Голландский ученый а. Левенгук открыл с помощью оптичес­кого микроскопа микроорганизмы.

Развитию методов микро--скопических исследований существенно способствовала раз­работка теории образования изображений несамосветящихся объектов в микроскопах немецким физиком Э. Аббе (вторая половина XIX в.).

Современный оптический микроскоп дает увеличение пример­но в 100-1000 раз. Следовательно, размеры объектов, которые можно увидеть в такой микроскоп, составляют 0,0001 мм (10~⁷м). Различные типы оптических микроскопов предназначены для об­наружения и изучения микроорганизмов (бактерий, микроскопи­ческих грибов, водорослей и вирусов), органических клеток, мел­ких кристаллов, определения и детального изучения минералов, минерального состава и структуры горных пород и т.д.

В видимом свете ничего нельзя рассмотреть при увеличении объекта более чем в 1500-2000 раз, поскольку длина волны видимого света становится больше изучаемого объекта.

Для того чтобы рассмотреть более мелкие объекты, исполь­зуют электронный микроскоп - прибор, в котором для полу­чения увеличенного изображения используется электронный пучок. Разрешающая способность электронного микроскопа в сотни раз выше, чем у оптического микроскопа. Электронные микроскопы позволяют получить с помощью наблюдения и фотографирования многократно увеличенные объекты (вплоть до 10 раз) и увидеть объекты размером 10~⁹ м. Эти приборы дают возможность при определенных условиях рассмотреть микроструктуру тел (вплоть до атомно-молекулярного уровня).

Физические основы электронно-оптических приборов были заложены ирландским математиком У.Р. Гамильтоном почти за 100 лет до появления электронных микроскопов, ко­торые стали создаваться в первой половине XX в., а широкое применение в естествознании получили уже во второй поло­вине XX в. Высокие разрешения этих микроскопов достигают­ся благодаря чрезвычайно малой длине волны электронов. Не­сколько большие подробности объектов можно рассмотреть лишь косвенными методами. Например, в настоящее время применяется метод изучения объектов с помощью рассеяния электронов.

Размеры макрообъектов

Если допустить, что рост человека составляет в среднем 1,5-2 м, то эта величина превышает диа­метр волоса на четыре порядка.

Размеры большей части предме­тов, окружающих нас, сопоставимы с размерами человеческого тела, иначе было бы трудно иметь с ними дело. Расстояния до объектов, находящиеся на больших расстояниях (холм, лес, поле и т.д.), можно оценить шагами,. Непосредственное восприятие человеком расстояний возможно в диапазоне от 0,1 мм до приблизительно 100 км. Если известны средняя скорость дви­жения некоторого вида транспорта (поезда, машины, самолета и пр.) и время в пути, можно получить представление о преодолен­ном расстоянии: если ехать из одного пункта в другой со скорос­тью 100 км/ч в течение 7 ч, то ясно, что. было преодолено расстояние 700 км; если самолет за 9 ч долетает из Москвы до Петропавлов-ска-Камчатского при средней скорости 800-850 км/ч, то эти насе­ленные пункты разделены расстоянием приблизительно 7500 км.

Чтобы облететь вокруг Земли, самолету потребовалось бы при­мерно в 5 раз больше времени, поскольку ее окружность состав­ляет около 40 000 км. Весьма точно окружность Земли и ее радиус удалось оценить еще в античное время Эратосфену. Он заметил, что в день летнего солнцестояния 21-22 июня в районе г. Сиены (Асуан, Египет) лучи Солнца падают отвесно, а в Александрии, отстоящей на 800 км севернее, угол падения 7,5° (рис. 5.6). Из простейших тригонометрических расчетов следует, что окруж­ность Земли составляет 40 000 км, а ее диаметр - около 12 000 км.

Оценить расстояние до небесных тел можно также с помо­щью очень простых способов. Ближайшим небесным телом для нас является Луна. Еще во II в. до н.э. Гиппарх измерил угол, под которым видна тень, отбрасываемая Землей на Луну во время лунного затмения, а зная диаметр Земли, он довольно точно определил расстояние от Земли до Луны.

В настоящее время для таких целей используют радиолокацию. Сигнал радара направляют на объект и измеряют время, протекшее от посылки сигнала до возвращения отраженной волны. Для Луны это время составит 2,6 с; следовательно, в одну сторону сигнал ле­тел 1,3 с. Поскольку вол­на радара имеет ту же природу, что и световая, и распространяется со скоростью 300 000 км/с, можно заключить, что расстояние Земля -

Луна приблизительно 400 000 КМ.

Наблюдения за движением планет позволяют определить относительные размеры их орбит.