Danmarks Tekn i ske Museum

O

P

T

I

K

&

L

Y

S

Det kunstigeøje

- om mikroskopet og dets verden

Til læreren

At briller både er fysik og kulturhistorie, er for mange børn envelbevaret hemmelighed. Dette til trods for at alle kenderdem, og mange endda selv oplever deres evne og gavn. Medudgangspunkt i det velkendte fortæller dette materiale omfascinationen og betydningen af optiske instrumenter. Fraforstørrelsesglasset, der af nogle er dateret flere tusinde årfør Kristus, bevæger vi os over brillerne frem mod konstruk-tionen af mikroskopet, der starter en helt ny opdagelses-rejse. Poetisk fortalt i skikkelse af Gullivers rejser til ukendteverdner. For os er mikroskopet ikke bare en overset opfin-delse, men også et godt eksempel på, hvordan naturen kanundre og udfordre både vores viden og fantasi.

Udgangspunktet for dette materiale er, at teknikken er tætforbundet med menneskets liv og tanker gennem tiden.Dette afspejler sig i indholdet, hvor historien og fortællin-gerne er tæt forbundet med fysiske og tekniske forklaringerpå fænomener som lys og linser. Dette gør materialet veleg-net til tværfaglig undervisning i natur/teknik, dansk og histo-rie i primært 4., 5. og 6. klasse.

Til mere omfattende arbejde med emnet kan det anbefalesat læse "Gullivers rejser" såvel som "Vanddråben" af H. C.Andersen.

Venlig hilsen

Skoletjenesten Danmarks Tekniske Museum

© Skoletjenesten Danmarks Tekniske Museum 2003 Tekst:Annemette Bach Redaktion: Jan RindomLayout: Lotte Holten / Skoletjenesten Tryk: Kailow Graphic Info: www.skoletjenesten.dk og www.tekniskmuseum.dk

Det mag iske glas

3

Har du briller? Hvis ikke er der nok eni din klasse eller familie, der har. Et for-størrelsesglas er bare et tykt brille-glas, der får ting til at se større ud. Deter godt at have et forstørrelsesglas,hvis man samler på frimærker. Så kanman bedre se alle de små billeder ogtakker på frimærkerne. Men faktiskkan man se endnu mindre ting, hvisman sætter to forstørrelsesglas sam-men. Så har man et mikroskop.

I et mikroskop kan du se ting, derer så små, at de normalt er usynlige.Kun i mikroskopet kan du se de tu-sindvis af dyr, der lever i en dråbevand. Brilleglas kan også bruges til atse ting langt væk. Det er nemlig ogsåbrilleglas, der er i en kikkert. Noglebruger en kikkert til at se på dyr ogfugle. Men den bruges også til at kig-ge på stjerner med. Sådan en stjer-nekikkert hedder et teleskop. Med etteleskop kan man se bakker og dalehelt oppe på månen. Teleskop bety-der "at se fjernt", mens mikroskopbetyder "at se nært".

Det kan være ret svært at forstå altdet, linser kan. I gamle dage troedemange, at det var magi eller snyd.Måske fordi de var bange. Bange forat se dyrene i vandet og bakkerne påmånen, da det ville ændre deres tro.De fleste troede dengang, at jordenvar verdens centrum, men det, manså i teleskopet, tydede på, at solenvar verdens centrum. Betød det, atjorden og menneskene ikke var detvigtigste i verden? I så fald ville manhelst ikke vide det, ligesom man helstikke ville vide, at der kunne være dyri det vand, man drak.

Heldigvis var der nogle, der syntes,at det var spændende at opdage enny verden i rummet og i vandet. Defandt ud af mange vigtige ting om vo-res verden. Hvad og hvordan kan dulæse om i dette hæfte, hvor historienom mikroskopet vil blive fortalt. Menførst skal du høre lidt om, hvordan dethele startede for mange tusinde år si-den.

Mikroskop, Danmarks Tekniske Museum.

Det magiske glas

4

"Bogstaver, hvor små og mærkeligede end må være, ses større og bed-re gennem et glas fyldt med vand."

Seneca, 1. århundrede f.Kr.

Hvis du fylder et syltetøjsglas medvand og ruller det hen over en tekst,bliver bogstaverne meget større. Deter fordi, du har lavet et forstørrelses-glas magen til det, Seneca skrev omfor mere end 2000 år siden. Allerededengang vidste man, at et stykke bu-et glas kunne få ting til at se større ud.Sådan nogle glas havde man lavetlang tid før Senecas tid. Måske fleretusinde år før. Men de var svære at la-ve, og kun få havde brug for dem, dader næsten ikke var nogle, der kunnelæse. Til gengæld fandt man ud af, atman kunne tænde ild med de mysti-ske glas, og det var vigtigere end atlæse.

Et forstørrelsesglas kan samle so-lens stråler i et punkt, der bliver såvarmt, at man kan tænde ild i bladeog kviste. Punktet hedder brænd-punktet, og forstørrelsesglas kaldesderfor også brændglas. Dengang vid-ste folk ikke, hvordan brændglassetvirkede, og syntes, at det var magi, nårpræsterne tændte templets bål med"ild fra himmelen". De troede, at detvar guderne, der sendte ilden, lige-som de sendte regn og torden.

Nogle fandt dog ud af, at man ogsåkunne tænde ild i fjendtlige skibe medsolens lys.

I en tid uden kanoner var det ensmart måde at forsvare sig på, menogså ret besværlig. Det krævede bådegode spejle, en hel del dygtighed ogselvfølgelig solskinsvejr.

Når solens stråler ramte soldaternesspejlskjolde, blev lyset kastet tilbagepå skibet, hvis man holdt skjoldet rig-tigt. Du kan selv prøve at "fange" so-lens stråler med et spejl eller måske etarmbåndsur. Men pas på, at der ikkegår ild i noget.

Hvis de hvide linier var solstråler, villeet forstørrelsesglas (A) bøje dem, såde blev samlet i et brændpunkt (F).

For bare 200 år sidenbrugte kvinder stadigen glaskugle med vand,når de skulle sy små,fine mønstre.

Forstørrelsesglas

Fo

r s t ø r r e l s e s g l a s

L y s e t b ø j e r

5

Hvad er lys?

For 1000 år siden fandt man ud af,hvad lys er. Ja, det lyder mærkeligt,men det er vigtigt at vide for at findeud af, hvordan forstørrelsesglas vir-ker.

Hvad er lys så? Lys er usynligestråler. Om dagen er det solens strå-ler, der lyser op, og om aftenen er detsikkert en lampe på dit værelse. Lys-strålerne fra solen og lampen er lige.Det kan du se med en lommelygte.Den lyser lige derhen, hvor du peger.

Lyset bøjer

Araberen Alhazen fandt ud af, at lys-stråler ikke altid er lige. Han opdagede,at lyset bøjede, når det ramte en glas-kugle. Det kaldes lysets brydning. Dukan selv se, hvordan lyset bøjer, meden lommelygte, en skotøjsæske og etsyltetøjsglas med vand i. Jo mørkererummet er, des bedre kan du se det.

Hvis du klipper en lille revne i den eneende af æsken, kan du lave en ligelysstråle. Når du lyser gennem revnenmed din lommelygte, kan du se enlysplet, hvor strålen rammer. Hvis dutegner en linie fra revnen til pletten, erden helt lige, for det er lysstråler jo. Men prøv at sætte det fyldte sylte-tøjsglas ned i strålen. Så flytter plet-ten sig, og du vil ikke længere kunne

tegne en lige linie fra revnen til plet-ten. Syltetøjsglasset har altså bøjetlysstrålen. Dit syltetøjsglas virker somet forstørrelsesglas. Måske kan du ibunden af æsken se, hvordan strålenbøjer, når den rammer glassets side.

Alhazen var så optaget af lysetsbøjning, at han slet ikke tænkte på,hvordan denne viden kunne bruges.Det gjorde englænderen Roger Ba-con derimod. Han læste Alhazensbøger og skrev i 1200-tallet om, hvor-dan en kugle af glas kunne forstørrebogstaverne i en bog, og hvordan detkunne hjælpe mennesker med svageøjne. Det virkede næsten, som omman havde glemt, hvad Seneca havdeskrevet mere end 1000 år tidligere.

Hvis du klipper to revner og laver tolysstråler, der rammer glasset på hversin side, vil de to stråler krydse hinan-den. Det sted, de krydser hinanden,kaldes brændpunktet. Det er detpunkt, der bliver så varmt, at det kantænde ild.

Når solen ikke skinner, bli-ver alt usynligt. Månen ly-ser ikke selv, men kastersolens lys tilbage. Du kanderfor kun se den del afmånen, som solen lyser på.

Br i l l e r

6

Briller

"Det er ikke tyve år siden, at manopfandt den kunst at gøre øjen-glas, som bevirker, at man kan segodt, og som er en af de nyttigstekunster, som verden kender."

Sådan sagde en præst i Italien i år1305. Dengang var det næsten kunpræsterne, der kunne læse, og derforogså dem, der havde brug for briller.Men ikke alle præster var så glade forbriller, som man skulle tro. De syntes,at brillerne var en kritik af Gud og det,han havde skabt. Ifølge dem havdeGud skabt menneskets syn. At ændre

Brillemager fra 1500-tallet.

For 200 år siden bildte brillekræmmere folk ind, at de kunnelæse med læsebriller, selvom de aldrig havde lært det.

på det med briller var ligesom at sige,at Gud ikke var god nok. Det var iføl-ge kirken en synd, altså strengt for-budt. Alligevel blev mange præsterglade for briller, da de opdagede, hvorgode de var. En sådan præst har nokskrevet denne tekst på en gravsten iår 1317: "Her hviler Armati fra Firenze,han som opfandt brillerne. Gud vel-signe Armati for hans synd."

At Armati opfandt brillerne, er vistikke rigtigt. Der var nemlig mange bril-lemagere i både Italien og Holland pådet tidspunkt. De holdt bare dereshåndværk hemmeligt. Når de alenevidste, hvordan man lavede briller, vardet også kun dem, der kunne sælgede dyre briller.

I nogle af de første briller hangglassene ned fra en hue. Smarte varde ikke, men de var også bare til atlæse med. Alligevel blev briller efter-hånden moderne. Fine folk købte bril-ler i sølv og lod sig male med brillerpå. Så kunne man se, at de både varrige og kunne læse. Folk på landetkunne ikke læse og havde ingen bril-ler. De syntes, briller var mystiske el-ler bare noget pjat. Først flere hund-rede år senere fandt man ud af at lavebriller til at se langt med. Det var i1500-tallet, hvor man også begyndteat interessere sig for, hvordan briller-ne egentlig virkede.

L i n s e r

7

Linser

Et brilleglas kaldes en linse og er etstykke slebet glas. Der findes to slagslinser. Dem, der er tykkest på midten,kaldes konvekse, og dem, der er tyn-dest på midten, kaldes konkave.

I forstørrelsesglas og læsebriller bru-ger man konvekse linser. De får nem-lig ting til at se større ud. Folk, der ikkekan se ting langt væk, bruger konka-ve linser, der er tyndest på midten.Dem fandt man først ud af at lave for500 år siden, og de var i lang tid me-get sjældne og dyre. For 400 år sidenbegyndte man at sætte linserne sam-men, så man ikke bare kunne se bed-re, men også mere. Det var nemlig pådet tidspunkt, at man opfandt tele-skopet og mikroskopet.

En konveks og en konkav linse set frasiden.

Lommemikroskop fra år 1742.

M i k r o s k o p e t

8

Når man satte to konkave linser i etrør, fik man et teleskop eller et mikro-skop. Hvem der fandt på det, ved manikke. En historie fortæller, at det var tobørn, der opfandt teleskopet ved atlege med linser. Når de satte en linseforan en anden, så det ud, som ombyens kirketårn stod midt i det brille-værksted, hvor de legede. Så megetforstørrede linserne. Hermed var tele-skopet opfundet. Måske har en af debrillemagere, der først lavede tele-skoper, også fundet på at lave mikro-skoper. De ligner nemlig hinanden.

I Italien vendte den opfindsommeGalilei bare sit teleskop om, og såhavde han et mikroskop. Heri så hanfluer så store som lam. Men Galilei vil-le hellere se på stjerner end på fluer.Han havde nemlig travlt med at vise,at det ikke var jorden, der var verdenscentrum, men solen. Ja, de fleste var

så optaget af, hvad de kunne se i tele-skopet, at de slet ikke havde tid til atkigge i mikroskopet. Men de kunne joheller ikke vide, hvad mikroskopetgemte på.

Den første, der tog mikroskopet al-vorligt, var englænderen Hooke. Man-ge ville slet ikke tro på det, man så imikroskopet. Andre syntes bare, atmikroskopet var et sjovt legetøj, forde kunne ikke se, hvad man skullebruge det til. Alligevel begyndte Hookeat lave mikroskoper. Da han i 1665udgav en bog med tegninger af allede fantastiske ting, han havde set,grinede folk. Aldrig havde de set no-get lignende.

Flueøjne og lopper, der lignedekæmpe fantasimonstre. Dog måtteman indrømme, at Hookes tegningervar så grundige, at det nok ikke varnoget, han havde fundet på. Faktiskvar Hookes tegninger så gode, at deer blevet brugt i skolebøger lige si-den.

Efter Hookes død blev der skreveten hel historie om hans arbejde ogden verden, han havde opdaget. Denhandler om Gullivers rejser til ukendteverdner. En af dem er landet Lilleput,hvor menneskene ikke er større enden hånd. I Brobdingnag er de derimodstore som kirketårne. Da Gulliver komhjem, grinede folk også ad ham. Bå-de Hookes arbejde og historien omGulliver viser, at virkeligheden ofte ermere fantastisk, end vi tror. Det fandtman for alvor ud af, da Leeuwenhoekopdagede en hel verden i én lillevanddråbe.

Mikroskopet

Hookes tegning af en loppe i "Micro-graphia" fra 1665.

Hooke tegnede også sine mikrosko-per. Til venstre ses det lys, der skal op-lyse de små ting ved hjælp af en lin-se(B). Det var tydeligvis mere besvær-ligt at få nok lys i en tid uden elektrici-tet.

9

Troldmanden

Hvad Leeuwenhoek opdagede forover 300 år siden, oversteg de flestemenneskers fantasi. Derfor kaldte deham troldmanden. I virkeligheden varLeeuwenhoek en almindelig hand-lende, men han var også meget nys-gerrig. Da han hørte, at man kunneforstørre ting med glas, gik han straksned til byens brillemager. Her købtehan nogle linser, som han lavede til etmikroskop, der blev bedre end nogetandet. Så godt at han kunne se ting,som ingen før havde set.

Leeuwenhoek havde ingen uddan-nelse, men var så nysgerrig, at han ik-ke holdt sig tilbage for at kigge på lus,blod og spyt, mælk, fjer og jord, jaendda afføring. Men det bedste såhan i en vanddråbe. Om den skrevhan:

" jeg må for min del tilstå, at jeg al-drig har haft noget smukkere formit øje end disse mange tusinde le-vende væsener, som myldrederundt om hinanden i en lille vand-dråbe".

Måske har H. C. Andersen hørt omLeeuwenhoek. Han skrev nemlig enhistorie om en troldmand, der kigge-de på de mange dyr i en vanddråbe.I historien hedder troldmanden Kri-ble-Krable. Han farver de små dyrmed hekseblod for bedre at kunne sedem. Det gør dyrene helt lyserøde ogfår dem til at ligne nøgne vildmænd.For de er meget glubske og ondskabs-fulde. Men en anden troldmand syntesnu mere, at vanddråben lignede Kø-benhavn eller en anden stor by.

Hvordan forstørrer linser?

Når Hooke kunne tegne loppen ogflueøjne, og Leeuwenhoek kunne sedyrene i vandet, er det fordi, linsernei et mikroskop bøjer lyset. Det var det,Alhazen fandt ud af for 1000 år siden.Når lyset rammer denne bog, bliverdet kastet tilbage til dine øjne, så dukan se, hvad du læser. Men et for-størrelsesglas eller et par briller vilændre det lys, der rammer dine øjne.Det vil bøje det, så dit øje tror, at detkommer fra en meget større bog. Påen måde kan man sige, at linsen sny-der dit øje.

Troldmanden Leeuwenhoek brugtemikroskoper med kun én linse.

I sit mikroskop fandt Hooke ud af, atet brændenældeblad brænder, fordidet har spidse nåle på undersiden.Micrographia, 1665.

Det lille insekt ved "ab" serud til at være lige så stortsom det ved "AB", når øjetser gennem forstørrelses-glasset. Det skyldes, at ly-set fra insektet bøjes, sådet ser ud, som om detkommer fra det store insekt.

Hv

o

r d a n

fo

rs

tø

rr

erl

in

se

r?

10

Bakterier og andre små dyr

Selvom Hookes og Leeuwenhoeksopdagelser var fantastiske, gik dermange år, før man rigtig kunne brugedem til noget. Måske kan du huske hi-storien om Karius og Baktus. De skalforestille bakterier, der laver huller idine tænder. Det var Leeuwenhoek,der først opdagede bakterierne. Delever næsten alle steder, selv inde idin krop. Det virker måske ulækkert,men faktisk kunne vi slet ikke leveuden bakterier. Dem, der bor i din ma-ve, hjælper dig for eksempel med atfå maden gennem kroppen og holdedig rask. Hvis de ikke var der, virkededin mave slet ikke. Når du har ondt imaven, kan det være fordi, du har spistnogle "fremmede" bakterier. Yoghurteller ymer kan hjælpe din mave i or-den igen, fordi det indeholder desamme bakterier som din mave.

I dag ved man, at der findes rigtigmange bakterier, og at en eneste bak-terie kan blive til 1 million bakterier på6 timer.

Det kunne man ikke vide uden etmikroskop. Ved at se i et mikroskopkan man lære, hvordan kroppen vir-ker. Det er selvfølgelig vigtigt for en

læge at vide, når han skal hjælpe digmed at blive rask.

150 år efter Leeuwenhoeks dødfandt lægen Koch ud af, at man kunneblive syg af bakterier. Det gjorde man-ge mennesker bange. Nogle turde ik-ke længere drikke vandet, mens an-dre gjorde rent og rent for at fjernebakterierne. Det var nok lidt overdre-vet, men vi ved dog, at rent drikke-vand er meget vigtigt.

I dag ved lægerne heldigvis ogsåmeget mere om, hvordan vi undgår atblive syge, og hvordan vi bliver raske.Når du skal vaske hænder, før du spi-ser, er det for ikke at spise nogle far-lige bakterier, der kan give mavepine.Hvis du er blevet syg, kan medicinhjælpe kroppen af med de farligebakterier. Uden mikroskopet og Kochville vi slet ikke vide alt dette, og man-ge mennesker ville dø af helt almin-delige sygdomme.

Med nye mikroskoper har man fundetud af, at der kan være lige så stor for-skel på bakterier som på et menne-ske og et bøgetræ. Der er stadig man-ge bakterier og små dyr at opdage imikroskopet. Mange spørgsmål bli-ver besvaret og problemer løst ved atkigge i et mikroskop. Nogle mener athave fundet dyr fra rummet ved at kig-ge i et mikroskop.

Den mikroskopiske verden er efter350 års søgen stadig fuld af overra-skelser. Hvad Hooke og Leeuwenho-ek opdagede var kun begyndelsen.Mikroskoperne bliver stadig bedre ogbedre og efterlader kun et spørgsmål:Hvor går grænsen for, hvad vi kan se?Engang var det linsen og lyset, der af-gjorde det, men i dag har man fundetpå at lave elektronmikroskoper, derslet ikke bruger linser. Men det er enhelt anden historie.

Denne tegning skulle få folk til at pas-se bedre på de farlige bakterier ved atkoge vandet og gøre mere rent.

B a k t e r i e r o g a n d r e s m å d y r

Opgaver

- Hvorfor er det godt at kigge på dyr og fugle i en kikkert?- Hvorfor troede man, at ilden fra brændglasset kom fra

guderne?- Prøv at tegne to lysstråler, der går igennem en linse.- Hvem opfandt brillerne, og hvordan er han omtalt?- Hvordan havde præsterne det med briller, og hvorfor?- Hvorfor syntes almindelige mennesker mon, at briller var

noget pjat?- Prøv et par briller og beskriv, hvordan du ser. Har du briller,

så prøv at beskriv, hvordan du ser uden. - Hvordan kan Gullivers rejse handle om Hooke?- Hvis du havde et mikroskop, hvad ville du så kigge på?Skriv evt. en historie om, hvad du tror, du ville se.

O, hvilket under rummer

et således tilvirket rør.

Forundringen griber sindet,

fortryllelsen menneskets øje.

Thi holder du øjet over

den øverste linse i røret,

da åbenbares det himmelske for dig.

Da skuer du Altets Under.

Johannes Zahn

i "Det kunstige øje", 1685.