Кто изобрел лупу


Пять самых полезных изобретений британцев

Пять самых полезных изобретений британцевvova_9118 марта, 2014Фото: Brian Snelson/Wikimedia Commons

ЭЛАСТИЧНЫЙ БИНТ

17 марта 1845 года английский предприниматель и изобретатель Стивен Перри запатентовал эластичный бинт.Перри наблюдал за рабочими на каучуковой плантации: в конце рабочего дня они оборачивали руки полосками каучука, что давало рукам возможность отдыха. Это вдохновило Перри на изобретение специального бинта.Изображения первых эластичных бинтов не сохранились, однако очевидно, что эти изделия во все времена выглядели примерно одинаково. Перри продавал 1 ярд (91 см) эластичного бинта по цене, которая примерно равна 5-7 современным долларам.Теперь эластичный бинт можно встретить в каждой медицинской аптечке. Его используют для перевязок, а также чтобы зафиксировать устройства и повязки на теле человека.Эластичные бинты применяют для предотвращения таких травм как ушибы, переломы, растяжки. Бинтами, как правило, пользуются профессиональные спортсмены, а также спортсмены-любители.Кроме того, бинт постоянно используют люди, страдающие варикозным расширением вен. Эластичные бинты разделяются на тканые и вязаные, первые являются более эффективными и долговечными.СТЕПЛЕРПервый в мире степлер был ручной работы. Его сделали в XVIII веке, причем не в Великобритании, а во Франции, специально для канцелярии короля Людовика XV. Каждую скобу пометили знаком отличия королевского двора. Однако такие luxury-степлеры нельзя было изготавливать в достаточном количестве.В XIX столетии бумагу стали использовать в огромных количествах и это заставило искать простое и эффективное устройство для соединения листов бумаги. В связи с этим Джордж Макгилл в 1866 году придумал приспособление для скрепления листов. Это приспособление впоследствии трансформировалось в современную скобу для степлера, а в 1997 году изобретатель Кристиан Бергер модернизировал степлер в его нынешнее привычное для всех обличие. Фото: SuperStock/Global Look Press

ПАРОВОЗ

Паровоз, то есть катящуюся по рельсам паровую повозку, изобрел выдающийся английский инженер Ричард Тревитик. Тревитик приобрел известность к концу XVIII века после того как он создал лёгкие, но мощные паровые котлы. Эти котлы и стали двигателем паровоза.На одной из самых ранних публичных демонстраций локомотив успешно провез 10 тонн железа, 5 вагонов и 70 мужчин на расстояние 15 км за 4 часа 5 мин. Тревитик продолжил работу над паровыми локомотивами вплоть до своей смерти в апреле 1833 году.В 10-х и 20-х годах 19 века Георг Стефенсон внес существенный вклад в это важное дело, предложив несколько удачных конструкций паровозов. Он также убедил шахтовладельцев построить первую железную дорогу из Дарлингтона в Стоктон.Благодаря паровозу в мире появился железнодорожный транспорт. Паровозы сыграли огромную роль в подъёме экономики целого ряда стран. Только к середине XX века паровоз уступил место более совершенным локомотивам — тепловозам и электровозам.

Фото: l94/ZUMAPRESS.com/Global Look Press

ТЕЛЕФОН

Считает, что телефон был изобретен британским ученым Александром Беллом и запатентован в 1876 году. Телефон способен передавать звук на большое расстояние. Самые первые телефоны представляли собой механические приборы с прямым акустическим каналом. Их принцип действия основывался на распространении звуковых колебаний в сплошных средах, таких как воздух, в отличие от современных электрических приборов, использующих электромагнитные сигналы.Александр Белл хорошо разбирался в акустике и был знатоком ораторского искусства, поэтому он знал, что звук распространяется благодаря сжатиям и разрежениям воздуха. Специальное устройство (рупор) должно собрать звук и направить его на чувствительный элемент — на мембрану. Белл изготовил легкие и тонкие пластины-мембраны, колебания которых под действием звуков человеческой речи были заметны невооруженным глазом.Трубка Белла служила по очереди для передачи и для приёма человеческой речи. В телефоне Белла не было звонка, но он был изобретён позже коллегой Белла — Т. Ватсоном (1878 год). Вызов абонента производился через трубку при помощи свистка, при этом дальность действия этой линии не превышала 500 метров.

Фото: Science Museum/Global Look Press

ЛУПА

Считается, что лупу изобрел английский ученый, преподаватель Оксфордского университета Роджер Бейкон. Это произошло в 1250 году. Лупа является простейшим увеличительным прибором. В лупе есть увеличительное стекло, которое является выпуклым с двух сторон. Первые лупы визуально увеличили предметы лишь в 1,5-2 раза. Современная ручная лупа увеличивает предметы в 20 раз, а штативная лупа увеличивает их в 25 раз. В оправу штативной лупы вставлены два увеличительных стекла, укрепленные на подставке, то есть штативе. К штативу также прикреплен столик с отверстием и зеркалом.Обычная увеличительная лупа используется археологами, ювелирами, хирургами другими специалистами. Кроме того, она необходима, например филателистам. Бонисты, то есть коллекционеры бумажных денег, используют лупу с ультрафиолетовой подсветкой для проверки водяных знаков и подписей на банкнотах.

источник

Поддержи автора - Добавь в друзья!

Древнейшая история происхождения оптических приборов

Всем известно, что всё меняется с течением времени, всё эволюционирует и преображается. Именно с точки зрения эволюции будем рассматривать, как изменялся такой предмет как бинокль. Что стало предпосылкой к появлению этого необходимого и такого, казалось бы, простого предмета обихода.

История создания основы любого бинокля – линзы довольно проста, и на наш взгляд кажется чем-то обычным, однако в древнем Риме посчитали иначе, и придали большое значение такому явлению, как способность сосуда с водой искажать и увеличивать предметы, за что мы им по сей день очень признательны. Однажды они заметили, что прозрачный сосуд с водой, кроме того, что искажает и увеличивает предметы, способен поджигать и обжигать предметы проходящими через него солнечными лучами. Такой сосуд стал прототипом всем сейчас известной выпуклой линзы. Вогнутая линза прочно вошла в историю благодаря тому, что известный всем Архимед применил вогнутые зеркала для того, чтобы истлеть флот противников у родных Сиракуз. Архимед соорудил вогнутую линзу их полированных бронзовых щитов, и сфокусировал её таким образом, чтобы солнечные лучи, отражаясь, попали на корабли римлян. Итогом этого стало то, что в течение нескольких минут весь римский флот превратился в пылающие остатки.

Позже было проведено большое количество экспериментов с различными стеклами и минералами, до тех пор, пока не появились более-менее качественные линзы. Это стало основой всех оптических предметов, ведь с появлением увеличивающей линзы появились и монокль, и очки. С тех пор началась постоянная эволюция. Прототип очков появился благодаря пытливости ума венецианских и флорентийских мастеров 13 века. На тот момент шлифованные линзы в оправе из различным материалов (дерево, металл, кости), стали очень популярным аксессуаром. И лишь в 14 веке очки стали способом коррекции зрения от близорукости. Доподлинно известно, что очки носил Петрарка, а так римский папа Лев X. Последний имел очень сильную близорукость, а очками пользовался, когда выезжал на охоту.

В то же время, когда венецианские мастера вставили линзу в оправу, английский ученый и философ Роджер Бэкон изучал увеличивающие свойства выпуклых линз и способности фокусировать лучи в одной точке вогнутых зеркал, он пришел к выводу что оптический прибор будет более продуктивен, если совместить в нем выпуклые и вогнутые линзы. Он был первопроходцем и в своих опытах описал не что иное, как зрительную трубу. Его идея была подхвачена ни кем иным, а самим великим Леонардо. При этом Леонардо да Винчи не стал останавливаться только на описании своего видения прибора, он сделал подробный чертеж и придумал шлифовальный станок для линз. Последующее развитие оптических приборов тесно связано с такой вехой в истории как пиратство и путешествия. Ведь таким людям, которые вершили историю непобедимой испанской империи как, Френсис Дрейк, Васко да Гама, Эрнан Кортес и Христофор Колумб было просто необходимо видеть дальше, выиграть несколько часов у противника благодаря тому, что во время успели разглядеть вражеские корабли. Поэтому неудивительным является тот факт, что в 17 веке было подано 4 заявки на патентование зрительной трубы. Всё это происходило в условиях строгой секретности в связи со стратегически важной направленностью изобретения.

Учитывая обстановку особой секретности вокруг патентования зрительной трубы, Галилею пришлось довольствоваться только домыслами и слухами. Это не помешало великому флорентийцу создать свою зрительную трубу, в основе которой были собирательная и рассеивающая линзы. Первая зрительная труба Галилея была довольно простой и имела всего0навсего трехкратное увеличение. Потом путем опытов и изысканий Галилею удалось увеличить кратность до 30 пунктов.

О дальнейшем развитии событий читайте на странице «История изобретения телескопа».

Кто придумал Линза - Когда Изобрели?

На школьных уроков физики мы помним, что лучи света распространяются прямолинейно. Любой находящийся на их пути предмет частично поглощает свет, частично отражает под тем же углом, под каким падает. Единственное исключение ситуация, когда свет проходит через прозрачный объект. На границе двух прозрачных сред, обладающих различной плотностью (например, воздуха и воды или стекла), лучи света преломляются в большей или меньшей степени, при этом возникают удивительные оптические эффекты, зависящие от физических характеристик предмета, сквозь который проходит свет.

Это свойство света позволяет управлять ходом лучей, изменяя их направление или превращая расходящийся пучок лучей в сходящийся, и наоборот. На практике этого можно достичь, используя особым образом обработанные приспособления из оптически прозрачного однородного материала, которые называются линзами (отлат. lens «чечевица»). Глядя на предмет сквозь линзы с различными физическими и химическими характеристиками, мы увидим его прямым или перевернутым, увеличенным или уменьшенным, четким или искаженным.

Простейшая линза это тщательно отшлифованный и отполированный кусок вещества высокой прозрачности(стекло, пластик, минерал), ограниченный двумя преломляющими поверхностями двумя сферическими или плоской и сферической (хотя существуют линзы и с более сложными асферическими поверхностями). Линзы, у которых середина толще краев, называются собирающими (положительными), рассеивающими (отрицательными) называют линзы, у которых края толще середины. Положительная линза обладает способностью собирать падающие на нее лучи в одной точке, расположенной по другую ее сторону, в фокусе. Отрицательная линза, напротив, отклоняет проходящие сквозь нее лучи в стороны краев.

Простейшая линза из горного хрусталя.

Хотя сфера использования линз в науке и технике очень велика, их основные функции сводятся к нескольким основным. Это аккумулирование тепловой энергии световых лучей, визуальное приближение и увеличение мелких или отдаленных объектов, а также коррекция зрения ведь хрусталик глаза по своей природе является линзой с переменной кривизной поверхностей. Одни свойства линз люди начали использовать раньше, другие позже, тем не менее эти оптические приспособления известны им с глубокой древности.

Существуют различные мнения о том, когда люди научились получать огонь при помощи солнечного света и отполированных кусков прозрачного камня или стекла с выпуклой поверхностью. Точно можно сказать, что этот способ был известен в Древней Греции в середине I тысячелетия до н. э., поскольку описывается в пьесе Аристофана «Облака». Однако найденные при раскопках линзы из горного хрусталя, кварца, драгоценных и полудрагоценных камней намного старше. Одна из самых древних линз, так называемый божок с очками, была обнаружена при раскопках Урука, древнего города-государства в Междуречье. Возраст этой линзы около 6 тыс. лет, а назначение остается загадкой.

В Египте времен IV-XIII династий (III-II тысячелетия до н. э.) хрустальные линзы использовались для... моделей глаз у статуй. Оптометрические исследования показали, что модели очень близки к реальной форме и оптическим качествам глаза, а иногда даже показывают нарушения зрения, например астигматизм.

Алебастровые «идолы с глазами». Городище Тель-Брак, Сирия. IV тысячелетие до н. э.

К сожалению, со временем секрет изготовления подобных линз был утрачен, вставные глаза статуй стали делать из камня или фаянса. Техникой «стеклянных глаз», хотя и с меньшим совершенством, владели и древние греки. Линзами были снабжены, например, бронзовые статуи V в. до н. э., обнаруженные в море у побережья Калабрии. А ведь до «официального» открытия оптических свойств глаза оставались еще многие столетия!

При раскопках на территории Месопотамии, Греции и Этрурии было обнаружено немалое количество хрустальных линз, относящихся примерно к концу I тысячелетия до н. э. Исследование их отделки показало, что линзы использовались как для зрительного увеличения, так и в качестве украшений. По сути, это были настоящие лупы с малым фокусным расстоянием, увеличивающие угол зрения. Кроме того, в Греции были найдены миниатюрные геммы, соединенные оправой с выпуклыми линзами; эти геммы невозможно было бы изготовить без оптического увеличения рабочего поля. Все это свидетельствует о том, что лупы начали использовать задолго до того, как увеличивающий эффект линз был зафиксирован в научных источниках.

Когда именно линзы начали использовать для коррекции зрения, пока не установлено. Есть мнение правда, ничем не подкрепленное, что именно с этой целью использовались линзы, обнаруженные при раскопках древней Трои. В трудах римского историка I в. Плиния Старшего упоминается о том, что император Нерон, страдавший близорукостью, смотрел гладиаторские бои через вогнутую линзу, выточенную из изумруда, это был некий прообраз очков. Некоторые историки, основываясь на древних гравюрах, полагают, что очки были изобретены в Китае в VII-IX вв., но были ли они оптическими или солнцезащитными, точно неизвестно.

Исследованиями глаза как оптической системы впервые серьезно занялся арабский ученый IX в. Абу Али аль-Хасан, известный в Европе под именем Аль-хазен. В своем фундаментальном труде «Книга оптики» он опирался на исследования римского врача II в. Галена. Аль-Хасан подробно описал, как на сетчатке глаза при помощи хрусталика создается изображение предмета. Однако сущность близорукости, дальнозоркости и других дефектов зрения, при которых фокус хрусталика смещается относительно сетчатки, была выяснена окончательно только в XIX в., а до этого очки подбирались фактически наугад, пока не достигался желаемый эффект.

Загадочная оптика

На шведском острове Готланд в кладе, зарытом около тысячи лет назад викингами, найдены линзы сложной асферической формы из горного хрусталя. Подобная форма линз была теоретически рассчитана лишь в XVII в. Рене Декартом. В своей работе он указал, что эти линзы будут давать отличное изображение, но еще долгое время ни один оптик не мог их изготовить. Остается загадкой, кто и для каких целей мог отшлифовать линзы из клада викингов.

Продавец очков. Гравюра по картине Джованни Страдано. XVI в.

Считается, что очки были изобретены в Италии в конце XIII в., изобретение их приписывают монаху Алессандро Спине или же другому монаху Сальвино Д'Армате. Первое документальное свидетельство о существовании очков относится к 1289 г., а их первое изображение обнаружено в церкви Тревизо на фреске, написанной в 1352 г. монахом Томмазо да Моденой. До XVI в. очками пользовались только при дальнозоркости, затем появились очки с вогнутыми стеклами для близоруких. Со временем изменилась и форма очков появились оправа, дужки. В XIX в. Бенджамин Франклин изобрел бифокальные линзы, которые в верхней части предназначены для дали, а в нижней для работы вблизи.

Ж. Б. Шарден. Автопортрет в очках. 1775 г.

Ян ван Эйк. Мадонна с младенцем и каноник Йорис ван дер Пале. Фрагмент. 1436 г.

Фотохромные линзы («хамелеоны») созданы в 1964 г. специалистами компании Corning. Это были стеклянные линзы, фотохромные свойства которым придавали соли серебра и меди. Полимерные линзы с фотохром-ными свойствами появились в начале 1980-х годов, но из-за существенных недостатков низкая скорость затемнения и осветления, а также посторонние цветовые оттенки не получили широкого распространения. В 1990 г. фирма Transition optical выпустила более совершенные пластиковые фотохромные линзы, завоевавшие огромную популярность.

Контактные линзы считаются сравнительно молодым изобретением, однако над их устройством работал еще Леонардо да Винчи. О том, как надеть линзу прямо на глазное яблоко, задумывались многие ученые, но только в 1888 г. швейцарский офтальмолог Адольф Фик описал устройство контактной линзы и приступил к опытам. Массовое производство контактных линз было начато в Германии известным оптическим предприятием «Карл Цейс». Первые образцы были полностью стеклянными, достаточно большими и тяжелыми. В 1937 г. появились линзы из полиметилметакрилата. В I960 г. чехословацкие ученые Отто Вихтерле и Драгослав Лим синтезировали новый полимерный материал НЕМА, разработали метод ротационной полимеризации и осуществили производство мягких контактных линз. Одновременно в США были разработаны гидрогелевые линзы.

Что касается увеличительной способности одиночных линз, очень скоро стало ясно, что она ограниченна, поскольку увеличение выпуклости линзы ведет к искажению изображения. А вот если поместить между глазом и предметом последовательно две линзы (окуляр и объектив), увеличение станет намного больше. При помощи объектива в точке фокуса создается действительное изображение наблюдаемого объекта, которое затем увеличивается окуляром, выступающим в роли лупы. Изобретение микроскопа (от греч. mikros «маленький» и skopeo «смотрю») связывают с именами голландцев Иоанна Липперсгея и отца и сына Янсенов (конец XVI в.). В 1624 г. Галилео Галилей создал свой составной микроскоп. Первые микроскопы давали увеличение до 500 раз тогда как современные оптические микроскопы позволяют добиться 2000-кратного увеличения.

Одновременно с первыми микроскопами появились зрительные (или подзорные) трубы (их изобретение приписывают голландцам Захарии Янсену и Якобу Метиусу хотя первые попытки разглядывать при помощи линз звезды сделал еще Леонардо да Винчи). Первым, кто направил зрительную трубу в небо, превратив ее в телескоп (от греч. tele «далеко»), стал Галилей. Принцип действия оптического телескопа тот же, что и у микроскопа, разница лишь в том, что объектив микроскопа дает изображение близкого малого тела, а телескопа далекого большого. Впрочем, уже с конца XVII столетия в телескопах в качестве объектива используют вогнутое зеркало.

Отто Вихтерле в лаборатории.

Помимо всего прочего, линзы используются в области фотографии, кино-, теле- и видеосъемки, а также для проекции готовых изображений. Объектив фотоаппарата и подобной ему техники представляет собой оптическую систему из нескольких линз, иногда в сочетании с зеркалами, которая предназначена для проекции изображения на плоскую поверхность. Кривизна линз объектива рассчитывается так, чтобы возможные аберрации (искажения) взаимно компенсировались. Жозеф Ньепс, создавший в 1816 г. один из первых фотоаппаратов, позаимствовал объектив для него от микроскопа.

Со второй половины прошлого века для наблюдений за различными микро-и макрообъектами наряду с оптическими системами применяется электроника с более высокой разрешающей способностью. Однако линзы по-прежнему используются настолько широко, что перечислить все области их применения было бы довольно непросто.

Фотокамера Жозефа Ньепса.

Телескоп-рефрактор в Ликской обсерватории. Калифорния, США.

Изобретение оптических линз

В древности (это можно считать в настоящее время твердо установленным) оптические линзы не были известны. В то время геометрической оптики не существовало, и ученые не могли объяснить даже действия «зажигательных» стекол.

Оптическая линза была изобретена только в самом конце XIII или в начале XIV в. и была использована в качестве очков, сразу же получивших широкое практическое применение. В попытках установить личность изобретателя очков недостатка нет, но все они остались безуспешными. Единственно, что можно сказать определенно, это то, что изобретены очки были в Италии — в Венеции или Падуе — центрах стекольной промышленности того времени. Очки эти представляли длиннофокусные линзы, применявшиеся при дальнозоркости. Вогнутые же стекла для устранения близорукости появились только в XVI в.

Существует мнение, что Нерон (I в. н. э.) употреблял «очко» из кусочка зеленого смарагда. Однако эта версия по ряду причин несостоятельна. Нерон, обладая слабым зрением, очевидно, просто ослаблял силу света плоскопараллельными дымчатыми очками.

Вместе с тем интересно отметить, что хрусталик глаза был известен уже в I в. н. э., когда он был описан Клавдием Галеном (ок. 130 — ок. 200) и (особенно подробно) Руфусом Эфесским, которому принадлежит и сам термин «хрусталик». Однако о его функции в то время ничего не знали. Знаменитый арабский ученый Альхасен (965—1038) считал, что хрусталик превращает световое раздражение в зрительное ощущение. Это воззрение держалось до конца эпохи Возрождения, когда швейцарский врач Феликс Платтер (1583) показал, что хрусталик является телом, преломляющим лучи.

Спрос на очки особенно возрос в XV в., и это привело к тому, что появилось много профессионалов этого дела. Материалом для шлифовки очков было прежде всего стекло, но стекло того времени отличалось низкими качествами, и (в лучшем случае) оно было зеленоватого оттенка. Поэтому употреблялся также горный хрусталь и полудрагоценный прозрачный камень — берилл (отсюда и немецкое название очков — Brillen).

Первые научные исследования, в которых были использованы линзы (лупы), принадлежат энтомологам Томасу Моуффет и Георгу Гуфнагелю (1589—1590). Первый из них изучал мелких клещей (0,2—0,4 мм), в частности, он со всей отчетливостью установил различия между чесоточным и сырным клещами. В тот же период были описаны и такие труднонаблюдаемые процессы, как движение гемолимфы у вшей и др.

Лупами, или (как их позднее называли) «простыми микроскопами», пользовался и основоположник микроскопической биологии Антон ван Левенгук (1632—1723).

Интересно указать, что идея оптического инструмента, позволяющего отчетливо видеть отдельные, очень мелкие, объекты, была высказана еще в XIII в. ученым и фолософом Роджером Бэконом (ок. 1214—1294), а в XV—XVI вв. она уже многократно повторялась рядом выдающихся ученых и мыслителей: Леонардо да Винчи (1452—1519), Иеронимом Фракасторо (1478—1553), Диггсом, Борном и многими другими. В тот же период с полной отчетливостью была высказана мысль о существовании мира не видимых простым глазом существ — возбудителей заразных болезней (Фракасторо и др.) Мысль эта была, следовательно, высказана за 125 лет до работ Левенгука, но обосновывалась она частично теоретически и была по существу фантастична.

Уже в XVI в. была высказана идея создания оптического прибора, состоящего из двух, а не из одной линзы. Среди математиков и физиков она была даже довольно широко распространена, хотя практически оставалась неосуществленной, видимо, из-за технических трудностей. Только в начале XVII в. знаменитый Галилеи сначала сконструировал телескоп, а затем (в 1609 г.) и микроскоп.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники


Смотрите также