«Очерки о микроскопе»

Три первых составных микроскопа, заслуживающих внимания, — это микроскопы доктора Гука, Эустакио Дивиниса и Филиппа Боннани. Доктор Гук дает описание своего в предисловии к своей «Micrographia», которое уже цитировалось; он был около трех дюймов в диаметре, семь в длину и снабжен четырьмя выдвижными трубками, с помощью которых его можно было удлинять по мере необходимости: он имел три стекла — маленькое объективное стекло, среднее стекло и глубокое окулярное стекло. Доктор Гук использовал все стекла, когда хотел охватить значительную часть объекта сразу, так как с помощью среднего стекла к глазу направлялось множество излучающих пучков, которые в противном случае были бы потеряны: но когда он хотел с точностью исследовать мелкие части какого-либо вещества, он вынимал среднее стекло и использовал только окулярную и объективную линзы; ибо чем меньше преломлений, тем четче и ярче кажется объект.

Описание микроскопа Эустакио Дивиниса было зачитано в Королевском обществе в 1668 году. [12] Он состоял из объективной линзы, среднего стекла и двух окулярных стекол, которые были плосковыпуклыми линзами и были расположены так, что соприкасались друг с другом в центре своих выпуклых поверхностей; благодаря чему стекло охватывает больше объекта, поле зрения становится больше, его края менее изогнуты, а увеличительная способность выше. Трубка, в которую были заключены стекла, была размером с ногу человека, а окулярные стекла — шириной с ладонь. Он имел четыре различных длины; в сложенном виде он был шестнадцать дюймов в длину и увеличивал диаметр объекта в сорок один раз; при второй длине — в девяносто раз; при третьей длине — в сто одиннадцать раз; при четвертой длине — в сто сорок три раза. Не похоже, чтобы Э. Дивинис менял объективные линзы.

[12] Philos. Trans. № 42.

Филипп Боннани опубликовал описание своих двух микроскопов в 1698 году; [13] оба были составными; первый был похож на тот, который мистер Мартин опубликовал как новый в своей «Micrographia Nova» [14] в 1742 году. Его второй был похож на предыдущий, состоял из трех стекол: одного для глаза, среднего стекла и объективной линзы; они были установлены в цилиндрической трубке, которая была помещена в горизонтальное положение; позади предметного столика находилась маленькая трубка с выпуклой линзой на каждом конце; за ней находилась лампа; все это было способно к различным регулировкам и управлялось с помощью шестерни и рейки; маленькая трубка использовалась для конденсации света на объекте и равномерного распределения его по нему в соответствии с его природой и используемой увеличительной способностью.

[13] Bonnani Observationes circa Viventia.

[14] Micrographia Nova, Б. Мартина, 4-й формат.

Если читатель внимательно рассмотрит конструкцию вышеупомянутых микроскопов и сравнит их с более современными, он придет к мысли вместе со мной, что составной микроскоп получил очень мало улучшений со времен Боннани. Взятые отдельно, вышеупомянутые конструкции равны некоторым из самых известных современных микроскопов. Если их преимущества объединить, они намного превосходят микроскоп господина Деллебара, несмотря на помпезный панегирик, приложенный к нему господами из Королевской академии наук. [15]

[15] Memoires sur les Differences de la Construction et des Effets du Microscope, де М. Л. Ф. Деллебара, 1777.

С этого периода до 1736 года микроскоп, по-видимому, не претерпел никаких существенных изменений, а сама наука находилась в застое. Улучшения, которые происходили в зеркальном телескопе, естественно привели тех, кто рассматривал этот предмет, к ожиданию, что аналогичное преимущество будет получено и для микроскопов на тех же принципах: соответственно, мы находим два плана такого рода; первым был план доктора Роберта Баркера. Этот инструмент полностью такой же, как зеркальный телескоп, за исключением расстояния между двумя зеркалами, которое увеличено, чтобы адаптировать его к тем пучкам лучей, которые входят в телескоп расходящимися; тогда как от очень далеких объектов они приходят в направлении, почти параллельном. Но от этого вскоре отказались не только потому, что им было труднее управлять, но и потому, что он был непригоден ни для чего, кроме очень маленьких или прозрачных объектов: ибо объект, находясь между зеркалом и изображением, если бы он был большим и непрозрачным, препятствовал бы должному отражению света на объект.

Второй был придуман доктором Смитом. [16] В нем было два отражающих зеркала, одно вогнутое, а другое выпуклое; изображение рассматривалось через линзу. Этот микроскоп, хотя и был далек от того, чтобы быть выполненным наилучшим образом, работал, говорит доктор Смит, очень хорошо, так что он не сомневался, что он превзошел бы другие, если бы был должным образом закончен.

[16] Dr. Smith’s Optics, Remarks, стр. 94.

Как некоторые годы более благоприятны для плодов земли, так и некоторые периоды более благоприятны для определенных наук, будучи богатыми открытиями и возделываемыми с пылом. Так, в 1738 году изобретение доктором Либеркюном солнечного микроскопа было доведено до сведения публики: огромная увеличительная способность, которая была получена с помощью этого инструмента, колоссальное величие, с которым он демонстрировал минимумы природы, удовольствие, которое возникало от возможности демонстрировать один и тот же объект нескольким наблюдателям одновременно, предоставляя новый источник разумного развлечения, увеличили число микроскопических наблюдателей, которые были дополнительно стимулированы к тем же занятиям знаменитым открытием мистера Трамбле полипа: удивительные свойства этого маленького животного, вместе с работами мистера Трамбле, Бейкера и моего отца, возродили репутацию этого инструмента. [17]

[17] Trembley Memoires sur les Polypes. Baker’s Microscope made Easy; Attempt towards an History of the Polype; Employment for the Microscope. Adams’s Micrographia Illustrata. Joblot’s Observations d’Histoire Naturelle.

Каждый оптик теперь упражнялся в своих талантах, улучшая, как он это называл, микроскоп; другими словами, варьируя его конструкцию и делая его отличным от того, что продавал его сосед. Их главной целью, казалось, было только разделить инструмент и сделать его как можно более компактным; благодаря чему они не только сделали его сложным и хлопотным в использовании, но и упустили из виду широкое поле зрения, большой свет и другие превосходные свойства более древних инструментов; и в некоторой степени закрыли себе путь к дальнейшим улучшениям микроскопа. Каждый механический инструмент подвержен почти бесконечным комбинациям и изменениям, которые сопровождаются своими относительными преимуществами и недостатками: так, то, что выигрывается в силе, теряется во времени; «тот, кто любит быть ограниченным маленьким домом, должен потерять преимущество воздуха и упражнений».

Микроскоп почти в тот же период породил знаменитую систему органических молекул господина Бюффона и непостижимые идеи господина Нидхэма относительно растительной силы и жизненной силы материи. Господин Бюффон украсил свою систему всеми прелестями красноречия, представив ее уму в самых приятных и живых красках, проявляя глубину эрудиции самым интересным и соблазнительным образом, чтобы утвердить свою гипотезу, заставляя нас почти быть готовыми принять ее вопреки диктату разума и свидетельству фактов. Но был ли этот великий человек введен в заблуждение теплотой своего воображения, своей привязанностью к любимой системе или использованием несовершенных инструментов, кажется слишком очевидным, что он не был знаком с объектами, природу которых пытался исследовать; и вполне вероятно, что он никогда не видел [18] тех, которые, как он предполагал, он описывал, постоянно путая анималькули, образующиеся при гнилостном разложении животных веществ, со сперматическими анималькули, хотя это два вида существ, различающихся по форме и природе; так что прекрасное здание, которое пытались воздвигнуть на его гипотезе, исчезает перед светом истины и хорошо проведенных экспериментов.

[18] Porro Buffonius, ut cum illustris viri venia dicam, omnino non videtur vermiculos seminales vidisse. Diuturnitas enim vitæ quam suis corpusculis tribuit, ostendit non esse nostra animalcula (id est, spermatica) quibus brevis et paucarum horarum vita est. Haller Physiol. tom. 7.

После этого периода ум, либо удовлетворенный уже сделанными открытиями, которые будут подробно описаны далее, либо утомленный собственными усилиями, искал покоя в других занятиях; так что в течение нескольких лет этот инструмент снова был в некоторой степени отложен в сторону. В 1770 году доктор Хилл [19] опубликовал трактат, в котором пытался объяснить строение древесины с помощью микроскопа и показать количество, природу и назначение ее различных частей, их различные расположения и пропорции в разных видах; и указать способ суждения, исходя из структуры деревьев, о том, для каких целей они лучше всего послужат в делах жизни. Столь важный предмет вскоре возродил пыл к микроскопическим занятиям, который, по-видимому, возрастал с тех пор. Примерно в то же время мой отец придумал инструмент для нарезки поперечных срезов дерева, чтобы текстура его могла быть сделана более видимой в микроскопе и, следовательно, лучше понята; этот инструмент был впоследствии улучшен мистером Каммингом. Другой инструмент для той же цели, более верный в своих эффектах и более легко управляемый, представлен на рис. 1. Таблица IX; и будет описан в одной из следующих глав. Доктор Хилл и мистер Кастанс теперь пытались вернуть микроскоп ближе к старому стандарту, увеличить поле зрения за счет умножения окулярных стекол и увеличить свет на объекте с помощью конденсирующих линз; и в этом они успешно преуспели: мистер Кастанс не имел себе равных в своей ловкости в подготовке и точности в нарезке тонких поперечных срезов дерева.

[19] Dr. Hill on the Construction of Timber.

В 1771 году мой отец опубликовал четвертое издание своей «Micrographia», в котором он описал основные изобретения, использовавшиеся в то время; в частности, свое собственное приспособление для применения солнечного микроскопа к камере-обскуре и освещения его ночью лампой, благодаря чему картина микроскопических объектов могла быть продемонстрирована зимними вечерами.

Из свидетельства господина Эпинуса следует [20], что доктор Либеркюн значительно улучшил солнечный микроскоп, адаптировав его для просмотра непрозрачных объектов. Это приспособление было каким-то образом утеряно. Знание, однако, о том, что такой эффект был произведен, побудило Эпинуса самому заняться этим предметом, в чем он в некоторой степени преуспел и, несомненно, довел бы до совершенства, если бы увеличил размер своего осветительного зеркала. Некоторые дальнейшие улучшения были внесены в этот инструмент господином Зиром; но самым совершенным инструментом этого типа является инструмент мистера Б. Мартина, который опубликовал его описание в 1774 году. [21] Обычный солнечный микроскоп не показывает поверхность какого-либо объекта, тогда как непрозрачный солнечный микроскоп не только увеличивает объект, но и демонстрирует на экране расширенную картину его поверхности со всеми его цветами самым прекрасным образом.

[20] Priestley’s Hist. of Optics, стр. 743.

[21] Martin’s Description and Use of an Opake Solar Microscope. Заслуги и изобретательность в конструировании и улучшении микроскопов этого ученого оптика, по-видимому, остались незамеченными нашим недавним автором. Следующие брошюры мистера Б. Мартина являются, среди прочих его ценных публикаций, примерами его неутомимого трудолюбия. Description and Use of a Pocket Reflecting Microscope, with a Micrometer; 1739. Micrographia Nova, or a New Treatise on the Microscope; 1742. Description of a New Universal Microscope; a Postscript to his New Elements of Optics; 1759. Description of several Sorts of Microscopes, and the Use of the Reflecting Telescope, as an universal Perspective for viewing every Sort of Objects. Optical Essays; 1770. A Description and Use of a Proportional Camera Obscura, with a Solar Microscope adapted thereto, annexed to his Description of the Opake Solar Microscope above-mentioned. Description of a New Universal Microscope; 1776. Description and Use of a Graphical Perspective and Microscope; 1771. Microscopium Polydynamicum, or a New Construction of a Microscope; 1771. An Essay on the genuine Construction of a standard Microscope and Telescope; 1776. Microscopium Pantometricum, or a new Construction of a Micrometer adapted to the Microscope. Наиболее существенные статьи в вышеуказанных работах будут описаны далее. Ред.

Примерно в 1774 году я изобрел улучшенный люцернальный микроскоп; этот инструмент нисколько не утомляет глаз: он показывает все непрозрачные объекты самым прекрасным образом; а прозрачные объекты могут быть исследованы с его помощью различными способами, так что ни одна часть объекта не остается неисследованной; и контуры всех их могут быть сняты с легкостью, даже теми, кто наиболее неискусен в рисовании.

Господин Л. Ф. Деллебар опубликовал описание своего микроскопа в 1777 году. Из этого не следует, что он был в каком-либо отношении лучше тех, что были сделаны в Англии, но был хуже в других; ибо те, что были опубликованы моим отцом в 1771 году, обладали всеми преимуществами микроскопа Деллебара в большей степени, за исключением возможности смены окулярных стекол.

В 1784 году господин Эпинус опубликовал описание того, что он назвал новоизобретенными микроскопами, в письме к Академии наук в Петербурге; [22] они представляют собой не что иное, как применение ахроматической перспективы к микроскопическим целям. Теперь давно известно каждому, кто хоть немного сведущ в оптике, что любой телескоп легко превращается в микроскоп путем удаления объектива на большее расстояние от окулярных стекол; и что расстояние изображения меняется с расстоянием объекта от фокуса и увеличивается тем больше, чем больше его расстояние от объекта: один и тот же телескоп может, следовательно, последовательно превращаться в микроскоп с различными увеличительными способностями. Мистер Мартин также показал в своем описании и использовании полидинамического микроскопа, как легко маленькая ахроматическая перспектива может быть применена для этой цели. Ботаники могли бы найти некоторое преимущество в обращении внимания на этот инструмент; он помог бы им в обнаружении маленьких растений на расстоянии и, таким образом, часто спасал бы их от шипов изгороди и грязи канавы.

[22] Description des Nouveaux Microscopes inventes par M. Æpinus.

Рис. 1. Таблица III представляет улучшенный люцернальный микроскоп.

Рис. 1. Таблица IV. Улучшенный составной и простой микроскоп.

Рис. 2. Таблица IV. Лучший универсальный составной микроскоп.

Рис. 3. Таблица IV — это то, что обычно называют микроскопом Калпепера, или обычным трехстоечным составным микроскопом.

Рис. 1. Таблица V представляет солнечный непрозрачный микроскоп Мартина.

Рис. 4. Таблица VI — это изображение обычного солнечного микроскопа.

Рис. 1. Таблица VII. A — это обычный составной микроскоп Каффа.

Рис. 3. Таблица VIII. Новый микроскопический телескоп Мартина, или удобный портативный аппарат для путешественника.

Мы не можем закончить эту главу лучше, чем следующими наблюдениями о микроскопе. Мы обязаны ему многими открытиями в естественной истории; но не будем предполагать, что Творец намеревался скрыть эти объекты от нашего наблюдения. Это правда, этот инструмент открывает нам как бы новое творение, новые ряды животных, новые леса овощей; но Тот, кто дал бытие им, дал нам понимание, способное изобретать средства для помощи нашим органам в открытии их скрытых красот. Он дал нам глаза, приспособленные для расширения наших идей и способные охватить вселенную одним взглядом, и, следовательно, неспособные различить те мельчайшие существа, которыми Он населил каждый атом вселенной. Но затем Он наделил материю свойствами и качествами особого рода, благодаря которым она могла бы обеспечить нам это преимущество, и в то же время возвысил понимание от одной степени знания к другой, пока оно не стало способным обнаружить эти вспомогательные средства для нашего зрения.

Именно так мы должны рассматривать открытия, сделанные теми инструментами, которые получили свое рождение от проявления наших способностей. Именно той же силе, которая создала объекты нашего восхищения, мы в конечном счете должны приписать средства их обнаружения. Пусть никто, следовательно, не обвиняет нас в том, что мы проникаем глубже в чудеса природы, чем это было задумано великим автором вселенной. Нет ничего, что мы обнаруживаем с их помощью, что не было бы новым источником хвалы; и не похоже, чтобы наши способности могли быть лучше использованы, чем в поиске средств для исследования творений Божьих.

Из частичного рассмотрения этих вещей мы очень склонны критиковать то, чем должны восхищаться; смотреть как на бесполезное на то, что, возможно, мы признали бы бесконечно выгодным для нас, если бы видели немного дальше; быть раздражительными там, где должны возносить благодарность; и в то же время высмеивать тех, кто тратит свое время и мысли на изучение того, что мы были, т. е. некоторые из нас, безусловно, были созданы и назначены изучать. Короче говоря, мы слишком склонны обращаться со Всемогущим хуже, чем разумный человек обращался бы с хорошим механиком, чьи работы он либо тщательно изучил бы, либо устыдился бы найти в них какие-либо недостатки. Это результат частичного рассмотрения природы; но тот, кто обладает широтой ума и досугом, чтобы смотреть дальше, будет склонен воскликнуть:

How wond’rous is this scene! where all is form’d

With number, weight, and measure! all design’d

For some great end! where not alone the plant

Of stately growth; the herb of glorious hue,

Or food-full substance! not the laboring steed,

The herd, and flock that feed us; not the mine

That yields us stores for elegance and use;

The sea that loads our table, and conveys

The wanderer man from clime to clime, with all

Those rolling spheres, that from on high shed down

Their kindly influence; not these alone,

Which strike ev’n eyes incurious, but each moss,

Each shell, each crawling insect, holds a rank

Important in the plan of Him, who fram’d

This scale of beings; holds a rank, which lost,

Would break the chain, and leave behind a gap

Which nature’s self would rue. Almighty Being,

Cause and support of all things, can I view

These objects of my wonder; can I feel

These fine sensations, and not think of thee?

Thou who dost thro’ th’ eternal round of time,

Dost thro’ th’ immensity of space exist

Alone, shalt thou alone excluded be

From this thy universe? Shall feeble man

Think it beneath his proud philosophy

To call for thy assistance, and pretend

To frame a world, who cannot frame a clod?—

Not to know thee, is not to know ourselves—

Is to know nothing—nothing worth the care

Of man’s exalted spirit:—all becomes,

Without thy ray divine, one dreary gloom,

Where lurk the monsters of phantastic brains,

Order bereft of thought, uncaus’d effects,

Fate freely acting, and unerring chance.

Where meanless matter to a chaos sinks,

Or something lower still, for without thee

It crumbles into atoms void of force,

Void of resistance—it eludes our thought.

Where laws eternal to the varying code

Of self-love dwindle. Interest, passion, whim,

Take place of right and wrong, the golden chain

Of beings melts away, and the mind’s eye

Sees nothing but the present. All beyond

Is visionary guess—is dream—is death.[23]

[23] Stillingfleet’s Miscellaneous Tracts.

ГЛАВА II. О ЗРЕНИИ; ОБ ОПТИЧЕСКОМ ЭФФЕКТЕ МИКРОСКОПОВ И О СПОСОБЕ ОЦЕНКИ ИХ УВЕЛИЧИТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ.

Прогресс, который был достигнут в науке оптики в прошлом и нынешнем столетии, особенно сэром Исааком Ньютоном, может с полным правом быть отнесен к величайшим приобретениям человеческого знания. А господа Делаваль и Гершель своими открытиями показали, что границы этой науки могут быть значительно расширены.

Лучи света, которые служат чувству зрения, являются самой удивительной и поразительной частью неживого творения; в чем мы вскоре убедимся, если рассмотрим их крайнюю миниатюрность, их невообразимую скорость, регулярное разнообразие цветов, которые они демонстрируют, неизменные законы, согласно которым они воздействуют на другие вещества, в своих отражениях, преломлениях и преломлениях, без малейшего изменения их первоначальных свойств; и легкость, с которой они проникают в тела наибольшей плотности и самой тесной текстуры, без сопротивления, без скученности или беспокойства друг друга. Это, я полагаю, будет считаться достаточными доказательствами удивительной природы этих лучей; не добавляя, что именно благодаря их особой модификации мы обязаны преимуществами, полученными с помощью микроскопа.

Наука оптики, которая объясняет и рассматривает многие свойства этих лучей света, выводится из экспериментов, в которых согласны все философы. Невозможно дать адекватное представление о природе зрения без знания этих экспериментов и математических рассуждений, основанных на них; но поскольку это само по себе заполнило бы большой том, я попытаюсь только сделать некоторые из более общих принципов ясными, чтобы читатель, который не знаком с наукой оптики, мог тем не менее быть в состоянии понять природу зрения с помощью микроскопа. Некоторые из наиболее важных из этих принципов могут быть выведены из следующего очень интересного эксперимента.

Затемните комнату и позвольте свету проникать в нее только через маленькое отверстие; тогда, если погода хорошая, вы увидите на стене, которая находится напротив отверстия, картину всех тех внешних объектов, которые находятся напротив него, со всеми их цветами, хотя они будут видны лишь слабо. Изображение объектов, которые неподвижны, таких как деревья, дома и т. д., будет казаться неподвижным; в то время как изображения тех, которые находятся в движении, будут видны движущимися. Изображение каждого объекта будет казаться перевернутым, потому что лучи пересекают друг друга, проходя через маленькое отверстие. Если солнце светит на отверстие, мы увидим светящийся луч, который идет по прямой линии и заканчивается на стене. Если глаз поместить в этот луч, он будет на прямой линии с отверстием и солнцем: то же самое с каждым другим объектом, который нарисован на стене. Изображения объектов, выставленные на одной плоскости, меньше пропорционально тому, как объекты дальше от отверстия.

Многочисленны и важны выводы, которые можно сделать из вышеупомянутого эксперимента, среди которых следующие:

1. Что свет течет по прямой линии.

2. Что светящаяся точка может быть видна из всех тех мест, куда можно провести прямую линию от точки, не встречая никакого препятствия; и, следовательно,

3. Что светящаяся точка, благодаря некоторой неизвестной силе, посылает лучи света во всех направлениях и является центром сферы света, которая простирается бесконечно во все стороны; и если мы представим, что некоторые из этих лучей перехватываются плоскостью, то светящаяся точка является вершиной пирамиды, чье тело образовано лучами, а ее основание — перехватывающей плоскостью. Изображение поверхности объекта, которое нарисовано на стене, также является основанием пирамиды света, вершиной которой является отверстие; лучи, которые образуют эту пирамиду, пересекаясь в отверстии, образуют другую, подобную и противоположную этой, вершиной которой также является отверстие, а основанием — поверхность объекта.

4. Что объект виден, потому что все его точки являются излучающими точками.

5. Что частицы света бесконечно малы; ибо лучи, которые исходят из точек всех объектов напротив отверстия, проходят через него, хотя и чрезвычайно маленькие, не затрудняя и не путая друг друга.

6. Что каждый луч света несет с собой изображение объекта, из которого он был испущен.

Природа зрения в глазу может быть несовершенно проиллюстрирована экспериментом с затемненной комнатой; зрачок глаза рассматривается как отверстие, через которое проходят лучи света и пересекают друг друга, чтобы нарисовать на сетчатке, на дне глаза, перевернутые изображения всех тех объектов, которые подвергаются зрению, так что диаметры изображений одного и того же объекта больше пропорционально углам, образованным у зрачка пересекающимися лучами, которые исходят из краев объекта; то есть диаметр изображения больше пропорционально тому, как меньше расстояние; или, другими словами, кажущаяся величина объекта в некоторой степени измеряется углом, под которым он виден, и этот угол увеличивается или уменьшается в зависимости от того, ближе или дальше объект от глаза; и, следовательно, чем меньше расстояние между глазом и объектом, тем больше будет казаться последний.

Отсюда следует, что кажущийся диаметр объекта, видимого невооруженным глазом, может быть увеличен в любой пропорции, какой мы пожелаем; ибо, поскольку кажущийся диаметр увеличивается пропорционально тому, как расстояние от глаза уменьшается, нам нужно только уменьшить расстояние объекта от глаза, чтобы увеличить его кажущийся диаметр. [24] Таким образом, предположим, что есть объект A B, Таблица I. Рис. 1, который для глаза в E под углом A E B, мы можем увеличить кажущийся диаметр в любой пропорции, какой пожелаем, приблизив наш глаз к нему. Если, например, мы хотим увеличить его в пропорции F G к A B; то есть, если мы хотим видеть объект под углом таким же большим, как F E G, или хотим сделать его такой же длины, какой казался бы объект длиной F G, это можно сделать, подойдя ближе к объекту. Ибо кажущийся диаметр обратно пропорционален расстоянию; следовательно, если C D настолько меньше, чем C E, насколько F G больше, чем A B, приблизив глаз к объекту в пропорции C D к E D, кажущийся диаметр будет увеличен в пропорции F G к A B; так что объект A B для глаза в D будет казаться таким же длинным, каким казался бы объект F G для глаза в E. Таким же образом мы могли бы показать, что кажущийся диаметр объекта, когда он виден невооруженным глазом, может быть бесконечным. Ибо, поскольку кажущийся диаметр обратно пропорционален расстоянию глаза, когда расстояние глаза равно нулю или когда глаз находится близко к объекту в C, кажущийся диаметр будет обратной величиной нуля, или бесконечным.

[24] Rutherforth’s System of Natural Philosophy, стр. 330.

Существует, однако, одно большое неудобство в таком увеличении объекта без помощи стекол, путем приближения глаза к нему. Неудобство заключается в том, что мы не можем видеть объект отчетливо, если глаз не находится на расстоянии около пяти или шести дюймов от него; поэтому, если мы приблизим его к нашему глазу ближе, чем на пять или шесть дюймов, как бы он ни был увеличен, он будет виден нечетко. По этой причине наибольшая кажущаяся величина объекта, к которой мы привыкли, — это кажущаяся величина, когда глаз находится на расстоянии около пяти или шести дюймов от него: и мы никогда не помещаем объект намного ближе этого расстояния; потому что, хотя он мог бы быть увеличен этими средствами, путаница помешала бы нам получить какую-либо выгоду от видения его таким большим. Размер объекта кажется необычным, когда он рассматривается через выпуклую линзу; не потому, что невозможно сделать так, чтобы он казался того же размера невооруженному глазу, а потому, что на расстоянии от глаза, которое было бы необходимо для этой цели, он казался бы чрезвычайно нечетким; по этой причине мы никогда не приближаем наш глаз так близко к нему, и, следовательно, поскольку мы не привыкли видеть объект такого размера, он кажется необычным.

Из-за крайней миниатюрности атомов света ясно, что один луч или даже небольшое количество лучей не могут произвести ощутимого впечатления на орган зрения, чьи волокна очень грубы по сравнению с этими атомами; поэтому необходимо, чтобы большое количество их исходило с поверхности объекта, чтобы сделать его видимым. Но поскольку лучи света, которые исходят из объекта, постоянно расходятся, были придуманы различные методы либо объединения их в данной точке, либо разделения их по желанию: способ сделать это является предметом диоптрики и катоптрики.

С помощью стекол мы объединяем в одной ощутимой точке большое количество лучей, исходящих из одной точки объекта; и поскольку каждый луч несет с собой изображение точки, из которой он исходил, все объединенные лучи должны сформировать изображение объекта, из которого они были испущены. Это изображение ярче пропорционально тому, сколько лучей объединено; и отчетливее пропорционально тому, насколько лучше сохраняется порядок, в котором они исходили, в их объединении. Это может быть сделано очевидным; ибо, если белая и полированная плоскость помещена там, где сформировано объединение, мы увидим изображение объекта, нарисованное во всех его цветах на этой плоскости; которое изображение будет ярче, если весь посторонний свет будет исключен из плоскости, на которой оно принимается.

Точка объединения лучей света, сформированная с помощью стеклянной линзы и т. д., называется ФОКУСОМ.

Теперь, поскольку каждый луч несет с собой изображение объекта, из которого он исходил, отсюда следует, что если эти лучи, после пересечения друг друга и формирования изображения в их пересечении, снова объединяются преломлением или отражением, они сформируют новое изображение, и так неоднократно, пока их порядок не будет нарушен или потревожен.

Отсюда также следует, что когда рассматривается прогресс светящегося луча, мы можем рассматривать изображение как объект, а объект как изображение; и рассматривать второе изображение так, как если бы оно было произведено первым как объектом, и так далее.

Чтобы получить ясное представление об удивительных эффектах, производимых стеклами, мы должны перейти к тому, чтобы сказать что-то о принципах преломления.

Любое тело, которое устроено так, чтобы уступать проход лучам света, называется СРЕДОЙ. Воздух, вода, стекло и т. д. являются средами света. Если какая-либо среда обеспечивает легкий проход лучам света, она называется РЕДКОЙ СРЕДОЙ; но если она не обеспечивает легкий проход этим лучам, она называется ПЛОТНОЙ СРЕДОЙ.

Пусть Z, Рис. 2. Таблица I, будет редкой средой, а Y — плотной; и пусть они разделены плоской поверхностью G H. Пусть I K будет перпендикуляром к ней, пересекающим ее в C.

С центром C и любым расстоянием пусть будет описан круг. Затем пусть A C будет лучом света, падающим на плотную среду. Этот луч, если бы ничто не мешало, пошел бы вперед к L; но поскольку среда Y предполагается более плотной, чем Z, он будет согнут вниз к перпендикуляру I K и опишет линию C B.

Луч A C называется ПАДАЮЩИМ ЛУЧОМ; а луч C B — ПРЕЛОМЛЕННЫМ ЛУЧОМ.

Угол A C I называется УГЛОМ ПАДЕНИЯ, а угол B C K называется УГЛОМ ПРЕЛОМЛЕНИЯ.

Если из точки A на прямую линию C I опустить перпендикуляр A D, эта линия называется синусом угла падения.

Таким же образом, если из точки B на прямую линию I K опустить перпендикуляр B E, эта линия будет синусом угла преломления.

Синусы углов являются мерами преломлений, и эта мера постоянна; то есть, каков бы ни был синус угла падения, он будет находиться в постоянной пропорции к синусу угла преломления, когда среды остаются прежними. Общее представление о преломлении может быть сформировано из следующих экспериментов.

Эксперимент 1. Пусть A B C D, Рис. 3. Таблица I, представляет сосуд, расположенный по отношению к свече E так, чтобы тень стороны A C падала в D. Предположим, что сосуд теперь наполнен водой, и тень отступит к d; луч света, вместо того чтобы продолжать путь к D, преломляется или сгибается к d. И нет сомнений, что глаз, помещенный в d, увидел бы свечу в e, в направлении преломленного луча d A. Это также подтверждается следующим приятным экспериментом.

2. Положите шиллинг или любую монету на дно таза; затем отходите от таза, пока не потеряете шиллинг из виду; наполните таз почти водой, и шиллинг будет виден очень отчетливо, хотя вы находитесь на том же расстоянии от него.

3. Поместите палку над тазом, который наполнен водой; затем отразите солнечные лучи так, чтобы они падали перпендикулярно на поверхность воды; тень палки упадет на то же место, независимо от того, пуст сосуд или полон.

То, что было сказано о воде, может быть применено к любой прозрачной среде, только сила преломления больше в одних, чем в других. Именно из этого удивительного свойства мы получаем все любопытные эффекты стекла, которые делают его предметом оптики. Этому мы обязаны силами микроскопа и телескопа.

Чтобы произвести эти эффекты, куски стекла формируются в заданные фигуры, которые, будучи так сформированы, называются линзами. Следующие шесть фигур — это те, которые наиболее часто используются для оптических целей.

1. ПЛОСКОЕ СТЕКЛО, такое, которое плоское с каждой стороны и одинаковой толщины повсюду. F, Рис. 13. Таблица I.

2. ДВОЯКОВЫПУКЛОЕ СТЕКЛО, такое, которое более возвышается к середине, чем к краю. B, Рис. 13. Таблица I.

3. ДВОЯКОВОГНУТОЕ СТЕКЛО полое с обеих сторон, или тоньше в середине, чем по краям. D, Рис. 13. Таблица I.

4. ПЛОСКОВЫПУКЛОЕ СТЕКЛО, плоское с одной стороны и выпуклое с другой. A, Рис. 13. Таблица I.

5. ПЛОСКО-ВОГНУТАЯ линза, плоская с одной стороны и вогнутая с другой. C, рис. 13. Таблица I.

6. МЕНИСК, выпуклый с одной стороны, вогнутый с другой. E, рис. 13. Таблица I.

Уже было отмечено, что свет неизменно исходит от светящегося тела по прямым линиям, без малейшего отклонения; но если ему случается переходить из одной среды в другую, он всегда оставляет прежнее направление и принимает новое. Приняв это новое направление, он продолжает движение по прямой линии, пока не встретит иную среду, которая снова отклонит его от курса.

Луч света, проходящий наклонно через плоское стекло, выйдет в том же направлении, в котором вошел, хотя и не точно по той же линии. Луч C D, рис. 4. Таблица I, падая наклонно на поверхность плоского стекла A B, преломится в сторону стекла в направлении D E; но когда он дойдет до E, он преломится в противоположную сторону на ту же величину. Если бы луч света падал перпендикулярно на поверхность плоского стекла, он прошел бы сквозь него по прямой линии и вовсе не преломился бы.

Если параллельные лучи света, такие как a b c d e f g, рис. 6. Таблица I, падают прямо на выпуклую линзу A B, они будут преломлены так, что соединятся в точке C позади нее. Ибо луч d D, который падает перпендикулярно на середину стекла, пройдет сквозь него, не претерпевая никакого преломления: но те, что проходят через края линзы, падая наклонно на ее поверхность, будут преломлены так, что встретятся с центральным лучом в точке C. Чем дальше луч a от оси линзы, тем наклоннее он будет падать на нее. Лучи a b c d e f g будут преломлены так, что встретятся или соберутся в точке C, называемой главным фокусом, расстояние до которого в двояковыпуклой линзе равно радиусу или полудиаметру сферы выпуклости линзы. Все лучи пересекают средний луч в точке C, а затем расходятся от него в противоположную сторону, точно так же, как они сходились до этого.

Если поместить другую линзу такой же выпуклости, как A B, рис. 6. Таблица I, на пути лучей и на том же расстоянии от фокуса, она преломит их так, что после выхода из нее они снова станут параллельными и продолжат путь так же, как они пришли к первому стеклу A B, но по противоположные стороны от среднего луча.

Лучи расходятся из любой светящейся точки, как из главного фокуса: поэтому, если поместить свечу в точке C, в фокусе выпуклой линзы A B, рис. 6. Таблица I, лучи, расходящиеся от нее, будут преломлены линзой так, что после выхода из нее станут параллельными. Если поместить свечу ближе к линзе, чем ее фокусное расстояние, лучи будут расходиться в большей или меньшей степени, в зависимости от того, насколько свеча удалена от фокуса.

Если какой-либо объект A B, рис. 7. Таблица I, поместить за фокусом выпуклой линзы E F, часть лучей, исходящих из каждой точки объекта на стороне, обращенной к стеклу, упадет на него, и, пройдя сквозь него, они сойдутся в стольких же точках на противоположной стороне стекла; ибо лучи a b, исходящие из точки A, сойдутся в a b и встретятся в C. Лучи c d, исходящие из точки G, сойдутся в c d и встретятся в g; а лучи, исходящие из B, снова встретятся в точке D; и так далее для лучей, исходящих из любых промежуточных точек: ибо образуется столько же фокусных точек, сколько светящихся точек в объекте, и, следовательно, они отобразят на листе бумаги или любом другом светлом теле, помещенном в D g C, перевернутое изображение объекта. Если приблизить объект к линзе, изображение сформируется дальше. Если поместить его в главном фокусе, лучи выйдут параллельными и, следовательно, не сформируют изображения позади стекла.

Чтобы сделать это еще понятнее, давайте отбросим упоминания A и B, а также ссылки на рисунки. Когда объекты рассматриваются через плоское стекло, лучи света, проходя сквозь него от объекта к глазу, движутся в прямом направлении и параллельно друг другу, и, следовательно, объект кажется находящимся на том же расстоянии, что и для невооруженного глаза, не увеличиваясь и не уменьшаясь. Но если стекло имеет выпуклую форму, лучи света при прохождении через стекло меняют свое направление и отклоняются от окружности к центру выпуклости под углом, пропорциональным выпуклости, и встречаются в точке на меньшем или большем расстоянии от стекла, в зависимости от того, насколько оно выпукло. Точка, где лучи таким образом встречаются, называется фокусом; поэтому, когда выпуклость мала, фокус находится на большом расстоянии, но когда она значительна, фокус находится близко; увеличивающая сила пропорциональна изменению, произведенному в лучах, или степени выпуклости, благодаря чему мы можем видеть объект ближе, чем могли бы иначе; и чем ближе он поднесен к глазу, тем больше угол, под которым он виден, и, следовательно, тем сильнее он будет увеличен.

Человеческий глаз устроен так, что он может видеть отчетливо только тогда, когда падающие на него лучи параллельны или почти параллельны; потому что сетчатка, на которой рисуется изображение, расположена в фокусе хрусталика, который выполняет функцию линзы, собирая лучи и формируя изображение на дне глаза.

Поскольку объект становится для нас различимым посредством его изображения, которое формируется на сетчатке, он, следовательно, будет виден в том направлении, в котором лучи входят в глаз для формирования изображения, и всегда будет находиться на линии, по которой ось пучка лучей, исходящих из него, входит в глаз. Отсюда у нас вырабатывается привычка считать, что объект расположен на этой линии. Примечание: поскольку разум не осведомлен о преломлении, которому подвергаются лучи до того, как они входят в глаз, он судит, что они находятся на линии, продолженной назад, на которой расположена ось пучка лучей, исходящих из объекта, а не на той, на которой она была до преломления.

Если, следовательно, лучи, исходящие из объекта, преломляются и отражаются несколько раз, прежде чем войти в глаз, и эти преломления или отражения значительно меняют первоначальное направление лучей, исходящих из объекта, ясно, что он не будет виден на той линии, которая шла бы прямо от него к глазу; но он будет виден в направлении тех лучей, которые входят в глаз и формируют на нем его изображение.

Мы воспринимаем присутствие и форму объектов благодаря впечатлению, которое каждое соответствующее изображение производит на сетчатке; разум, вследствие этих впечатлений, делает выводы о размере, положении и движении объекта. Однако следует заметить, что эти выводы часто исправляются или меняются разумом вследствие воздействия более привычных впечатлений. Например, существует определенное расстояние, на котором в повседневной жизни мы привыкли видеть объекты: теперь, хотя размер изображения этих объектов значительно меняется, когда они удаляются от нас или приближаются к нам, мы не замечаем, что их размер сильно изменился; но за пределами этого расстояния мы обнаруживаем, что объекты кажутся уменьшенными или увеличенными пропорционально тому, насколько они удалены от нас.

Например, если я помещу свой глаз последовательно на расстоянии двух, четырех и шести футов от одного и того же человека, размеры изображения на сетчатке будут почти в пропорции 1, 1/2, 1/3, и, следовательно, они должны казаться уменьшенными в той же пропорции; но мы не замечаем этого уменьшения, потому что разум исправил впечатление, полученное на сетчатке. Чтобы доказать это, нам достаточно учесть, что если мы видим человека на расстоянии 120 футов, он не покажется нам таким поразительно маленьким, как если бы того же человека рассматривали с вершины башни или другого здания высотой 120 футов — ситуации, к которой мы не привыкли.

Отсюда также ясно, что когда мы помещаем стекло между объектом и глазом, которое благодаря своей форме меняет направление лучей света от объекта, этот объект не следует оценивать так, как если бы он был помещен на обычном расстоянии зрения, в каковом случае мы судим о его размере скорее по привычке, чем по размерам изображений, сформированных на сетчатке; но его следует оценивать по размеру изображения в глазу или по углу, образованному у глаза двумя лучами, которые исходят от края объекта.

Если изображение объекта, сформированное после преломления, больше или меньше угла, образованного у глаза лучами, исходящими от краев самого объекта, объект также будет казаться пропорционально увеличенным или уменьшенным; так что если глаз приближается к последнему изображению или удаляется от него, объект будет казаться увеличивающимся или уменьшающимся, даже если глаз в действительности удаляется от него в одном случае или приближается к нему в другом; потому что изображение занимает место объекта и рассматривается вместо него.

Кажущееся расстояние объекта от глаза не измеряется реальным расстоянием до последнего изображения; ибо, поскольку кажущееся расстояние оценивается главным образом по представлениям, которые мы имеем об их размере, отсюда следует, что когда мы видим объекты, чьи изображения увеличены или уменьшены преломлением, мы естественно судим, что они ближе или дальше от глаза, пропорционально их размеру при сравнении с тем, с которым мы знакомы. На кажущееся расстояние объекта значительно влияют его яркость, четкость и величина. Поскольку эти обстоятельства в некоторой степени изменяются преломлением лучей при их прохождении через различные среды, они также в некоторой мере повлияют на оценку кажущегося расстояния.

В теории зрения необходимо проявлять осторожность, чтобы не смешивать органы зрения с существом, которое воспринимает, или с самой способностью восприятия. Глаз — это не то, что видит, это лишь орган, с помощью которого мы видим. Человек не может видеть спутники Юпитера иначе, как с помощью телескопа. Делает ли он из этого вывод, что именно телескоп видит эти звезды? Отнюдь нет; такой вывод был бы абсурдным. Не менее абсурдно заключать, что именно глаз видит. Телескоп — это искусственный орган зрения, но он не видит. Глаз — это естественный орган зрения, с помощью которого мы видим; но естественный орган видит не больше, чем искусственный.

Глаз — это машина, самым удивительным образом приспособленная для преломления лучей света и формирования четкого изображения объектов на сетчатке; но он не видит ни объекта, ни изображения. Он может сформировать изображение после того, как его извлекут из головы, но зрения не последует. Даже когда он находится на своем месте и совершенно здоров, хорошо известно, что препятствие в зрительном нерве лишает зрения, хотя глаз выполнил все, что ему положено. [25]

[25] Рид «Об интеллектуальных силах человека», стр. 78.

О ПРОСТОМ МИКРОСКОПЕ.

Простой микроскоп делает мелкие объекты видимыми с помощью маленького стеклянного шарика или выпуклой линзы с коротким фокусом. Пусть E Y, рис. 11. Таблица I, представляет глаз; а O B — маленький объект, расположенный очень близко к нему; следовательно, угол его кажущейся величины очень велик. Пусть выпуклая линза R S будет помещена между глазом и объектом так, чтобы расстояние между ней и объектом было равно фокусному расстоянию; и лучи, которые расходятся от объекта и проходят через линзу, будут впоследствии двигаться и, следовательно, входить в глаз параллельно: после чего они сойдутся и сформируют перевернутое изображение на сетчатке, и объект будет ясно виден; хотя, если его удалить на расстояние шести дюймов, его малость сделала бы его невидимым.

Когда линза удерживается не близко к глазу, объект несколько больше увеличен; потому что пучки, которые проходят на расстоянии от центра линзы, преломляются внутрь к оси и, следовательно, кажутся исходящими из точек, более удаленных от центра объекта, как можно видеть на рис. 12. Таблица I, где пучки, исходящие из O и B, преломляются внутрь и кажутся исходящими из точек i и m.

Рис. 8. Таблица I, возможно, даст читателю еще более ясное представление о том, почему выпуклая линза увеличивает угол зрения. Без линзы, такой как F G, глаз в точке A видел бы дротик B C под углом b A c; но лучи B F и C G от краев дротика при прохождении через линзу преломляются к глазу в направлениях f A и g A, что заставляет видеть дротик под гораздо большим углом D A E (таким же, как угол f A g). И поэтому дротик B C будет казаться настолько увеличенным, что его длина будет простираться от D до E.

Объект, когда его таким образом ясно видят с помощью маленькой линзы, кажется увеличенным почти в той пропорции, которую фокусное расстояние стекла имеет к расстоянию до объектов при рассматривании невооруженным глазом.

Чтобы объяснить это далее, поместите глаз близко к стеклу, чтобы можно было увидеть как можно большую часть объекта за один раз; затем перемещайте объект туда и обратно, пока он не станет совершенно четким и хорошо очерченным; теперь уберите линзу и замените ее тонкой пластинкой с очень маленьким отверстием, и объект будет выглядеть таким же четким и увеличенным, как и с линзой, хотя и не таким ярким; и он кажется настолько более увеличенным в этом случае, чем при рассматривании невооруженным глазом, насколько расстояние объекта от отверстия или линзы меньше расстояния, на котором его можно ясно видеть невооруженным глазом.

Отсюда мы видим, что весь эффект линзы заключается в том, чтобы сделать объект четким, что она делает, помогая глазу увеличить преломление лучей в каждом пучке; и что кажущаяся величина полностью обусловлена тем, что объект виден гораздо ближе к глазу, чем его можно было бы рассмотреть без нее.

Простые микроскопы увеличивают диаметр объекта [26], как мы уже показали, в пропорции фокусного расстояния (к пределу четкого зрения невооруженным глазом) к восьми дюймам. Например, если полудиаметр линзы, одинаково выпуклой с обеих сторон, равен половине дюйма, что также равно ее фокусному расстоянию, мы получим: как 1/2 к 8, так и 1 к 16; то есть диаметр объекта в пропорции шестнадцати к одному. 2. Поскольку расстояние в восемь дюймов всегда остается тем же, отсюда следует, что чем меньше фокусное расстояние, тем больше будет разница между ним и восемью дюймами; и, следовательно, диаметр объекта будет тем более увеличен, чем в большей степени линзы являются сегментами меньших сфер. 3. Если объект помещен в фокусе стеклянного шарика или сферы, а глаз находится позади него в фокусе, объект будет виден четко в прямом положении и увеличенным по своему диаметру в пропорции 3/4 диаметра шарика к восьми дюймам; так, предположим, диаметр сферы равен 1/10 дюйма, тогда 3/4 этого будет равно 3/40; следовательно, реальный диаметр объекта к кажущемуся относится как 3/40 к 8, или как 3 к 320, или почти как 1 к 106.

[26] Циклопедия, статья «Микроскоп».

О ДВОЙНОМ ИЛИ СОСТАВНОМ МИКРОСКОПЕ.

В составном микроскопе вместо объекта рассматривается изображение, которое увеличивается одной линзой, как объект в простом микроскопе. Он состоит из объектива N L, рис. 5. Таблица I, и окуляра F G. Объект B O помещается немного дальше от линзы, чем ее главное фокусное расстояние, так что пучки лучей, исходящие из разных точек объекта через линзу, могут сходиться в своих соответствующих фокусах и формировать перевернутое изображение объекта в Q P; это изображение рассматривается глазом через окуляр F G, который расположен так, что изображение может находиться в его фокусе с одной стороны, а глаз — на таком же расстоянии с другой. Лучи каждого пучка будут параллельными после выхода из стекла, пока не достигнут глаза в точке E, где они начнут сходиться благодаря преломляющей силе сред; и после того, как они пересекут друг друга в зрачке и пройдут через хрусталик и стекловидное тело, они соберутся в точках на сетчатке и сформируют на ней большое перевернутое изображение.

Из того, что уже было объяснено, будет легко понять причину увеличивающей силы составного микроскопа. Объект увеличивается по двум причинам; во-первых, потому что, если бы мы рассматривали изображение невооруженным глазом, оно казалось бы настолько больше объекта, насколько изображение действительно больше его, или насколько расстояние f R больше расстояния f b; и во-вторых, потому что эта картина снова увеличивается окуляром по принципу, объясненному в предыдущей статье о зрении с помощью простых микроскопов.

Но следует отметить, что изображение, сформированное в фокусе линзы, как это имеет место в составном микроскопе, отличается от реального объекта в очень существенной детали; а именно: свет, испускаемый объектом во всех направлениях, делает его видимым для глаза, помещенного в любое положение; но точки изображения, сформированного линзой, испускающие не более чем небольшое коническое тело лучей, которое прибывает от стекла, могут быть видимыми только тогда, когда глаз находится в пределах его границ. Таким образом, пучок, который исходит из o в объекте и сходится линзой в D, впоследствии движется, расходясь к H, и, следовательно, никогда не достигает линзы F G и не входит в глаз в E. Но пучки, которые исходят из точек o и b, будут приняты линзой F G и ею перенесены параллельно к глазу; следовательно, соответствующие точки изображения Q P будут видимы; а те, что расположены дальше к H и I, видны не будут. Это количество изображения Q P, или видимая область, называется полем зрения.

Отсюда следует, что если изображение большое, то лишь очень малая его часть будет видимой; потому что пучки лучей по большей части упадут мимо окуляра F G. И также ясно, что средство, которое заставило бы пучки, исходящие из краев B и O объекта, достичь глаза, сделало бы видимой большую его часть: или, другими словами, увеличило бы поле зрения. Это достигается путем вставки широкой линзы D E, рис. 5, с соответствующей кривизной, на небольшом расстоянии от фокусного изображения. Ибо благодаря этому пучок D N, который в противном случае двигался бы к H, преломляется к глазу, как показано на рисунке, и разум отсюда заключает о существовании светящейся точки в Q, из которой лучи в последний раз исходили. Подобным образом и по той же причине другой край изображения виден в P, и промежуточные точки также становятся видимыми. Исходя из этих соображений, составные микроскопы обычно делают состоящими из объектива N L, с помощью которого изображение формируется, увеличивается и переворачивается; усиливающей линзы D E, с помощью которой поле зрения увеличивается, и окуляра или линзы, с помощью которой глазу позволяется подойти очень близко и, следовательно, рассматривать изображение под очень большим углом кажущейся величины. Сейчас принято комбинировать две или более линз вместе в окуляре, по способу Эустакио Дивиниса и г-на Жобло; благодаря чему аберрация света от формы в некоторой мере исправляется, а кажущееся поле увеличивается.

О СОЛНЕЧНОМ МИКРОСКОПЕ.

В этом инструменте изображение объекта преломляется на экран в затемненной комнате. Его можно рассматривать под двумя отдельными заголовками: 1-е, зеркало и линза, которые предназначены для отражения и передачи света солнца на объект; и 2-е, та часть, которая составляет микроскоп или которая создает увеличенное изображение объекта, рис. 10. Таблица I. Пусть N O представляет сторону затемненной камеры, G H — маленькую выпуклую линзу, закрепленную напротив отверстия в стороне N O, A B — плоское зеркало или зеркальное стекло, помещенное вне комнаты для отражения солнечных лучей на линзу C D, с помощью которой они сходятся и концентрируются на объекте, закрепленном в E F.

2. Объект будучи таким образом освещен, луч, который исходит из E, будет сведен линзой G H в фокус K на экране L M; а луч, который исходит из F, будет сведен в I, и промежуточные точки будут начертаны между I и K; таким образом формируя картину, которая будет настолько больше объекта, насколько расстояние до экрана превышает расстояние изображения от объекта; маленький объект, такой как клещ и т. д., может быть таким образом увеличен до восьми или десяти футов в диаметре.

Из сказанного ясно видно, что преимущества, которые мы получаем от микроскопов, проистекают, во-первых, из их увеличивающей силы, благодаря которой глаз может более отчетливо рассматривать части мелких объектов: во-вторых, что с их помощью в зрачок глаза направляется больше света, чем без них. Преимущества, обеспечиваемые увеличивающей силой, были бы чрезвычайно ограничены, если бы они не сопровождались последним: ибо если то же количество света рассеивается по гораздо большей поверхности, его сила пропорционально уменьшается; и поэтому объект, хотя и увеличенный, будет темным и неясным. Так, предположим, диаметр объекта увеличен в десять раз, а следовательно, поверхность — в сто раз, однако, если фокусное расстояние стекла было восемь дюймов, при условии, что это возможно, а его диаметр был лишь размером со зрачок глаза, объект казался бы в сто раз более тусклым при рассматривании через стекло, чем когда его видели невооруженным глазом; и это даже при допущении, что стекло пропускало весь свет, который падал на него, чего никакое стекло сделать не может. Но если бы стекло имело фокусное расстояние всего четыре дюйма, а его диаметр оставался прежним, неудобство было бы значительно уменьшено, потому что стекло можно было бы поместить вдвое ближе к объекту, чем раньше, и оно, следовательно, получило бы в четыре раза больше лучей, чем в предыдущем случае, и мы, следовательно, видели бы его гораздо ярче, чем раньше. Продолжая таким образом уменьшать фокусное расстояние стекла и сохраняя его диаметр как можно большим, мы будем воспринимать объект пропорционально увеличенным, и при этом он останется ярким и четким. Хотя это так в теории, в оптических инструментах существует предел, к которому вскоре приходят, но который нельзя перейти. Это проистекает из следующих обстоятельств. [27]

[27] Британская энциклопедия, последнее издание, том xiii, стр. 357.

1. Количество света, теряемое при прохождении через стекло.

2. Уменьшение диаметра самого стекла или линзы, из-за чего оно получает лишь небольшое количество лучей.