Co dovede mikroskop: Výprava do neviditelného světa

Co dovede mikroskop: Výprava do neviditelného světa
Sdílej
 
Přístroj, který tvoří základní vybavení většiny laboratoří, umí úžasné věci. Jak vznikl, co všechno dnes dovede a co v něm spatříme v budoucnosti?

 

 

Mikroskop vnímáme jako moderní a poměrně komplikovaný přístroj. Přitom jde o prastarý vynález. První zmínky o něm pochází ze starověké Číny. Dobové záznamy hovoří o trubici s dvěma čočkami, která se naplňovala vodou. Podle množství vody dokázala přiblížit obraz. Když byla plná, dovedla prý až 150násobné zvětšení. Pokud to je pravda, dokázali Číňané předběhnout dobu o několik tisíc let. To už se ale dnes dozvíme jen těžko. Skutečné dějiny mikroskopu se začaly psát až v novověké Evropě.

Zajímavá hračka

První moderní drobnohled sestrojil nizozemský optik Zacharias Janssen na konci 16. století. Těmto klasickým mikroskopům, které k přiblížení využívají čočky, se říká optické. Jeho nápad krátce nato rozvedl slavný italský astronom Galileo Galilei v roce 1623, který naznačil, že by s ním mohlo jít spatřit neviditelné, a pojmenoval ho půvabně italsky „cannoncino“. Veřejnost zpočátku přijala mikroskop spíše jako kuriozitu než něco, co by mohlo zásadně ovlivnit vývoj vědy ‒ rané modely totiž měly maximálně 10x zvětšení a obraz byl navíc rozmazaný.

Vědecký nástroj

Optický mikroskop použitelný pro vědu se podařilo sestrojit poprvé obchodníkovi Antoni van Leeuwenhoekovi v roce 1676. Ve volném čase experimentoval s optikou a přišel na způsob, jak vytvořit malou a velmi přesnou čočku. Dokázal sestrojit mikroskop s 275násobným přiblížením a ostrým obrazem. Jako první člověk si prohlédl třeba prvoky ve vodě, bakterie nebo svalová vlákna. Optické mikroskopy dosáhly svého vrcholu na konci 19. století. Německý fyzik Ernst Abbe spočítal na základě vlnové délky světla nejvyšší možnosti přiblížení objektu. Pro optický mikroskop to vychází zhruba na 1500x přiblížení. Při snaze o bližší pohled do mikrosvěta dojde k nežádoucímu rozptylu světla a vzorek se rozostří.


Jak vypadají věci pod mikroskopem

Jak vypadají věci pod mikroskopem

Konec optiky

Nové možnosti otevřel vynález elektronového mikroskopu. Namísto světla prochází přístrojem urychlené elektrony a vzorek zaostřují elektromagnetické cívky. Prototyp transmisního elektronového mikroskopu (TEM) sestrojil německý fyzik Ernst Ruska v roce 1931 a již o dva roky později měl na stole model, který přiblížením překonával i ty nejpokročilejší optické mikroskopy. Krátce nato vznikl i skenovací elektronový mikroskop (SEM). Zatímco TEM dokázal mapovat vnitřní strukturu vzorku, SEM uměl vytvořit trojrozměrný obraz povrchu. V době po druhé světové válce už byly tyto mikroskopy schopné přiblížit vzorek až 100 000x. Další velkou proměnu moderní mikroskopie přinesl skenovací tunelový mikroskop nazývaný STM. Poprvé ho sestrojili v roce 1986 Gerd Binnig a Heinrich Rohrer v curyšské výzkumné laboratoři IBM a získali za něj Nobelovu cenu za fyziku. Přístroje s touto technologií umožňují zkoumat povrch vzorků až na úrovni atomů.

Mikroskop jako dům

Přestože byste nejspíš řekli, že přiblížení na úrovni atomu je opravdu hodně, současní vědci stále hledají způsob, jak proniknout do mikroskvěta v ještě větším detailu. V současnosti největší projekt vzniká ve švédském městě Lund. Zařízení zvané ESS (anglická zkratka pro Evropský spalační zdroj) bude velké jako obchoďák, avšak využití najde jako velmi pokročilý mikroskop. Fungovat bude na základě vystřelování urychlených neutronových paprsků, které umožní sledovat pohyb atomů uvnitř téměř všech materiálů. S pomocí ESS bychom měli být schopní pochopit do nejmenšího detailu vlastnosti různých hmot a následně vytvářet technické pokročilé materiály pro medicínu, počítače či průzkum vesmíru. Jak je vidět, průzkum mikrosvěta není ještě zdaleka u konce.

 

 

Pohled do světa: Kreveta pod mikroskopem

Pohled do světa: Kreveta pod mikroskopem

Zdá se vám věda nudná? Odhalte její tajemství

Zdá se vám věda nudná? Odhalte její tajemství

Úžasná dobrodružství pana Moušáka aneb Co dokáže (ne)obyčejná moucha?

Úžasná dobrodružství pana Moušáka aneb Co dokáže (ne)obyčejná moucha?

Klíčová slova:
mikroskop, veda
 

Články odjinud