Ахроматический микроскоп Франца Эпинуса

Разложив дневной свет на семь цветов радуги, Исаак Ньютон открыл дисперсию света. Он же понял: именно дисперсия виновата в том, что изображение в оптических приборах того времени получалось размытым. Ньютон полагал, что исправить этот эффект невозможно. Но оказался неправ.

У световых лучей разных цветов разная длина волны. Лучи с разной длиной волны и преломляются по-разному — поэтому в знаменитом эксперименте Ньютона белый дневной свет, пройдя через призму, разложился на радугу. По этой же причине белый свет, пропущенный через линзу, не фокусируется в одной точке за ней: изображение, которое образуют лучи красного цвета, располагается дальше от центра, чем «синее» изображение. Для смотрящего через линзу картинка получается нечёткой. Такое размытие называется хроматической аберрацией. Именно из-за этого эффекта изображение в микроскопах XVIII века было слишком расплывчатым.

Способ исправить эту аберрацию и сделать ахроматический объектив впервые описал знаменитый математик Леонард Эйлер в 1750-х годах. По его расчётам вскоре начали собирать телескопы и подзорные трубы. А подробные расчёты для создания ахроматического микроскопа принадлежат академику Францу Эпинусу.

Франц Эпинус был загадочным человеком. Более 30 лет он возглавлял шифровальную службу Коллегии иностранных дел Российской империи и настолько хорошо зашифровался, что достоверных портретов Эпинуса не существует. Как учёный Франц Эпинус известен в первую очередь благодаря работам об электричестве и свойствах магнитного поля. Однако занимался он не только госслужбой и экспериментами, но и сложной оптикой.

Микроскоп Эпинуса — один из первых в истории микроскопов, линзы в котором подобраны не простым перебором, а на основании строгого математического расчёта. Эпинус намеренно сочетал выпуклые и вогнутые линзы, сделанные из стекла разного состава. Проходя через первую линзу, луч света отклоняется к оптической оси и раскладывается на радугу. Войдя во вторую линзу, луч отклоняется в обратную сторону. В результате хроматическая аберрация первой линзы компенсируется второй линзой, и лучи различных цветов собираются в одной точке.

Эпинусу удалось создать микроскоп, дающий одинаково отчётливое и неискажённое изображение по всему полю зрения — от центра до периферии. Через такой прибор можно было рассматривать непрозрачные объекты, освещая их любым светом — просто от свечи или из окна.

Первый экземпляр ахроматического микроскопа, сконструированный самим Эпинусом, не сохранился. Микроскоп, который хранится в Политехническом музее, изготовил оптик Иоганн Тидеман из Штутгарта через несколько лет после смерти Эпинуса