光學(xué)顯微鏡的發(fā)展

關(guān)于光學(xué)顯微鏡的發(fā)展第一頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)展十六世紀(jì)的顯微科學(xué)十七世紀(jì)顯微鏡科學(xué)十八世紀(jì)的顯微科學(xué)十九世紀(jì)的顯微科學(xué)二十世紀(jì)的顯微科學(xué)新型的現(xiàn)代光學(xué)顯微鏡

第二頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日十六世紀(jì)的顯微科學(xué)

單式顯微鏡的出現(xiàn)

在3000多年以前，歐洲腓尼基人在地中海沿岸的貝魯斯河邊第一次制成了人造玻璃。早在公元前一世紀(jì)，人們就已發(fā)現(xiàn)通過球形透明物體去觀察微小物體時(shí)，可以使其放大成像。后來(lái)逐漸對(duì)球形玻璃表面能使物體放大成像的規(guī)律有了認(rèn)識(shí)。公元前，我國(guó)人民就發(fā)展出了透鏡制造技術(shù)。

第三頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日單式顯微鏡就是一個(gè)透鏡的顯微鏡

單式顯微鏡有一個(gè)致命的缺點(diǎn),它的焦距與透鏡直徑成正比,與放大倍數(shù)成反比。也就是說,焦距越短,放大倍數(shù)越大,而透鏡直徑又越小。如果放大倍數(shù)是100倍,透鏡的焦距為0.25毫米,透鏡直徑大約為0.33毫米。這個(gè)比大頭針頭還小的透鏡在當(dāng)時(shí)根本制造不出來(lái)。因此,當(dāng)時(shí)的放大鏡的放大倍數(shù)最多不過25倍。

為了觀察更多的細(xì)微物體,人們迫切需要一種更好的放大工具.第四頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日

大約在16世紀(jì)末，荷蘭的眼鏡商詹森（ZacchariasJanssen）和他的兒子把幾塊鏡片放進(jìn)了一個(gè)圓筒中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過圓筒看到附近的物體出奇的大，這就是現(xiàn)在的顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的前身。詹森制造的是第一臺(tái)復(fù)合式顯微鏡。其基本原理是使用兩個(gè)凸透鏡，一個(gè)凸透鏡把另外一個(gè)所成的像進(jìn)一步放大。第五頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日

第一個(gè)復(fù)式顯微鏡:

詹森顯微鏡第六頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日

復(fù)式顯微鏡在性能上明顯優(yōu)于單式顯微鏡。一是它的放大率可以做得很高,可以把幾個(gè)放大倍數(shù)較小的凸透鏡組合起來(lái)獲得很高的放大率。二是制造工藝較簡(jiǎn)單,不必磨制一個(gè)個(gè)極小的透鏡。復(fù)式顯微鏡的發(fā)明,是科學(xué)史上的里程碑,人類從此開始認(rèn)識(shí)微觀世界。第七頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日十七世紀(jì)的顯微科學(xué)

十七世紀(jì)單顯微鏡的發(fā)展

十七世紀(jì)的單顯微鏡與其說是科學(xué)儀器，不如說是藝術(shù)品。似乎那時(shí)的顯微鏡制造者所追求的并不是高的性能,而是視覺上的享受.第八頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日

在十七世紀(jì)中葉，出現(xiàn)了一種滑桿顯微鏡使用時(shí)，先將針尖刺入標(biāo)本，使標(biāo)本固定在針尖上。然后前后移動(dòng)滑桿，調(diào)節(jié)標(biāo)本與透鏡的距離使成像最清晰后，即可進(jìn)行觀察。缺點(diǎn):標(biāo)本放在針形的載物臺(tái)上不穩(wěn)定，觀察時(shí)的實(shí)際操作很麻煩。因此，后來(lái)的顯微鏡就沒有采用這種針形載物臺(tái)。第九頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日同時(shí)代與它同型的單式顯微鏡還有:"彈簧顯微鏡".

第十頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日

單式顯微鏡的頂峰----列文虎克的顯微鏡列文虎克

[AntonivanLeeuwenhoek](1632-1723)荷蘭代爾夫特人，是生物學(xué)發(fā)展史上的一位重要人物，一位僅僅受過初級(jí)教育的天才科學(xué)家和顯微鏡制造者。他一生親自磨制了550個(gè)透鏡，裝配了247架顯微鏡，為人類創(chuàng)造了一批寶貴的財(cái)富，至今保留下來(lái)的有9架。他最先發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌，從而開創(chuàng)了微生物學(xué)。第十一頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日虎克顯微鏡第十二頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日現(xiàn)存于荷蘭尤特萊克特大學(xué)博物館(UniversityMuseumofUtrecht)中的一架的放大倍數(shù)為270倍.分辨力為1.4μm。在當(dāng)時(shí),這個(gè)水平是很高的,直到19世紀(jì)初所制的顯微鏡還未超過這一水平。列文虎克一生制造的數(shù)百個(gè)顯微鏡都非常小,設(shè)計(jì)和功能也相似。尺寸幾乎是一個(gè)常數(shù):長(zhǎng)2英寸,寬1英寸。鏡身大多是用黃銅制造。他手工制造的單顯微鏡質(zhì)量之高,以至于現(xiàn)在都無(wú)人能夠僅憑雙手制造出比它們更好的單顯微鏡。

第十三頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日十七世紀(jì)復(fù)式顯微鏡的初步發(fā)展

從十六世紀(jì)晚期，第一個(gè)復(fù)式顯微鏡發(fā)明并開始被人們使用，一直到十七世紀(jì)末,復(fù)式顯微鏡都使用得沒有單式顯微鏡廣泛。因?yàn)楫?dāng)時(shí)的透鏡制造技術(shù)不高,制造出的復(fù)式顯微鏡的像差和色差都很大，這使人們大都不喜歡使用復(fù)式顯微鏡。不過還是有些人制造,使用了一些復(fù)式顯微鏡.比如意大利人伽利略(Galileo)和英國(guó)人胡克(Hooke)。

第十四頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日

伽利略的顯微鏡第十五頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日胡克的顯微鏡第十六頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日十八世紀(jì)的顯微科學(xué)

十八世紀(jì)是歐洲科學(xué)復(fù)蘇的時(shí)期,各種新的科學(xué)理論層出不窮。由于不被人十分重視,十八世紀(jì)的復(fù)式顯微鏡發(fā)展很慢,但仍然做出了一些漂亮的顯微鏡。在外觀上,它們有一個(gè)有趣的特點(diǎn):幾乎所有的顯微鏡的基座都連在一個(gè)木盒子上。盒子的作用很多:有的用來(lái)放一些常用物品;有的用來(lái)放顯微鏡上的一些零件;有的被作為顯微鏡的鏡箱。當(dāng)顯微鏡不用時(shí),把顯微鏡折疊后放進(jìn)盒子里,就可以長(zhǎng)期保存.

第十七頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日

十八世紀(jì)中使用最廣泛的顯微鏡:卡夫(Cuff)顯微鏡英國(guó)顯微鏡設(shè)計(jì)師JohnCuff在17世紀(jì)中葉設(shè)計(jì)了一種新型的顯微鏡。這種顯微鏡很快得到了人們的喜愛。在以后的很多年里這種顯微鏡被大量地制造和使用(甚至在當(dāng)時(shí)的一些解剖學(xué)著作里都可以看到對(duì)這種顯微鏡的介紹)，同時(shí)又被不斷地改造和完善。它們被統(tǒng)稱為Cuff顯微鏡。第十八頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日這類顯微鏡的特色在于:

(1)新式底座。

(2)獨(dú)特鏡臂結(jié)構(gòu)。

(3)當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的聚光方法?？ǚ?Cuff)顯微鏡

第十九頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日Cuff顯微鏡的功能在當(dāng)時(shí)是最多的.它有三種性能:透射觀察,落射觀察和活體觀察.其中,活體觀察功能是在當(dāng)時(shí)復(fù)式顯微鏡中特有的。

Cuff顯微鏡是當(dāng)時(shí)最好的復(fù)式顯微鏡.Cuff顯微鏡的改進(jìn)型有:Chest顯微鏡,Cuff-Style顯微鏡,Wales顯微鏡等.受到Cuff顯微鏡風(fēng)格影響的顯微鏡有:馬丁顯微鏡等.

第二十頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日Chest顯微鏡

第二十一頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日Cuff-Style顯微鏡Wales顯微鏡第二十二頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日馬丁顯微鏡第二十三頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日歷史上最豪華的顯微鏡:英王GeorgeIII的銀顯微鏡。第二十四頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日在十八世紀(jì)單式顯微鏡取得了很大的發(fā)展,品種不斷推陳出新,出現(xiàn)了很多現(xiàn)代單式顯微鏡的雛形,其中最重要的是解剖鏡的發(fā)明。第二十五頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日十八世紀(jì)解剖鏡的代表----植物標(biāo)本解剖鏡

第二十六頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日十九世紀(jì)的顯微科學(xué)

十九世紀(jì)，隨著工業(yè)革命的進(jìn)行，顯微科學(xué)也同其它學(xué)科一起飛速發(fā)展起來(lái)。其主要的原因是機(jī)械的使用使透鏡的質(zhì)量大大提高和光學(xué)的發(fā)展使顯微鏡的結(jié)構(gòu)更加符合光學(xué)原理。在十九世紀(jì)中葉還出現(xiàn)了顯微攝影，這使得對(duì)微生物的記錄更加準(zhǔn)確。第二十七頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日在十九世紀(jì)的顯微鏡中，比較具有代表性的

顯微鏡有:

Ladd的學(xué)生顯微鏡

歷史上最精美的顯微鏡----Wenham的顯微鏡。結(jié)構(gòu)新穎的水生生物顯微鏡。第二十八頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日Ladd的學(xué)生顯微鏡

英國(guó)人WilliamLadd在1864年制造，采用了當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的齒輪調(diào)焦裝置這個(gè)顯微鏡的鏡臂上多出了一個(gè)在前幾個(gè)世紀(jì)的顯微鏡上都看不到的東西----聚光鏡

十九世紀(jì)的顯微鏡是今天光學(xué)顯微鏡的雛形第二十九頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日較早采用齒輪調(diào)焦裝置的顯微鏡是英國(guó)的Fixed-Mirror單眼顯微鏡

第三十頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日wenham顯微鏡由英國(guó)倫敦人FrancisWenham在1882年制造。有著當(dāng)時(shí)最為精巧先進(jìn)的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)和齒輪調(diào)焦系統(tǒng),聚光系統(tǒng)還有成像系統(tǒng)

。是十九世紀(jì)中性能最好的顯微鏡,也是歷史上最精美的顯微鏡。第三十一頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日結(jié)構(gòu)新穎的水生生物顯微鏡第三十二頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日同時(shí)代的水生生物顯微鏡還有SimpleAquaticMicroscope

第三十三頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日同時(shí)代的其它單式顯微鏡第三十四頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日同時(shí)代的其它復(fù)式顯微鏡早期的鏡身具有反光棱鏡的顯微鏡第三十五頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日Nachet偏振光顯微鏡

最早消除色差的顯微鏡之一最早的偏振光顯微鏡之一第三十六頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日二十世紀(jì)的顯微科學(xué)

由于人們?cè)谖锢?，?shù)學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域取得了非常大的進(jìn)展，顯微鏡的質(zhì)量大大提高。各種新型的顯微鏡也應(yīng)運(yùn)而生。各種新技術(shù)也相繼出現(xiàn)。數(shù)字成像技術(shù)開始了用計(jì)算機(jī)來(lái)處理傳送顯微影象的時(shí)代，使人們記錄顯微影象的方式又前進(jìn)了一步。第三十七頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日二十世紀(jì)中比較具有代表性的顯微鏡JamesSwift與Son的雙目解剖顯微鏡同時(shí)代的解剖鏡還有:美國(guó)的Bausch和Lomb的解剖顯微鏡。現(xiàn)代解剖顯微鏡的結(jié)構(gòu)都是以這個(gè)顯微鏡為模板。最經(jīng)典的復(fù)式顯微鏡:Zeiss實(shí)驗(yàn)室顯微鏡當(dāng)時(shí)與這種顯微鏡結(jié)構(gòu)相近的顯微鏡有:AndrewRoss的顯微鏡;Watson和Sons的顯微鏡。它們都是最早具有(物鏡)轉(zhuǎn)換器的顯微鏡。第三十八頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日第三十九頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日第四十頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日顯微攝影:第四十一頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日新型的現(xiàn)代光學(xué)顯微鏡

倒置顯微鏡熒光顯微鏡萬(wàn)能研究顯微鏡第四十二頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日倒置顯微鏡

物鏡方向朝上，標(biāo)本放在物鏡上方，從下面觀察樣品。適用于觀察培養(yǎng)皿中的樣品，廣泛適應(yīng)于細(xì)胞培養(yǎng)領(lǐng)域。使用相差技術(shù)的這種顯微鏡稱作相差倒置顯微鏡第四十三頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日熒光顯微鏡

利用強(qiáng)烈的經(jīng)過慮光器過濾的激發(fā)光線（紫外光或藍(lán)紫光）激發(fā)標(biāo)本（經(jīng)過熒光染色或沒有）產(chǎn)生熒光進(jìn)行觀察的一種顯微鏡。優(yōu)點(diǎn)：成像對(duì)比強(qiáng)烈，色彩鮮艷，分辨率高，可以觀察到一般不可見的物質(zhì)（如DNA等分子）的分布情況等。現(xiàn)廣泛用于免疫熒光技術(shù)和基因芯片技術(shù)。第四十四頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日另一種熒光顯微鏡第四十五頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日萬(wàn)能研究顯微鏡功能繁多：有明視野，暗視野，相