъ линзы съ 12 mm. фокуснымъ разстояніемъ.