Pogled u nevidljivi svijet

Uvod

Ljudsko je oko jedan od najfascinantnijih organa preko kojega primamo 90 % informacija iz okoline. Omogućava nam uživanje u svijetu oko nas u čak 10 milijuna nijansi boja. To je moguće samo ako imamo izvor svjetlosti, Sunce ili neki drugi izvor. Svjetlost koja se reflektira od predmeta omogućava nam da vidimo predmet onakav kakav jest. Od davnih vremena čovjek je htio vidjeti predmete koji su daleko manji od onih koje se moglo vidjeti okom. Zahvaljujući napredovanju znanosti i tehnologije, došlo se do spoznaje da postoji čitav svijet tvari koje možemo proučavati u malim mjerilima. Elektronski mikroskop omogućio je pogled u taj, oku nevidljiv, svijet, promatranje i manipuliranje predmetima na udaljenosti od milijarditog dijela metra (nanometra).

Od povećala do svjetlosnog mikroskopa

Već u antičko doba uočeno je da predmeti postaju veći ako se promatraju kroz kapljicu vode ili kroz zadebljano staklo. Obradom stakla nastale su prve leće, povećala, koje nisu imale veliku uporabu. Nazivaju se flea glasses (engleski flea – buha, glasses – naočale) jer su se često koristile za promatranje malih kukaca poput buha.

U 13. stoljeću brušena i oblikovana stakla (leće) počele su se koristiti za izradu naočala. U 16. stoljeću otac i sin Hans i Zacharies Jansen napravili su mikroskop koji se sastojao od dviju leća, ali je sliku povećavao svega devet puta. Taj je mikroskop poboljšan u 17. stoljeću kada nastaju prvi svjetlosni mikroskopi.

Doprinos Antona van Leeuwenhoeka i Roberta Hooka za razvoj mikroskopa i otkrića iz područja bioloških znanosti

Anton van Leeuwenhoek (1632. – 1723.) prvi je čovjek koji je napravio i koristio pravi mikroskop. Eksperimentirao je izradom leća i mikroskopa. Pravio je male, zaobljene leće velike zakrivljenosti, koje su više povećavale, pa su njegovi mikroskopi mogli povećati 270 puta. Zaslužan je za mnoga biološka otkrića. Bio je prvi koji je vidio i opisao bakterije, kvasac, živahni svijet u kapljici vode, protok krvi u kapilarama itd. Poznat je kao „otac mikrobiologije“ i kao jedan od „očeva bakteriologije“. Otkrio je da su bakterije uzročnici kolere i tetanusa.

Robert Hook (1635. – 1703.) 1665. godine objavio je Mikrografiju, prve mikroskopske studije koje predstavljaju nekoliko prikaza njegovih zapažanja mikroskopom. To je njegov najpoznatiji rad koji se ističe ilustracijama koje je sam nacrtao. Svojim jednostavnim mikroskopom promatrao je kukce i tanke prereze pluta. Na plutu je uočio pore i odlučio ih nazvati „stanicama“ iako nije znao da je upravo otkrio biljne stanice. Naziv stanica, koji je predložio za strukturu pluta, opaženu mikroskopom, prihvaćen je u biologiji.

Unatoč velikim dostignućima u mikroskopiji, mikroskopi se nisu mnogo mijenjali tijekom sljedećih 200 godina. Sredinom 19. stoljeća njemački inženjer Carl Zeiss, koji je i sam proizvodio mikroskope, s timom optičara i proizvođača stakla istraživao je optičko staklo. Tvrtka koju je osnovao Zeiss i danas je jedna od najvećih i najcjenjenijih svjetskih optičkih tvrtki. Zahvaljujući napretku tehnologije i poboljšanoj optici, stvara se mikroskop kakav danas poznajemo.
Imali ste priliku koristiti svjetlosni mikroskop u školi. To je optička naprava koja nam omogućava promatranje objekata koje ne možemo vidjeti okom.

Od čega se sastoji svjetlosni mikroskop?

Ponovite od čega se sastoji svjetlosni mikroskop i riješite zadatak na poveznici 1.

Glavni su dijelovi svjetlosnog mikroskopa dva tipa leća: objektiv i okular. Ukupno povećanje mikroskopa jednako je umnošku povećanja objektiva i okulara.

Na mikroskopu se svjetlost usmjerava od izvora svjetlosti kroz mikroskopski preparat na stoliću do objektiva, odnosno do okulara i našeg oka. Da bi zraka svjetlosti prošla kroz mikroskopski preparat, on mora biti tanak i proziran.

U svjetlosnom mikroskopu koriste se prozirne staklene leće. Svjetlost koja se reflektira od predmeta omogućuje nam da taj predmet vidimo onakav kakav jest. Vidljiva svjetlost, na koju su osjetljive naše oči, ima valne duljine od 390 do 700 nm. To znači da ni okom ni svjetlosnim mikroskopom ne možemo promatrati predmete manje od 390 nm.

Što biste otkrili da se smanjite za oko 1500 milijuna puta?

Stigli biste u svijet koji je nevidljiv kako oku, tako i svjetlosnim mikroskopima. To je nevidljivi svijet nanočestica, atoma i molekula. I ne samo da biste ih mogli vidjeti – mogli biste ih i preslagivati, poput sitnih prirodnih trodimenzionalnih slagalica.

Što su nanočestice?

Nanočestice su čestice veličine do svega 100 nm. Možemo ih vidjeti s pomoću elektronskih mikroskopa.

Elektronski mikroskop radi uz pomoć zraka elektrona umjesto vidljive svjetlosti i elektronskog detektora umjesto naših očiju.

Više informacija o elektronskom mikroskopu i načinu njegova rada pročitajte na stručnim mrežnim stranicama E-škole biologije.