Микроскопъ и его исторія
Съ 30 годовъ и до 80-хъ идетъ предпослѣдній періодъ исторіи микроскопа. Сотни мастеровъ приготовляютъ микроскопы, тысячи людей уже занимаются съ нимъ. Множество наукъ мало по малу вводятъ микроскопъ, какъ необходимый инструментъ для занятій; многія дѣлаются даже немыслимыми безъ него. У фабрикантовъ является соревнованіе. Являются микроскопы одинъ лучше другаго. Удобство занятій облегчается чуть-ли не съ каждымъ годомъ. Механическая часть микроскоповъ дѣлается все сложнѣй и сложнѣй, количество винтовъ и винтиковъ увеличивается, а способъ наблюденія, работа съ микроскопомъ, становятся легче, проще. Оптическая часть тоже сильно шагаетъ впередъ, преслѣдуя уже намѣченныя раньше цѣли. Начинаютъ приготовлять, наконецъ, и маленькія линзы. Сферическая аберрація побѣждается комбинаціями стеколъ разнаго состава. Ясность видѣнія достигается передвиженіемъ трубы — грубымъ и микрометрическимъ. Иногда бываютъ еще передвиженія въ самыхъ объективахъ. Объективы состоятъ изъ многихъ линзъ и являются цѣлыми системами. Каждый микроскопъ имѣетъ по нѣсколько окуляровъ — обыкновенно вкладывающихся въ верхнюю часть трубы — и по нѣсколько объективовъ, — привинчивающихся къ нижней части трубы. Комбинація окуляровъ съ системами даетъ различныя увеличенія, колеблющіяся отъ 50 до 2000 и болѣе.
Но до совершенства еще далеко. Прежній недостатокъ, хроматическая аберрація, все еще мѣшаетъ чистотѣ изображенія. Сдѣлавъ сотни опытовъ, мастера и оптики отказываются отъ приготовленія полныхъ ахроматовъ. На опытѣ получалось поле зрѣнія въ микроскопѣ, окруженное то краснымъ ободкомъ‚ то синимъ. Слѣдовательно: то «не додѣлывалось», то «передѣлывалось». Остановились на синемъ. Въ сравнительно недавнее время, въ 80 годахъ, появились системы «ахроматы», обладающіе превосходными качествами, вполнѣ годные для высокихъ научныхъ работъ, но они по своей цѣнѣ мало доступны и все-же не представляютъ совершенно безукоризненныхъ системъ: въ нихъ еще нѣтъ идеальной ясности изображенія. Нѣкоторые фабриканты прославились своими микроскопами. Таковы фирмы Шевалье, Обергейзера, Гартнака, Наше, Амичи, Панини, Мерца, Плоссля, Притчарда, Росса, Поуэля и Лиланда, Смита и Бекъ, наконецъ, Цейсса. Въ Россіи особенно сильно были распространены микроскопы Обергейзера и Наше, потомъ Гартнака и Цейсса.
Съ 30-хъ годовъ по 80-е въ микроскопахъ было сдѣлано слѣдующее. Основная форма микроскопа осталась та-же, но явились различные способы движенія трубы, столика, зеркалъ, различныя формы этихъ частей. Особенно много было измѣненій въ ножкѣ стативовъ. То она четырехугольная, то круглая пластинка, то она подковообразна, — наиболѣе распространенный видъ, — то она раздѣляется на нѣсколько ногъ (въ англійскихъ и американскихъ микроскопахъ). Цѣны съ каждымъ годомъ, съ каждою новою системою растутъ и наконецъ микроскопъ со всѣми приспособленіями и большими системами обходится до 1000 рублей. Небольшіе же микроскопы для первоначальныхъ занятій напр. ботаникой, зоологіей, съ увеличеніями 50–800, обходятся до 100 рублей, но безъ очень многихъ приспособленій.
Микроскопы состоятъ изъ статива съ трубкою, нѣсколькихъ окуляровъ и нѣсколькихъ объективовъ (системъ). Во всѣхъ стеклахъ аберрація уменьшалась приготовленіемъ линзъ изъ двухъ стеколъ, двояко-выпуклаго и плоско-вогнутаго, склеенныхъ канадскимъ бальзамомъ. Первое стекло дѣлается изъ кронгласса, второе изъ флинтгласса. Окуляры обыкновенно употребляются Гюйгенса (тоже, что Кампани). Они устроены такъ: сверху небольшая плоско-выпуклая чечевица, снизу такая же, но побольше. Выпуклая поверхность одной обращена къ плоской — другой. Такой окуляръ даетъ обратное, вывороченное, изображеніе. Употребляются и прямые, позитивные, окуляры, но рѣдко; они важны только въ такомъ случаѣ, если подъ микроскопомъ приходится работать руками. Объективъ состоитъ обыкновенно изъ нѣсколькихъ чечевицъ, сложенныхъ попарно, какъ выше сказано. Такихъ паръ можетъ быть 3, 4 и больше.
Наблюдаемый препаратъ полагается на предметное стекло, затѣмъ обливается каплею соотвѣтствующей жидкости (какая требуется: вода, глицеринъ, масло, химическій реактивъ… etc). и закрывается покрывнымъ стеклышкомъ. Покровное стеклышко играетъ важную роль въ преломленіи лучей свѣта и улучшаетъ чистоту изображенія. Роль этого стеклышка была извѣстна и прежнимъ микроскопистамъ. Первый подробно говорить о немъ Моль (Mohl). Въ 1850 году Амичи предложилъ при сильныхъ увеличеніяхъ употребленіе особыхъ системъ — иммерзіонныхъ. Въ этихъ объективахъ между послѣднею линзою и покровнымъ стеклышкомъ помѣщается капля воды; вода заступаетъ мѣсто воздуха. Вода по своей способности преломлять свѣтовые лучи стоитъ много ближе къ стеклу, чѣмъ воздухъ. Поэтому въ иммерзіонныхъ системахъ получается болѣе ясное, отчетливое изображеніе. Кромѣ Амичи и другіе оптики приготовляли такія системы для очень большихъ увеличеній. Онѣ называются также мокрыми. Позже появились системы масляныя, съ каплей масла вмѣсто воды. Онѣ употребляются теперь при всякихъ вполнѣ научныхъ изслѣдованіяхъ. Цѣны этихъ системъ чрезвычайно высокія: у Гартнака отъ 120 до 400 марокъ (60–200 рублей). Для ясности и точности изображенія въ такихъ системахъ оказалось нужнымъ измѣнять разстояніе между послѣдними чечевицами въ системѣ. Достигается это вращеніемъ особаго винта, и система въ такомъ случаѣ носитъ названіе: съ иммерзіей и коррекціей.
Наилучшіе стативы устроены такъ, что могутъ отклоняться и принимать любое, удобное для занимающагося, положеніе. Верхняя часть трубы микроскопа выдвигается и служитъ для удлинненія трубы. Сама труба приводится въ движеніе двояко: грубо — винтомъ или рукою и точно — микрометрическимъ винтомъ. Столикъ, на который кладутся препараты, имѣетъ самыя разнообразныя приспособленія для держанія препарата (
До второй половины 80-хъ годовъ,
Въ 80-хъ годахъ появляются гомогенныя системы, дальнѣйшее видоизмѣненіе иммерзіонныхъ (вмѣсто воды разнаго сорта масла). Въ нихъ хроматизмъ былъ уничтоженъ. Это были такъ-называемые ахроматы. Лучшіе приготовлены были Цейсомъ, Гартнакомъ, потомъ и другими. Наибольшее количество микроскоповъ выдѣлывается въ Германіи. Много дѣлаютъ ихъ и въ Англіи съ Америкой. Нѣмецкіе меньше по величинѣ и дешевле. Англійскіе и американскіе крупнѣе, сложнѣе, винтовъ и приспособленій въ нихъ больше, и они значительно дороже. Мастера микроскоповъ стремились найти «гомогенную иммерзію»,
До 1886 года удавалось иногда увеличивать уголъ отверстія объектива, но отъ этого другія качества микроскопа проигрывали. Въ этомъ же году, по вычисленіямъ того же пр. Аббе и тою же фирмою Zeiss'а, были приготовлены ахроматичесіе объективы и компенсаціонные окуляры.
Какъ я уже сказалъ, побѣда надъ хроматическою аберраціей была неполною. Кронглассъ (натрово-известковое стекло) съ флинтглассомъ (калійно-свинцовое стекло) не могли справиться съ нею. Комбинаціи этихъ стеколъ, уничтожая хроматическую аберрацію, порождала сферическую. Являлись и неправильныя, и неясныя изображенія. При очень сильныхъ увеличеніяхъ много цвѣтныхъ лучей разныхъ спектровъ попадали другъ на друга. Устранялись одни, главные, — оставались другіе‚ побочные. Попытки для уничтоженія вторичныхъ окрашиваній дѣлали еще Россъ и Амичи, употребляя въ объективахъ стекла разной силы въ отношеніи разсѣянія лучей, но безъ результатовъ. Аббе объясняетъ неудачу тѣмъ, что кронглассъ и флинтглассъ не въ силахъ уничтожить вполнѣ хроматическую аберрацію.
Много разъ пробовали употреблять стекла въ соединеніи съ разнаго рода жидкостями. Но на практикѣ такіе объективы оказались совсѣмъ неудобны. Такъ какъ новыхъ сортовъ стекла не имѣлось, то къ 1888 году считали, что съ оптической стороны сложному микроскопу идти некуда дальше, но, однако, оказалось не то.
Нѣсколько ученыхъ и техниковъ въ Германіи основали общество для изслѣдованія различнаго качества стеколъ. Извѣстно, что, напримѣръ, Фрауенгоферъ, а потомъ Гаркуръ (Harcourt) пытались приготовлять стекла, подходящія подъ теоретическія условія. Но первый, къ сожалѣнію, скоро умеръ, а второй не добился хорошихъ результатовъ. Двѣ лабораторіи, одна французская и одна англійская, изготовляли прекрасныя оптическія стекла, но сохраняли строгій секретъ. Секреты Фрауенгофера утеряны съ его смертью, можно опасаться того же и относительно двухъ вышеупомянутыхъ фирмъ, пользующихся монополіей. Поэтому и основалось вышеупомянутое общество. Въ 1884 году оно, при содѣйствіи C. и R. Zeiss'овъ и съ правительственной субсидіей въ 60 тысячъ марокъ, основало въ Іенѣ стеклянный заводъ. Въ настоящее время заводъ исполняетъ заказы своихъ иностранныхъ оптиковъ на разные сорта стекла. Dr. Шотъ (Schott), занимавшійся изслѣдованіемъ различныхъ сплавовъ со стороны ихъ оптическаго дѣйствія, сошелся съ другимъ спеціалистомъ, — Аббе, — и вотъ они главнымъ образомъ и повели начальныя работы на заводѣ. Въ настоящее время въ лабораторіи выплавляется много большихъ и малыхъ тиглей разныхъ спеціальныхъ стеколъ для оптическихъ и другихъ цѣлей. Сортовъ стекла больше 40. Кромѣ прежнихъ матеріаловъ, теперь употребляются еще: литій, магній, аллюминій, желѣзо, марганецъ, серебро, ртуть, мышьякъ, олово, фторъ и мн. др., борная кислота, фосфорная кислота. Есть названія стеколъ такія: легкій фосфорный кронглассъ, борно-кремневый флинтглассъ… etc.
Фарадэ тоже вводилъ борную кислоту въ приготовленіе стеколъ, и стекла его отличались высокими достоинствами. Много было сделано опытовъ на новомъ заводѣ, много ихъ дѣлается и теперь. Наилучшіе результаты получились отъ комбинацій борныхъ, фосфорныхъ и кремнекаліевыхъ стеколъ. Можно было получить уничтоженіе вторичныхъ спектровъ. И системы изъ новыхъ сортовъ стекла, апохроматы, стали впереди старыхъ сухихъ и мокрыхъ системъ. По вычисленію Аббе, Цейссомъ были изготовлены и соотвѣтствующіе окуляры, названные Аббе компенсаціонными. Подробно о микроскопахъ Цейсса, новыхъ системахъ и окулярахъ и о новой фабрикѣ стеколъ читатель можетъ найти въ прекрасномъ докладѣ магистра І. Мартенсона, читанномъ имъ въ С.-Петербургскомъ фармацевтическомъ Обществѣ. (Фармацевт, журн. 1890 г.).
Выгода апохроматовъ заключается:
Въ ясности изображеній, свободныхъ отъ окрашиванія.
Въ неизмѣняемости цвѣтовъ наблюдаемыхъ объектовъ.
Въ возможности получить бо́льшія увеличенія.
Въ возможности употребленія сильно увеличивающихъ окуляровъ безъ вреда для ясности изображенія.
Новые апохроматы приготовлены также и иммерзіонные,
Изъ дальнѣйшихъ усовершенствованій въ микроскопѣ нужно указать на освѣтительный аппаратъ Аббе, съ помощію котораго можно получать различную степень освѣщенія и освѣщать препаратъ съ разныхъ сторонъ, что особенно важно, напримѣръ, для бактеріи.
Кромѣ Цейсса, микроскопы со всѣми новѣйшими усовершенствованіями и съ апохроматами изготовляются Гартнакомъ, Зибертомъ и Лейтцомъ — въ Германіи, Рейхертомъ — въ Австріи и Лиландомъ въ Англіи.
Наилучшій стативъ для работъ съ микроскопомъ теперь считается Бабухинскій (по имени Моск. профессора). Нужно замѣтить, что теперь каждая фирма изготовляетъ такъ свои стативы, окуляры и объективы, что отверстія трубъ во всѣхъ стативахъ одинаковы, винтовыя нарѣзки въ оправахъ системъ и въ нижнихъ частяхъ трубы тоже одинаковы, такъ что, имѣя любой стативъ, можно пользоваться какими угодно окулярами и системами; при перемѣнѣ статива на болѣе сложный, не нужно перемѣнять ни окуляровъ, ни объективовъ, лишь бы оставалась та-же форма.
Въ 1890 году приготовлены новыя системы апохроматовъ, гдѣ вмѣсто масла Iuniperus virg. былъ употребленъ монобромъ-нафталинъ, преломляемость котораго больше, чѣмъ у прежнихъ жидкостей. Такихъ системъ было приготовлено только двѣ. Изслѣдованіе показало ихъ высокія качества. Дальнѣйшіе успѣхи въ приготовленіи микроскоповъ будутъ, вѣроятно, показаны во время выставки въ Чикаго; говорятъ, что къ тому времени готовятся новости въ этомъ родѣ. Мы можемъ надѣяться, во всякомъ случаѣ, что микроскопъ можетъ пойти и еще дальше на пути усовершенствованія. Могутъ быть сдѣланы новые сорта стекла и открыты жидкости съ еще бо́льшимъ преломленіемъ.
Въ заключеніе нѣсколько словъ о томъ, какъ занимаются съ микроскопомъ теперь. Работать съ микроскопомъ — цѣлая наука. Есть очень много руководствъ, трактующихъ объ этомъ предметѣ. Вотъ описаніе хорошей лабораторіи. Большая, свѣтлая комната съ окнами, обращенными на сѣверъ. Передъ окнами столъ, твердо стоящій на ногахъ. На столѣ микроскопъ, около принадлежности. Окуляры, объективы, стекла и самый микроскопъ обыкновенно покрываются стеклянными колпаками для охраненія отъ пыли. Зеркало для освѣщенія направляется обыкновенно на освѣщенное солнцемъ облако, бѣлую стѣну сосѣдняго зданія и