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[原创] 显微观察技术的发展简史

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发表于 2013-3-17 11:51:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 bomoaa 于 2013-3-17 11:56 编辑
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: x& p+ \' a3 }. V3 j) f! Z8 R$ ~ 在显微镜本身结构发展的同时,显微观察技术也在不断创新:1850年出现了偏光显微术;1893年出现了干涉显微术;1935年荷兰物理学家泽尔尼克创造了相衬显微术,他为此在1953年获得了诺贝尔物理学奖。古典的光学显微镜只是光学元件和精密机械元件的组合,它以人眼作为接收器来观察放大的像。# f- _$ L8 l6 t0 q; f+ {2 R* n
    历史发展
! }- t/ X6 t9 t3 n    早在公元前一世纪,人们就已发现通过球形透明物体去观察微小物体时,可以使其放大成像。后来逐渐对球形玻璃表面能使物体放大成像的规律有了认识。+ y' a% m* v& d& j# ^/ k
    1590年,荷兰和意大利的眼镜制造者已经造出类似显微镜的放大仪器。1 K& m% j7 o/ r+ n
    1610年前后,意大利的伽利略和德国的开普勒在研究望远镜的同时,改变物镜和目镜之间的距离,电子台秤,得出合理的显微镜光路结构,当时的光学工匠遂纷纷从事显微镜的制造、推广和改进。! l+ U$ w5 X( R" t& T
    17世纪中叶,英国的罗伯特-胡克和荷兰的列文-虎克,都对显微镜的发展作出了卓越的贡献。
, ?# j2 c7 H8 V2 V; {    1665年前后,胡克在显微镜中加入粗动和微动调焦机构、照明系统和承载标本片的工作台。这些部件经过不断改进,成为现代显微镜的基本组成部分。8 g6 p5 \2 b, c. ^9 N
    1673~1677年期间,列文胡克制成单组元放大镜式的高倍显微镜,地磅厂家,其中九台保存至今。胡克和列文胡克利用自制的显微镜,在动、植物机体微观结构的研究方面取得了杰出的成就。
, c  d# ]$ N  G% a    19世纪,高质量消色差浸液物镜的出现,使显微镜观察微细结构的能力大为提高。1827年阿米奇第一个采用了浸液物镜。6 O: W& M4 V( m+ Z9 K$ @7 ?7 X- s
    19世纪70年代,德国人阿贝奠定了显微镜成像的古典理论基础。这些都促进了显微镜制造和显微观察技术的迅速发展,并为19世纪后半叶包括科赫、巴斯德等在内的生物学家和医学家发现细菌和微生物提供了有力的工具。
. X& O( E4 t- P- w  在显微镜本身结构发展的同时,显微观察技术也在不断创新:1850年出现了偏光显微术;1893年出现了干涉显微术;1935年荷兰物理学家泽尔尼克创造了相衬显微术,他为此在1953年获得了诺贝尔物理学奖。
2 i% E; `* h; _" S    古典的光学显微镜只是光学元件和精密机械元件的组合,它以人眼作为接收器来观察放大的像。后来在显微镜中加入了摄影装置,以感光胶片作为可以记录和存储的接收器。现代又普遍采用光电元件、电视摄象管和电荷耦合器等作为显微镜的接收器,配以微型电子计算机后构成完整的图象信息采集和处理系统。
' E# E' x% {7 X( Z8 e; o- e1 b    表面为曲面的玻璃或其他透明材料制成的光学透镜可以使物体放大成像,上海电子秤,光学显微镜就是利用这一原理把微小物体放大到人眼足以观察的尺寸。
' i# |& L! [: H    近代的光学显微镜通常采用两级放大, 分别由物镜和目镜完成。被观察物体位于物镜的前方,被物镜作第一级放大后成一倒立的实象,然后此实像再被目镜作第二级放大,成一虚象,人眼看到的就是虚像。而显微镜的总放大倍率就是物镜放大倍率和目镜放大倍率的乘积。放大倍率是指直线尺寸的放大比,而不是面积比。
0 F+ \) w4 I" T3 X( e  显微镜的发展历史. J# a4 r& i! a& `' q) z8 l
    很早以前,人们就知道某些光学装置能够“放大”物体。比如在《墨经》里面就记载了能放大物体的凹面镜。至于凸透镜是什么时候发明的,可能已经无法考证。凸透镜--有的时候人们把它称为“放大镜”--能够聚焦太阳光,也能让你看到放大后的物体,这是因为凸透镜能够把光线偏折。你通过凸透镜看到的其实是一种幻觉,严格的说,叫做虚像。当物体发出的光通过凸透镜的时候,光线会以特定的方式偏折。当我们看到那些光线的时候,或不自觉地认为它们仍然是沿笔直的路线传播。结果,物体就会看上去比原来大。
7 J( T2 s& q( q6 s* K单个凸透镜能够把物体放大几十倍,这远远不足以让我们看清某些物体的细节。公元13世纪,出现了为视力不济的人准备的眼镜--一种玻璃制造的透镜片。随着笼罩欧洲一千年的黑暗消失,各种新的发明纷纷涌现出来,显微镜(microscope)就是其中的一个。大约在16世纪末,荷兰的眼镜商詹森(Zaccharias Janssen)和他的儿子把几块镜片放进了一个圆筒中,结果发现通过圆筒看到附近的物体出奇的大,这就是现在的显微镜和望远镜的前身。
& r& r( y; o* P9 O6 r- L$ j詹森制造的是第一台复合式显微镜。使用两个凸透镜,一个凸透镜把另外一个所成的像进一步放大,这就是复合式显微镜的基本原理。如果两个凸透镜一个能放大10倍,另一个能放大20倍,那么整个镜片组合的的放大倍数就是10×20=200倍。* W9 Z. O" b9 p6 i8 `! N
  复合式显微镜9 I- Z" R3 e+ |# ~
1665年,英国科学家罗伯特·胡克(人们可能更熟悉他的另一个发现:胡克定律)用他的显微镜观察软木切片的时候,惊奇的发现其中存在着一个一个“单元”结构。胡克把它们称作“细胞”。不过,詹森时代的复合式显微镜并没有真正显示出它的威力,它们的放大倍数低得可怜。荷兰人安东尼·冯·列文虎克(Anthony Von Leeuwenhoek ,1632-1723)制造的显微镜让人们大开眼界。列文虎克自幼学习磨制眼镜片的技术,热衷于制造显微镜。他制造的显微镜其实就是一片凸透镜,而不是复合式显微镜。不过,由于他的技艺精湛,磨制的单片显微镜的放大倍数将近300倍,超过了以往任何一种显微镜。
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