Dans le développement de la science, un rôle spécial a été joué par deux appareils qui ont considérablement élargi les limites de la connaissance - un microscope et un télescope. Si dans les temps anciens, une personne ne pouvait percevoir le monde qu'à une échelle comparable à la taille de son propre corps, alors le microscope parlait de l'existence et des propriétés étonnantes des plus petites particules de matière et de minuscules organismes vivants, et lui permettait de faire le premier pas dans le micromonde. Le télescope a rapproché des étoiles lointaines, forçant l'humanité à réaliser sa place dans l'Univers, a ouvert le mégaworld à notre regard. Le microscope et le télescope (plus précisément le télescope) sont apparus presque simultanément, à la fin du XVIe siècle, mais le microscope est rapidement passé des premiers modèles primitifs à un appareil optique à part entière.
L'invention de ces appareils est associée au nom du maître hollandais Zachariah Jansen, qui proposa en 1590 un schéma de télescope et de microscope. Ensuite, l'amélioration des deux appareils a été réalisée par Galileo et Kepler. En 1665, le scientifique anglais R. Hook, à l'aide d'un microscope, a découvert la structure cellulaire de tous les animaux et plantes, et dix ans plus tard, le naturaliste néerlandais A. Levenguk a découvert des micro-organismes.
Après 200 ans, le physicien allemand Abbe, employé et partenaire de K. Zeiss, propriétaire des célèbres ateliers d'optique, a développé la théorie du microscope et créé sa version moderne, dont les possibilités sont limitées non pas par des défauts de conception, mais par les lois fondamentales de la physique. L'œil humain peut discerner un détail de la taille d'un dixième de millimètre. Un microscope optique peut l'agrandir mille fois. Il ne serait pas difficile de compliquer le système d'objectif pour obtenir un agrandissement plus important, mais cela ne rendrait pas l'image plus claire. Le fait est que la matière possède à la fois des propriétés ondulatoires et corpusculaires. Cela s'applique à la lumière et ses propriétés ondulatoires ne vous permettent pas de voir des objets dont les dimensions sont inférieures aux dixièmes de micron.
La diffraction est caractéristique des ondes - elles se courbent autour d'obstacles dont la taille est petite par rapport à la longueur d'onde. Par exemple, une paille qui sort de l'eau n'empêche pas les ondulations de se propager, tandis qu'une grosse pierre la retient. Pour pouvoir remarquer un objet, il doit retarder ou réfléchir les ondes lumineuses. La longueur d'onde de la lumière visible à l'œil humain est mesurée en dixièmes de micron. Cela signifie que les petites pièces n'auront presque aucun effet sur la propagation de la lumière, et donc aucun dispositif optique ne permettra de les détecter.
Cependant, la dualité onde-particule limite non seulement l'augmentation des microscopes conventionnels, mais ouvre également de nouvelles possibilités pour étudier la matière. Grâce à lui, vous pouvez obtenir une image non seulement à l'aide de ce que nous avons l'habitude de considérer comme des ondes (lumière visible, rayons X), mais aussi à l'aide de ce que nous considérons comme des particules (électrons, neutrons). Par conséquent, des microscopes ont été créés, montrant des objets non seulement dans la lumière ordinaire, dans des rayons ultraviolets ou infrarouges, mais aussi des microscopes électroniques et ioniques, dont le grossissement est mille fois supérieur à celui des optiques. Des microscopes à rayons X et à neutrons sont développés. L'avantage des nouveaux appareils est non seulement une augmentation plus importante, mais aussi la variété des informations qu'ils fournissent. Par exemple, les microscopes infrarouges permettent d'étudier les cristaux et minéraux opaques, les ultraviolets sont indispensables en médecine légale et en recherche biologique, les rayons X pourraient briller à travers des échantillons très épais sans destruction, et les neutrons pourraient distinguer des détails constitués de différents éléments chimiques. L'amélioration du microscope se poursuit et cet appareil servira toujours la science.
