¿Qué tan poderoso podría ser un microscopio para mis piromantes?

ANTECEDENTES

En la antigüedad de mi mundo, un colegio de piromantes intentó crear lentes de aumento más potentes para poder aplicar su capacidad de controlar el calor en trabajos metalúrgicos cada vez más detallados. En el camino, uno de ellos inventó un microscopio y observó células y microorganismos por primera vez en la historia.


Se ha establecido en este sitio antes que todo lo que necesita para inventar un microscopio es un conocimiento técnico profundo y acceso al vidrio soplado. El método es como sigue.

Al colocar el centro de una pequeña varilla de vidrio de cal sodada en una llama caliente, van Leeuwenhoek podía separar la sección caliente como si fuera un caramelo para crear dos largos bigotes de vidrio. Al volver a insertar el extremo de un bigote en la llama, pudo crear una esfera de vidrio muy pequeña y de alta calidad. Estas esferas de vidrio luego se convirtieron en las lentes de sus microscopios, y las esferas más pequeñas proporcionaron los aumentos más altos.

- historia-del-microscopio.org

Los historiadores de la ciencia creen que, usando este método, van Leeuwenhoek creó lentes que podían aumentar hasta 500 veces. Desafortunadamente, guardó celosamente el secreto y no le sobrevivió.

LA PREGUNTA

Con un microscopio van Leeuwenhoek como punto de partida, y suponiendo que estuvieran culturalmente involucrados en el resultado, ¿qué tan poderoso podría ser el microscopio que desarrollarían mis piromantes al final de su equivalente aproximado de la Edad Media? Eso significa que obtienen un rango de 500 a 1000 años, dependiendo de cómo se acumule mi línea de tiempo.

NOTAS

No sé mucho sobre los principios físicos que operan detrás de la microscopía, pero he leído que las perlas de vidrio más pequeñas producirán un aumento cada vez mayor. Si ese es el caso, puede ser relevante que mis piromantes puedan generar calor constante (y suficiente para derretir vidrio) dentro de un área tan pequeña como pueden ver claramente, y eso también funciona con la ayuda de una lente. .

Por lo tanto, salvo un problema imprevisto con el método o los materiales, es posible que puedan crear lentes de cuentas de vidrio tan pequeñas como físicamente puedan montarse en un microscopio y experimentar a partir de ahí.


Como comentario final, esta pregunta puede terminar siendo sorprendentemente importante para la historia de la ciencia en mi mundo, especialmente en lo que se refiere a la teoría de los gérmenes y la ciencia de los materiales, así que indique si hay áreas de incertidumbre en su respuesta. Gracias.

Es posible que le interese observar las limitaciones de ver bacterias bajo un microscopio. Consulte Observación de bacterias bajo el microscopio óptico, por ejemplo. No es solo el aumento, sino la claridad del vidrio en la lente, lo que es importante. La lente de alta potencia puede ser útil para concentrar energía y ver errores, pero no necesariamente útil para las células. Es decir, para ver las bacterias, necesitaría vidrio de mejor calidad que solo vidrio soplado. Tus piromantes también tendrían que ser buenos químicos.
@JustinThyme Me interesaría mucho saber eso. Es una gran parte de lo que trata esta pregunta. ¡Gracias!
Aquí hay otra referencia a lo que se puede ver con los microscopios tradicionales. Tiene un gráfico muy claro desde el ojo desnudo hasta el microscopio electrónico.
Vea una animación ordenada aquí . Pero tenga cuidado de NO hacer clic en Agregar opciones disfrazadas como parte de la presentación.
Un poco al margen, pero pensé que vale la pena mencionarlo: si los piromantes usan el microscopio para controlar el proceso de fusión del vidrio para la producción de lentes, es posible que necesite un microscopio resistente al calor (es decir, las lentes del microscopio se derretirán / deformarán por el calor , si ese calor es lo suficientemente fuerte para la fabricación de lentes ...) - es posible que desee alguna forma de tapar ese "agujero" lógico ...
La longitud de onda de la luz visible es del orden de 500 nm. Hagas lo que hagas, no puedes obtener imágenes de objetos más pequeños usando óptica regular y luz visible. Para obtener imágenes de objetos más pequeños, usamos microscopios electrónicos y otras máquinas exóticas. Por ejemplo, la mayoría de los virus tienen menos de 300 nm de largo, lo que significa que no se pueden ver con un microscopio óptico sin importar cuán avanzado sea.

Respuestas (2)

Van Leeuwenhoek logró mejores resultados que sus contemporáneos, pero sus métodos en realidad eran peores . Confiaban completamente en esas esferas, así como en su muy buena vista.

Sus piromantes probablemente estarían mejor servidos en la promoción del microscopio compuesto , cuyas limitaciones de fabricación iniciales Van Leeuwenhoek intentó (con éxito) superar con lentes redondas pequeñas.

Me imagino que los pirománticos tendrían un control mucho mayor sobre las composiciones y temperaturas del vidrio que los primeros fabricantes de lentes; como resultado, muy pronto desarrollarían lentes acromáticas y apocromáticas, y de ahí pasarían a los telescopios y microscopios.

En particular, comenzarían por notar las propiedades de aumento de los lentes rudimentarios. A partir de ahí, comenzaron a crear diferentes tipos de lentes, y muy pronto se les ocurrió la idea de combinar dos lentes, y descubrieron que no funciona debido a la aberración. Pronto descubrirían también que la aberración varía según la lente y, naturalmente, intentarían desarrollar una lente sin aberraciones.

La piromancia sería de gran ayuda para experimentar , pero aquí estamos hablando de límites físicos, y los esfuerzos serían en vano. En la Tierra se necesitaron unos 120 años para observar que había dos clases de aberraciones y que en cierto modo eran opuestas ; suponiendo que los piromantes no sean más tontos, en ese momento les resultaría natural hacer lo que hicieron los ópticos de la Tierra y usar dos lentes aberrantes para compensarse entre sí.

Dependiendo de qué tan fino sea el control que un piromántico pueda ejercer sobre el vidrio dopado, es posible que incluso puedan fabricar lentes difusas multicapa, o no. El rango de aumento que podrían lograr va desde 800X (Tierra 1850) a 1600X (Tierra 2000 con piromancia).

Un logro tecnológico crucial que necesitarían y que la piromancia no garantiza es la construcción de engranajes de enfoque confiables.

1500x, usando microscopios compuestos

Según este sitio web (y no prometo la veracidad de la información que se encuentra allí), van Leeuwenhoek no fabricó microscopios compuestos. Esto se debió a las limitaciones de las máquinas herramienta en ese momento; las piezas de maquinaria de alta calidad, como los tornillos, no eran comunes hasta el siglo XVIII. Probablemente, no pudo conseguir tornillos realmente bien hechos y, por lo tanto, no pudo ensamblar un microscopio compuesto de alta calidad. En cualquier caso, los microscopios compuestos ya se habían inventado en la década de 1590 , aunque los microscopios compuestos de la competencia con un aumento de 90x no podían competir con las lentes superiores de van Leeuwenhoek.

Con referencia aquí , las lentes de aumento más alto de van Leeuwenhoek podrían hacer un aumento de 275x. Dado que el poder de aumento es multiplicativo , un ocular de 275x con una lente focal de 275x teóricamente daría como resultado un aumento de 75625x. Al final, eso es demasiado. La resolución de cualquier sistema óptico está limitada por la longitud de onda de la luz a aproximadamente 1500x, como se detalla en esta pregunta de Physics.SE .

Entonces, ya sea que mejore la fabricación de las lentes en sí, o mejore la fabricación de las piezas de la máquina en un microscopio compuesto, las lentes de van Leeuwenhoek están bastante cerca de la fabricación máxima posible, y habrá un límite estricto debido a la física a 1500x.

Por supuesto, también hay un límite físico estricto para la piromancia, por lo que puedes hacer lo que quieras.