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      顯微鏡的發(fā)明

      http://m.hkxccw.cn 來源:原創(chuàng) 日期:2010-12-6 15:46:34
         頑皮少年創(chuàng)造的顯微鏡

        顯微鏡的發(fā)明,為人類叩開了神秘的微觀世界的大門,人類從此開端走進(jìn)另一個(gè)眼睛看不見新世界。

        目前,世界上除了光學(xué)顯微鏡以猓?鉤魷至說繾酉暈⒕?、??暈⒕怠⑹質(zhì)蹕暈⒕檔鵲齲?嚼叢較冉?南暈⒕嫡?詬鞲隹蒲Я煊蛑蟹⒒幼胖匾?饔謾?br> 顯微鏡一詞起源于希臘文,直譯出來就是“小型察看器”,它是一種可以把肉眼看不到的物體放大得可以看得見的儀器。

        一般說來,物體離我們的眼睛越近,似乎就變得越大。但是,假如近到離眼睛的間隔小于25毫米時(shí),就變得含混不清了。但假如我們把一塊簡略的凸透鏡(即聚光鏡),放到眼睛和物體之間,那末物體就可以近到25毫米之內(nèi),其圖像依然清楚。

        聚光鏡就是放大鏡??梢砸詾橐粔K放大鏡就是一臺(tái)“簡略的顯微鏡”。過往人們就是這樣稱呼的。

        我們所說的創(chuàng)造顯微鏡是指發(fā)現(xiàn)了“組合式顯微鏡”。

        那末什么是顯微鏡呢?顯微鏡由兩套鏡片組成。位于顯微鏡底部的被稱為“物鏡”,由一塊或一組鏡片組成,它們靠近被察看的物體,發(fā)生物體的一級(jí)放大圖像。另一塊鏡片靠近眼睛,稱為“目鏡”,它將放大的圖像再放大。但這不過是對(duì)全部進(jìn)程的簡略闡明。大多數(shù)放大鏡的物鏡和目鏡都有幾塊鏡片,稱為透鏡體系。

        英國牛津的羅杰爾?培根早在13世紀(jì)就對(duì)透鏡做過很多的實(shí)驗(yàn),并且得出結(jié)論說:“若是從一個(gè)曲面??凸的或凹的,往透視一件物體,所得到的現(xiàn)象是不同的,它能夠變成這樣:大的使我們看成了小的,或者相反,小的看成大的;遠(yuǎn)的看成近的,隱藏的變成看得見的”。不僅如此,他還斷言:“我們能夠做成使太陽、月亮和星星似乎是下降了一點(diǎn)似的,還有很多簡直使一般沒有科學(xué)信仰的人不敢去信任的事。”

        這的確是一個(gè)巨大的發(fā)明,而當(dāng)時(shí)確當(dāng)權(quán)者卻十分恐慌,說:“培根假如有膽量把太陽從天上搬下來,那是魔術(shù)?!焙髞?,竟把他關(guān)進(jìn)監(jiān)獄達(dá)15年之久,一直關(guān)到他快要逝世往的時(shí)候。

        當(dāng)權(quán)者的無知與殘酷使顯微鏡的發(fā)現(xiàn)延遲了300多年。直到1590年,在科學(xué)史上具有深遠(yuǎn)意義的顯微鏡方在偶然的機(jī)遇中出生。

        查?詹森是荷蘭的一位天真少年,他的父親是一位眼鏡師,因而鏡片就成了詹森經(jīng)常擺弄的玩物。一天,他無意中把兩片大小不同的凸透鏡重疊在一起,當(dāng)移動(dòng)至某一間隔時(shí),忽然發(fā)明很小的東西一下子被放大了很多倍。詹森被這個(gè)奇異的現(xiàn)象吸引住了,他不斷地調(diào)劑變換著兩片凸透鏡的地位,發(fā)現(xiàn)有時(shí)物體能夠放大很多倍,有時(shí)卻不大清晰。

        詹森把這個(gè)奇怪的現(xiàn)象告知了父親,父子兩人立即動(dòng)起手來。他們用薄鐵片卷了兩個(gè)不同口徑的鐵筒,把兩個(gè)凸透鏡分辨裝在大小鐵筒上,然后把兩個(gè)鐵簡套在一起,讓小鐵簡在大鐵筒里滑動(dòng),利用鐵筒的滑動(dòng)來調(diào)劑透鏡的間隔,使成像更加清楚。就這樣,世界上Zui早的顯微鏡問世了。

        1610年,科學(xué)家伽利略應(yīng)用經(jīng)過改良的顯微鏡來研討昆蟲的生懂得剖構(gòu)造,他試圖推廣這種應(yīng)用凸透鏡的新儀器,可是沒有引起人們的器重。

        1665年,英國有名的物理學(xué)家、天文學(xué)家羅伯特?胡抑制造出了一架新式顯微鏡,并且應(yīng)用它逐步深刻地察看微觀世界的機(jī)密??墒撬龅搅艘粋€(gè)問題,就是黑暗遮蓋著很多機(jī)密,使人無法看清。這當(dāng)然難不倒聰慧的羅伯特?胡克。有一天,他用一根針扎住一個(gè)蒼蠅,放在顯微鏡下面,旁邊點(diǎn)上一只油燈,燈前放一個(gè)盛水的玻璃球,球體匯聚的燈光又射到蒼蠅的身上,這樣顯微鏡底下的蒼蠅就一清二楚了。今天我們可以在英國倫敦博物館看到這架顯微鏡。

        顯微鏡的發(fā)明間開了通往微觀世界的第一道大門。胡克用他創(chuàng)造的顯微鏡第一次發(fā)明了細(xì)胞,“cell”一詞即是胡克為細(xì)胞所選定的名稱,并一直沿用至今。

        羅伯特?胡克后來依據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和領(lǐng)會(huì)寫了一本書,叫《放大了的圖》。這本書出版以后,顯微鏡很快引起了科學(xué)工作者的興致和器重。胡克研討制作的顯微鏡也由于能清楚地看到渺小物體,而得到了普遍的應(yīng)用和推廣。不過,它的放大倍數(shù)還有限,推廣范疇仍受到了限制。

        不久,有人又提出了新課題:用上面的方式看到的是物體的表面,怎樣才干看到物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)呢?有人建議把視察的對(duì)象切成薄片,放到顯微鏡底下,同時(shí)在顯微鏡下放一盞燈,讓光透過切片,把焦距調(diào)劑好,以使所要視察的對(duì)象的內(nèi)部構(gòu)造盡可能明白一些。這種假想比擬直觀,后果不大。

        世界上的任何發(fā)現(xiàn)都不可能一出生出來就十全十美,顯微鏡也是這樣。一直到1725年,柯貝別爾氏所制作的顯微鏡才把燈光換成了反光鏡,鑿洞的桌子改成了帶洞的載物臺(tái),因此,顯微鏡不論在外形上還是在性能上都進(jìn)步了一大步。

        隨著人們對(duì)顯微鏡的日益器重,臺(tái)座式顯微鏡也發(fā)展起來了。1744年,卡爾佩拍設(shè)計(jì)了第一臺(tái)三只腳的臺(tái)座式顯微鏡,它可以看作是現(xiàn)代顯微鏡的先驅(qū)。

        顯微鏡和看遠(yuǎn)鏡一樣,也有象差和色差二大弱點(diǎn)。攻克看遠(yuǎn)鏡象差和色差這道難關(guān)的是有名科學(xué)家牛頓,攻克顯微鏡象差和色差的是后利斯特,他是一位葡萄酒制作商,同時(shí)又是個(gè)顯微鏡喜好者。他在1830年補(bǔ)充了顯微鏡的二大缺點(diǎn),使渺小的物體不但能放得很大,而且能被看得很明白,這使得顯微鏡更加適用。

        顯微鏡進(jìn)進(jìn)適用階段后,紛紜來到科研機(jī)構(gòu)和學(xué)校的試驗(yàn)室,工業(yè)顯微鏡報(bào)價(jià)。于是,懂行的光學(xué)制造商人開端大量生產(chǎn)顯微鏡,并且互相競爭,各種高質(zhì)量的顯微鏡也相繼呈現(xiàn)。

        前面所說的顯微鏡是光學(xué)顯微鏡,它的Zui大才能是放大到1600倍。借助這種顯微鏡,細(xì)胞、細(xì)菌之類肉眼看不到的東西是可以看清了,但是它對(duì)更渺小的東西就無能為力了。

        1926年,布施假想出電子顯微鏡。1943年,德國人科諾爾和魯斯卡首次對(duì)電子顯微鏡做出了重大改造。后來很長一段時(shí)光內(nèi),電子顯微鏡的放大倍數(shù)一直沒有增添,但是,那時(shí)用這種顯微鏡已可觀測到百萬分之一毫米的物體。

        電子顯微鏡放大物體的媒介是電子束,而不是可見的光。它的放大本事很強(qiáng),我國制造的80萬電子顯微鏡可以放大80萬倍。80萬倍,這實(shí)在是了不起的放大才能,一個(gè)手指頭放大80萬倍就即是喜瑪拉雅山那么高。因此,可以應(yīng)用它看到原子世界。

        也許有人以為,這大概是Zui好的顯微鏡了吧!不! 80年代初,中國科學(xué)院聲學(xué)研討所研制勝利了我國第一臺(tái)超聲顯微鏡。這種顯微鏡可以看到一般顯微鏡和電子顯微鏡看不到的東西。它利用的是物資的聲學(xué)性質(zhì),特殊是彈性性質(zhì)供給的信息。通過它,可以看明白大范圍集成電路的內(nèi)部構(gòu)造、不染色的活生物組織和癌腫瘤等,還能顯示出它們的聲學(xué)特征。

        用更為現(xiàn)代化的電子顯微鏡(發(fā)射離子顯微鏡)可以觀測更加細(xì)微的物體,但是,現(xiàn)在要將其制成還是非常艱苦的,還須要幾十年的時(shí)光。 我國Zui常見的手術(shù)顯微鏡是上海光學(xué)儀器廠生產(chǎn)出來的,又稱雙人雙目手術(shù)顯微鏡。它可供兩個(gè)醫(yī)生同時(shí)在手術(shù)中縫接各種比火柴梗還細(xì)的微血管、神經(jīng)束。它的特別長處是,應(yīng)用纖維光束冷光源照明,亮度雖高,但不散發(fā)熱量,不增添病人的體溫,這為精致的手術(shù)供給了極大的便利。

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