Оптика микроскопов в трудах Эйлера

Математики, побуждаемые чисто теоретическим интересом, в середине XVIII века стали разрабатывать принципы расчета оптической схемы микроскопа средствами геометрической оптики с целью ее оптимизации. Эйлер, кроме математики, интересовался и геометрической теорией микроскопа. Работы по оптике сведены им в единую систему в третьем томе «Диоптрики», опубликованной в 1771 году в Петербурге. Эйлер пытался решить задачу уменьшения аберраций путем расчета кривизны поверхностей, апертурных углов и взаимных расстояний между линзами. При этом имелось в виду, что все линзы изготовлены из одного сорта стекла, а именно из крона. Эйлер ставил задачу найти такие параметры оптической схемы, при которых возможно создать микроскоп, свободный от аберраций и обладающий увеличением до 4000 крат! В настоящее время известно, что максимальное видимое увеличение светового микроскопа составляет около 1500 крат, а с «натягом» - до 2500 крат.

Солнечный микроскоп

В середине XVIII века физики Петербургской Академии Наук проявили повышенный интерес к солнечному микроскопу (рис. 11.3.). Солнечный микроскоп изобрел Либеркюн (1711 - 1756), принцип работы которого заключался в том, что пучок солнечных лучей направлялся на экран через конденсор, объект и объектив (микроскоп проходящего света). На экране в затемненной комнате зрители наблюдали изображение объекта. При рассматривании микроскопических картин у присутствующих возникало чувство восторга!

Эйлер впервые поднял вопрос об устройстве солнечного микроскопа для непрозрачных объектов, т.е. о разработке солнечного микроскопа отраженного света. Его доклад на эту тему был представлен на конференции Академии Наук в 1750 году. Спустя одиннадцать лет после представления Эйлером проекта, а именно в 1761 году, академик Ф.Т.У. Эпинус (1724 - 1802) представил проект солнечного микроскопа, в котором идее Эйлера придал практически осуществимый вид.

Как благородный человек Эпинус считал, что всякое изобретение должно принадлежать всему человечеству, а не только его изобретателю. Предложенный им принцип солнечного микроскопа впоследствии был использован Мартином, Адамсом, Доллондом и другими английскими оптиками-конструкторами.

Солнечный свет направляется  в   микроскоп подвижным зеркалом, которое настраивается с помощью рычагов и шнуров для отслеживания положения солнца.

Рис. 3.  Солнечный микроскоп, середина 1700-х годов.

Эйлер впервые представил теоретический расчет дуплетного объектива, состоящего из двояковыпуклой линзы и мениска. Эта комбинация не была осуществлена. Однако Беляеву удалось изготовить четыре объектива, которые представляли собой дублеты. Дублеты состояли из двух плосковыпуклых линз, вставленных в оправу выпуклыми сторонами друг к другу с воздушным промежутком между ними. Именно такую дублетную лупу начал производить в конце 70-х годов Адамс. Кончилась эпоха копирования иностранных приборов и началась эпоха созидания.