Vertaald door Piet Das.
Nektarios Tsagliotis legt uit hoe je een goed werkende microscoop bouwt met behulp van eenvoudige materialen - waardoor uw leerlingen in staat zijn om een verborgen wereld te ontdekken net als Robert Hooke deed in 1665.
Robert Hooke (2009),
geschilderd voor The Open
University, UK. Onder de
items die voor hem liggen
zijn zijn boek, Micrographia
en een microscoop.
Figuur met dank aan Rita
Greer; Beeld Bron: Wikimedia
Commons
Net als de telescoop, werd de microscoop beroemd gemaakt door wat de eerste gebruikers ermee bereikten. Wanneer we nadenken over de telescoop in de geschiedenis denken we aan Galileo Galilei (1564-1642) en zijn baanbrekende observaties van de maan en de planeten. Ook de Engels wetenschapper Robert Hooke (1635-1703) was een van de eersten die zich realiseerde welke mogelijkheden de microscoop heeft. In zijn boek Micrographia, gepubliceerd in 1665, verbaasde Hooke het publiek met een fantastische wereld waar alledaagse voorwerpen zoals naalden en haren, mieren en spinnen werden veranderd door vergroting.
Hooke’s Micrographia
Figuur met dank aan the
Project Gutenberg
Vanaf zeer jonge leeftijd dreef de nieuwsgierige geest van Robert Hooke hem ertoe om vele wetenschappelijke domeinen te bestuderen (daarom werd hij wel de ' Leonardo van Engeland ' genoemd). In 1662 werd hij ingehuurd door de net opgerichte Engelse natuurwetenschappelijke academie, de Royal Society, voor het uitvoeren van onderzoek met de microscoop. Drie jaar later publiceerde hij deze en vele van zijn andere onderzoeken in Micrographia.
Dit enorme boek is gevuld met beschrijvingen van wat Hooke zag onder de microscoop. Hij beweerde dat zijn doel was om 'een oprechte hand, en een trouw oog bij het onderzoek te gebruiken en de dingen op te nemen zoals ze er uit zien'. Samen met beschrijvingen, maakte Hooke verbluffend gedetailleerde tekeningen van de objecten die hij bekeek. Zijn levendige tekeningen van insecten deed ze lijken, 'alsof het leeuwen of olifanten waren zoals je die met het blote oog ziet’ zoals hij opmerkte. Het boek was een groot succes en wordt nog steeds beschouwd als een meesterwerk van de wetenschappelijke literatuur.
Micrographia was de inspiratie voor mijn klasseproject dat twee doelen had: Ten eerste, een werkende microscoop bouwen geïnspireerd op de vroege modellen, met goedkope, eenvoudig te verkrijgen moderne materialen, die leerlingen kunnen gebruiken in de klas; en ten tweede voor de leerlingen om zelf de wereld van de microscopie te onderzoeken, waarbij ze Robert Hooke’s studies als uitgangspunt nemen en waarbij ze hun eigen waarnemingen produceren in de vorm van schetsen en beschrijvingen.
De microscoop die ik met mijn leerlingen bouwde is een aangepaste versie van eentje die beschreven is door onderzoekers van het Museo Galileo in Florence, Italiëw1. Het is gelijk aan de bouw die gebruikt werd door Hooke en andere wetenschappers in de late 16e en vroege 17e eeuw en het heeft dezelfde essentiële elementen: twee lenzen (objectief en oculair), een microscoopbuis en een diafragma om optische vervorming te verminderen. De moderne materialen die we gebruikten zijn onder andere kunststoflenzen, die elk uit een wegwerpcamera werden gehaald
vergroten
Figuur met dank aan Nektarios
Tsagliotis
Eenmaal gebouwd, heeft de microscoop een vergroting van ongeveer 20 keer - ruim voldoende om de wonderen van de microscopische wereld te openbaren zoals Hooke ze zag.
Deze microscoop is duurzaam en draagbaar en kan, zodra de materialen bij elkaar zijn gezocht snel worden gesneden en op de juiste plaats geplakt (zie online videow2). Het kan meerdere malen worden gebruikt voor onderzoeken met de microscoop en/of waarnemingen, terwijl een minimum aan onderhoud nodig is, zoals het schoonmaken van de lens en batterij- voeding voor de kijker. Bovendien kan het eenvoudig worden opgeslagen in de klas en in het laboratorium omdat het maar weinig ruimte inneemt.
Dit zijn plastic buizen die voor huishoudelijke elektrische installaties gebruikt worden, verkrijgbaar bij bouwmarkten en of winkels voor elektrische benodigdheden.
1 stevige bodemplaat gemaakt van dik karton, hout of iets dergelijks, ongeveer 10 x 10 cm
met een tie rib en een
elastiekje
Figuur met dank aan Nektarios
Tsagliotis
Als je een digitale camera hebt, kun je zelfs foto’s maken van je vergrote specimen. Houd de camera tegen het oculair, houd hem goed stil en je zult versteld staan van de helderheid van de beelden die je kunt maken.
A: Het nieuwe oculair, B: de
veldlens, die het oculair was
van de oorspron-kelijke
microscoop C: de
objektieflens
Om nog scherpere beelden te krijgen met minder vervorming, kun je een versie bouwen met een extra lens (een veldlens) tussen het oculair en het objectief. Hiervoor moet je voor het oculair een buisverbindingsstuk gebruikt hebben in plaats van een fotorolletjesdoosje, aangezien de diameter van het fotorolletjesdoosje te groot is om de lens vast te houden. Dan is alles wat je hoeft te doen is het toevoegen van een andere lens-ring aan de bovenkant van het buisverbindingsstuk: dit is het nieuwe oculair. Het oculair van het oorspronkelijke model (hierboven beschreven) wordt de veldlens van het drie-lens model.
Het idee is ontwikkeld om met 10 tot 14 -jarige leerlingen de microscoop te gebruiken op een manier zoals Robert Hooke deed. Hierbij wordt een authentieke wetenschappelijke ontdekkingsmethode opnieuw toegepast. De leerlingen bekijken een object met behulp van de microscoop en maken daar vervolgens een gedetailleerde schets van en een beschrijving bij. Daarna bespreekt de klas de resultaten.
Hooke’s Micrographia
Figuur met dank aan het
Project Gutenberg
Rita Greer (2007). Nadat
Robert Hooke klaar was met
zijn opleiding en zijn
doctoraat had gehaald aan de
Christ Church, Oxford,
Verenigd Koninkrijk, hielp hij
Robert Boyle. Hooke is te
zien in de winkel van dr
Cross, apotheker in Oxford,
bij het opzetten van een
experiment met behulp van
de luchtpomp die hij had
ontworpen en gemaakt.
Hooke maakt de glazen bol,
vast terwijl Boyle toezicht
houdt. De kunstenaar
gebruikt een eigen
werktekening van Hooke van
de luchtpomp voor de
nauwkeurigheid
Figuur met dank aan Rita
Greer; Beeld Bron: Wikimedia
Commons
Tsagliotis
Mijn studenten waren enthousiast over de activiteit en deden erg hun best op een natuurwetenschappelijke manier te werken, net als Hooke deed. Zelfs degenen die klaagden dat ze niet konden tekenen deden erg hun bestw7 en probeerden om het voorwerp mondeling te beschrijven. Het hele project moedigde mijn studenten aan om zelf 'te doen aan wetenschap' en ontdeden het van zijn aureool tijdens het hele proces: ze gebruikten een instrument dat ze zelf gebouwd hadden met behulp van eenvoudige materialen.
Dit project maakt deel uit van het onderzoek uitgevoerd door de Griekse groep voor ' Geschiedenis en Filosofie van Wetenschap in het wetenschappelijk onderwijs ' (HIPST ) projectw8, gefinancierd door het 7e Kaderprogramma, Wetenschap in de maatschappij -2007- 2.2.1.2 - onderwijsmethoden.
De auteur wil de coördinator van de Griekse onderzoeksgroep van het HIPST project, Fanny Seroglou (universitair hoofddocent aan de Aristoteles Universiteit van Thessaloniki) bedanken voor haar steun aan het project.
Deze website biedt ook een verzameling historische teksten over de 17e eeuwse microscopie.
Voor een fotoverslag van hoe onze microscoop maar ook een meer geavanceerde met drie lenzen (objectief-, veldlens en oculair), klik dan op ' bouw van de microscoop'.
Tsagliotis N (2010) Microscope studies in primary science: following the footsteps of R Hooke in Micrographia. In Kalogiannakis, M Stavrou D, Michaelidis P (eds) Proceedings of the 7th International Conference on Hands-on Science. 25-31 July 2010, Rethymno-Crete, pp. 212–221. www.clab.edc.uoc.gr/HSci2010
Vannoni M, Buah-Bassuah PK, Molesini G (2007) Making a microscope with readily available materials. Physics Education 42(4): 385-390. doi: 10.1088/0031-9120/42/4/008