Оптичні прилади. Історія створення.
Уже стародавні римляни звернули увагу на «збільшує силу» судини, наповненого водою. Вони знали, що через нього на сонці можна обпектися, запалити вогонь, хоча вода в ньому не закипає.
Близько 400 років тому досвідчені майстри Італії та Голландії навчилися робити окуляри. Винайшов їх безвісний скляний майстер. Італійські майстри в цю епоху славилися мистецтвом шліфування скла. Слідом за очками винайшли лупи для розглядання дрібних предметів. Це було дуже цікаво і захоплююче: раптом побачити у всіх подробицях якусь просяне зернятко або Мушина ніжку!
А винахід зорової труби йде в область казкових переказів. Згідно з однією магометанської легендою, на Олександрійському маяку знаходилося величезне дзеркало, за допомогою якого можна було бачити кораблі, відпливали з Греції. Однак внаслідок кривизни Землі кораблі були видні з цього маяка вже будучи досить далеко від Греції. Якщо вірити цим переказом, то можна припустити, що там використовувалася комбінація великого увігнутого дзеркала з лінзою.
Перший опис оптичного приладу було знайдено в працях ченця францисканського ордена, англійця, Роджера Бекона. Але з них можна зробити висновок тільки те, що Бекон знав збільшує дію опуклих лінз, встановив, що увігнуті дзеркала фокусують паралельні пучки в точку, що лежить між центром і вершиною дзеркала, представляв можливість поєднання лінзи і дзеркала, висунув ідею створення зорової труби і першим дав її опис в 1268 р
Реалізуючи свою мрію розглянути невловиме оком, італійський художник, вчений і винахідник Леонардо да Вінчі в 1509 р дав опис і малюнок двохлінзової зорової труби, розробив верстати для шліфування лінз, першим виконав графічні побудови ходу променів в лінзах. Оптичні удосконалення його не були реалізовані в той час і залишилися невідомими.
Італійський лікар Фракасторо з Верони в своїй праці, що з'явилося 1538 р стверджує, що можна бачити предмети набагато ближче і в збільшеному вигляді, поклавши одну над одною дві лінзи. Якщо розуміти «над» буквально, то це означає, що їм висловлена ідея створення мікроскопа.
Ще точніше пише італійський винахідник Джамбаттиста делла Порта в 1558 році у своїй «Природній магії»: «За допомогою увігнутого скла ясно видно далекі предмети, за допомогою опуклого - близькі. Якщо правильно поєднати обидва роду цих стекол, то як близькі, так і далекі предмети здаються більше і ясніше ». Зорова труба, яку описує Порта, повинна була збільшувати дуже слабо. Інакше він описав би ще і деякі відкриття на небі, які можна було зробити за допомогою його труби. Але його книга, яка отримала більшу популярність, сприяла тому, що багато любителів зацікавилися цим питанням.
В результаті в 1608 року в Голландії були подані заявки на видачу патенту на винахід зорової труби майже одночасно декількома дослідниками - Ліпперсгея, Я.Меціусом, Хансом і Захарій Янсен. Однак цей винахід мало військове значення і було засекречено. Слух про винахід труби, що дозволяє ясно бачити окремі предмети, наштовхнув Г. Галілея на роздуми про устрій такого приладу. Він незалежно від голландських вчених створив свою зорову трубу в 1609 р і використовував її для спостереження на суші і на морі, а головне, направивши її на небо, досяг чудових результатів: відкрив супутники Юпітера, плями на Сонці, окремі зірки Чумацького Шляху і т . Д. В результаті цього довгий час честь винаходу зорової труби приписували Г. Галілею. В наші дні схема зорової труби, яку називають іноді голландської або галилеевой, застосовується в основному в біноклях з невеликим збільшенням.
Галілей був першим вченим, серйозно поставившись до ідеї створення оптичних приладів. Організувавши майстерні з виробництва зорових труб в 1624 р Г.Галілей створив мікроскоп. Тубуси його приладів виготовлялися з паперу, не дивно, що такі прилади швидко приходили в непридатність, лінзи випадали і руйнувалися. Однак ці прилади користувалися великою популярністю, адже за короткий термін Г.Галілей став постачальником оптичних приладів в відомі європейські двори.
А сучасні зорові труби для астрономічних і наземних спостережень зазвичай побудовані за схемою І. Кеплера. У 1611 р И.Кеплер запропонував зорову трубу, яка складалася з двох опуклих лінз. Одна з них дає дійсне зображення предмета. Це зображення збільшує друга лінза. Отримується зображення - зворотне. Тому така зорова труба незручна для розглядання земних предметів.
Іншу форму труби запропонував 1645 р капуцинський монах Ширлі з Богемії. Ця труба мала перевагу перед трубою І. Кеплера, тому що завдяки додаванню двох внутрішніх лінз, які перевертають зображення, стала зручною і для наземних спостережень. Ширлі перший назвав лінзу, звернену до предмету, - об'єктивом, а звернену до ока, - окуляром.
Антоні Ван Левенгук, нідерландський натураліст, навчився виготовляти лінзи з 150-300- кратним збільшенням. Використав він їх в мікроскопі. У 1673 р Левенгук перший поспостерігав і замалював мікроорганізми в крапельці води, капілярні судини в хвості пуголовка, червоні кров'яні тільця і сотні інших дивовижних речей, про які ніхто й не підозрював.
Сучасні мікроскопи дають збільшення в півтори-дві тисячі разів, а електронні - навіть в мільйон разів! Справжній мікроскоп нам, звичайно, з вами не зробити. Але ми можемо спорудити лупу, трохи схожу на ту, якою користувалися давні.
Дуже просте пристосування для збільшення можна зробити з тонкої щільного паперу, в якій потрібно акуратно проколоти отвір шпилькою і помістити на нього крапельку води. Таке пристосування діє як лупа. Піднесіть отвір до самого оці і дивіться через нього хоча б на книжкову сторінку, але тільки з відстані близько 2 см. Неозброєним оком нічого так близько не побачити. А через отвір літери здадуться дуже великими, немов не в книзі, а на афіші.
Таким способом можна розглядати, наприклад, маленького жучка, Мушина лапку, та й хіба мало що ще. Умова тільки одне: спостережуваний предмет повинен бути дуже яскраво освітлений.
Перевірте це на досвіді і поясніть явище.