葫芦兄弟全集1-13集

顯微鏡

來源:網絡 發表時間:2018-06-25 14:14

    頑皮少年發明的顯微鏡
    顯微鏡的發明,為人類叩開了神秘的微觀世界的大門,人類從此開始走進另一個眼睛看不見新世界。
    目前,世界上除了光學顯微鏡以猓?鉤魷至說繾酉暈⒕怠⒊??暈⒕怠⑹質蹕暈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>    顯微鏡一詞來源于希臘文,直譯出來就是“小型觀察器”,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,如果近到離眼睛的距離小于25毫米時,就變得模糊不清了。但假如我們把一塊簡單的凸透鏡(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,其圖像依然清晰。
    聚光鏡就是放大鏡。可以認為一塊放大鏡就是一臺“簡單的顯微鏡”。過去人們就是這樣稱呼的。
    我們所說的發明顯微鏡是指發明了“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,它們靠近被觀察的物體,產生物體的一級放大圖像。另一塊鏡片靠近眼睛,稱為“目鏡”,它將放大的圖像再放大。但這不過是對整個過程的簡單說明。大多數放大鏡的物鏡和目鏡都有幾塊鏡片,稱為透鏡系統。
    英國牛津的羅杰爾?培根早在13世紀就對透鏡做過很多的試驗,并且得出結論說:“若是從一個曲面??凸的或凹的,去透視一件物體,所得到的現象是不同的,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;遠的看成近的,隱蔽的變成看得見的”。不僅如此,他還斷言:“我們能夠做成使太陽、月亮和星星好像是降低了一點似的,還有許多簡直使一般沒有科學信仰的人不敢去相信的事。”
    這的確是一個偉大的發現,而當時的當權者卻十分恐慌,說:“培根如果有膽量把太陽從天上搬下來,那是魔術。”后來,竟把他關進監獄達15年之久,一直關到他快要死去的時候。
    當權者的無知與殘暴使顯微鏡的發明延遲了300多年。直到1590年,在科學史上具有深遠意義的顯微鏡方在偶然的機會中誕生。
    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,當移動至某一距離時,突然發現很小的東西一下子被放大了很多倍。詹森被這個奇怪的現象吸引住了,他不斷地調整變換著兩片凸透鏡的位置,發現有時物體能夠放大許多倍,有時卻不大清楚。
    詹森把這個奇異的現象告訴了父親,父子兩人立即動起手來。他們用薄鐵片卷了兩個不同口徑的鐵筒,把兩個凸透鏡分別裝在大小鐵筒上,然后把兩個鐵簡套在一起,讓小鐵簡在大鐵筒里滑動,利用鐵筒的滑動來調整透鏡的距離,使成像更加清晰。就這樣,世界上最早的顯微鏡問世了。
    1610年,科學家伽利略利用經過改進的顯微鏡來研究昆蟲的生理解剖結構,他試圖推廣這種利用凸透鏡的新儀器,可是沒有引起人們的重視。
    1665年,英國著名的物理學家、天文學家羅伯特?胡克制造出了一架新式顯微鏡,并且使用它逐步深入地觀察微觀世界的秘密。可是他遇到了一個問題,就是黑暗遮蓋著許多秘密,使人無法看清。這當然難不倒聰明的羅伯特?胡克。有一天,他用一根針扎住一個蒼蠅,放在顯微鏡下面,旁邊點上一只油燈,燈前放一個盛水的玻璃球,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。
    顯微鏡的發明間開了通往微觀世界的第一道大門。胡克用他發明的顯微鏡第一次發現了細胞,“cell”一詞即是胡克為細胞所選定的名稱,并一直沿用至今。
    羅伯特?胡克后來根據自己的經驗和體會寫了一本書,叫《放大了的圖》。這本書出版以后,顯微鏡很快引起了科學工作者的興趣和重視。胡克研究制造的顯微鏡也因為能清晰地看到細小物體,而得到了廣泛的使用和推廣。不過,它的放大倍數還有限,推廣范圍仍受到了限制。
    不久,有人又提出了新課題:用上面的方法看到的是物體的表面,怎樣才能看到物體的內部結構呢?有人建議把觀察的對象切成薄片,放到顯微鏡底下,同時在顯微鏡下放一盞燈,讓光透過切片,把焦距調整好,以使所要觀察的對象的內部結構盡可能清楚一些。這種設想比較直觀,效果不大。
    世界上的任何發明都不可能一誕生出來就十全十美,顯微鏡也是這樣。一直到1725年,柯貝別爾氏所制造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,因此,顯微鏡不論在外形上還是在性能上都提高了一大步。
    隨著人們對顯微鏡的日益重視,臺座式顯微鏡也發展起來了。1744年,卡爾佩拍設計了第一臺三只腳的臺座式顯微鏡,它可以看作是現代顯微鏡的先驅。
    顯微鏡和望遠鏡一樣,也有象差和色差二大弱點。攻克望遠鏡象差和色差這道難關的是著名科學家牛頓,攻克顯微鏡象差和色差的是后利斯特,他是一位葡萄酒制造商,同時又是個顯微鏡愛好者。他在1830年彌補了顯微鏡的二大缺陷,使細小的物體不但能放得很大,而且能被看得很清楚,這使得顯微鏡更加實用。
    顯微鏡進入實用階段后,紛紛來到科研機構和學校的實驗室。于是,懂行的光學制造商人開始大批生產顯微鏡,并且互相競爭,各種高質量的顯微鏡也相繼出現。
    前面所說的顯微鏡是光學顯微鏡,它的最大能力是放大到1600倍。借助這種顯微鏡,細胞、細菌之類肉眼看不到的東西是可以看清了,但是它對更微小的東西就無能為力了。
    1926年,布施設想出電子顯微鏡。1943年,德國人科諾爾和魯斯卡首次對電子顯微鏡做出了重大改革。后來很長一段時間內,電子顯微鏡的放大倍數一直沒有增加,但是,那時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。它的放大本領很強,我國制造的80萬電子顯微鏡可以放大80萬倍。80萬倍,這實在是了不起的放大能力,一個手指頭放大80萬倍就等于喜瑪拉雅山那么高。因此,可以利用它看到原子世界。
    也許有人認為,這大概是最好的顯微鏡了吧!不! 80年代初,中國科學院聲學研究所研制成功了我國第一臺超聲顯微鏡。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。它利用的是物質的聲學性質,特別是彈性性質提供的信息。通過它,可以看清楚大規模集成電路的內部結構、不染色的活生物組織和癌腫瘤等,還能顯示出它們的聲學特性。
    用更為現代化的電子顯微鏡(發射離子顯微鏡)可以觀測更加細微的物體,但是,現在要將其制成還是非常困難的,還需要幾十年的時間。 我國最常見的手術顯微鏡是上海光學儀器廠生產出來的,又稱雙人雙目手術顯微鏡。它可供兩個醫生同時在手術中縫接各種比火柴梗還細的微血管、神經束。它的特殊優點是,使用纖維光束冷光源照明,亮度雖高,但不散發熱量,不增加病人的體溫,這為精細的手術提供了極大的方便。

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