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显微镜

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光学显微镜
使用小型样品的观察
知名实验生物细胞的发现
发明者汉斯·李普希
查哈里亚斯·杨森英语Zacharias Janssen
相关事物显微镜
电子显微镜
光学显微镜是一种利用透镜产生光学放大效应的显微镜。
光学显微镜是一种利用透镜产生光学放大效应的显微镜。
现代体视显微镜的光学设计:A - 物镜  B - 伽利略望远镜(rotating objectives)C - 缩放控制D - 内部物镜E - 棱镜F - 中继透镜  G - 分划板H - 接目镜
现代体视显微镜的光学设计:
A - 物镜 B - 伽利略望远镜(rotating objectives
C - 缩放控制D - 内部物镜E - 棱镜
F - 中继透镜 G - 分划板H - 接目镜

显微镜泛指将微小不可见或难见物品之影像放大,而能被肉眼或其他成像仪器观察之工具。日常用语中之显微镜多指光学显微镜,放大倍率和清析度(聚焦)为显微镜重要因素。

显微镜是在1590年由荷兰詹森父子所首创。显微镜的类型有许多。最常见的(和第一个被发明的)是光学显微镜,其他主要的显微镜类型包括电子显微镜扫描探针显微镜等。

发明

最早的显微镜是17世纪在荷兰制造出来,发明者是亚斯·詹森,荷兰眼镜商。同时另一位荷兰科学家汉斯·利珀希也制造了显微镜。后来有两个人开始在科学上使用显微镜,第一个是意大利科学家伽利略。他在1611年通过显微镜观察到一种昆虫后,第一次对它的复眼进行了描述。第二个是荷兰亚麻织品商人雷文霍克(1635年-1703年),他自己学会了磨制透镜。他第一次描述了许多肉眼所看不见的微小植物和动物。

1953年,弗里茨·塞尔尼克因为对相衬法的证实,发明相衬显微镜获得诺贝尔物理学奖

1986年,恩斯特·鲁斯卡因研制第一台透视电子显微镜获得诺贝尔物理学奖格尔德·宾宁海因里希·罗雷尔因研制扫描隧道显微镜获得诺贝尔物理学奖

2014年10月8日,诺贝尔化学奖颁给了艾力克·贝齐格 (Eric Betzig),W·E·莫尔纳尔 (William Moerner)和斯特凡·W·赫尔 (Stefan Hell),奖励其发展超分辨荧光显微镜 (Super-Resolved Fluorescence Microscopy),带领光学显微镜进入纳米级尺度中。[1][2]

2017年,雅克·杜博歇约阿希姆·弗兰克理查德·亨德森因研制用于溶液内生物分子的高分辨率结构测定的低温电子显微镜获得诺贝尔化学奖

用途

种类

显微镜种类
显微镜种类

下文并未把所有种类显微镜列表,只是简介较知名的类型。其他尚有像紫外线显微镜、X光显微镜、离子显微镜等,仅用于较专门需要而开发的,少量生产的特种用途显微镜。

光学显微镜

光学显微镜的基本结构(二十世纪90年代): 1.目镜(又称为接目镜或眼透镜) 2.物镜转换器 3. 物镜 4.粗调旋钮 5.微调旋钮 6.载物台 7. 光源 8.光阑和聚光器 9.推进器(又称为推片器)
光学显微镜的基本结构(二十世纪90年代):

1.目镜(又称为接目镜或眼透镜)
2.物镜转换器
3. 物镜
4.粗调旋钮
5.微调旋钮
6.载物台
7. 光源
8.光阑和聚光器
9.推进器(又称为推片器)
光学显微镜的基本结构(二十世纪初期): 1.目镜(又称为接目镜或眼透镜) 2.物镜转换器 3. 物镜 4.粗调旋钮 5.微调旋钮 6.载物台 7. 反光镜 8.光阑和聚光器
光学显微镜的基本结构(二十世纪初期):

1.目镜(又称为接目镜或眼透镜)
2.物镜转换器
3. 物镜
4.粗调旋钮
5.微调旋钮
6.载物台
7. 反光镜
8.光阑和聚光器

利用透镜放大物像送到眼睛或成像仪器,分辨率大约为一微米,可以看到细胞大小的物品。一般来说显微镜大都是指光学显微镜,光学显微镜依设计的不同,又可分为正立显微镜倒立显微镜(又称倒置显微镜)和解剖显微镜(又称实体显微镜立体显微镜);又有偏光显微镜:又称为岩石显微镜、矿物显微镜或金属显微镜,用以观察岩石、矿物及金属表面,是利用光的不同性质(偏光)而做成的;相衬显微镜:观察变形虫、草履虫等透明生物时,所使用的显微镜。它的特殊装置可以将光透过生物体所产生的偏差,改变为明暗不同;又结合光学显微镜并利用激光光作为光源,以达到特殊观察需求的有共聚焦显微镜(又译作共轭焦显微镜)。

电子显微镜

体视显微镜
体视显微镜

在20世纪初的一种光学显微镜显著替代被开发,利用电子而不利用光线来产生图像。于1931年,恩斯特·鲁斯卡(Ernst Ruska)开始开发第一个电子显微镜- 透射电子显微镜(TEM)。透射电子显微镜的工作原理和光学显微镜有相同的原理,但在使用光的地方用电子代替,在使用玻璃透镜的地方用电磁铁代替。使用电子而不是光线允许更高的分辨率。

紧接着透射电子显微镜的开发,是马克斯·诺尔英语Max Knoll在1935年开发的扫描电子显微镜(SEM)。[3]

不使用光线而利用电子流来照射标本来观察的显微镜。由于电子用肉眼看不出,因此就使电子透过观察材料,而映在涂有萤光剂的板子上,这种方法称为穿透式电子显微镜。另一种方法是以电流在观察材料的表面移动,然后使观察材料所放出的二次电子流映在真空管上,以这种方式观察的称为扫描式电子显微镜。穿透式电子显微镜可放大80万倍,可以看出分子的形象;扫描式电子显微镜可用以观察立体的表面,放大倍率约20万倍。电子显微镜分为透射电子显微镜、能量过滤透过式电子显微镜、扫描电子显微镜、场发射扫描电子显微镜、扫描透射电子显微镜等类型。某些电子显微镜甚至能看到单一原子。原理:物质波理论告诉我们,电子也具有波动性质,所以可以用类似光学显微镜的原理,做成显微镜。不一样的是,这里将凸透镜改成磁铁,由于电子的波长可见光短,所以他可以比光学显微镜“看”到更小的东西,如:病毒

扫描探针显微镜

是机械式地用探针在样本上扫描移动以探测样本影像的显微镜。

扫描隧道显微镜

STM用来看金属表面,它是利用量子物理穿隧效应古典物理认为,物质不能穿过位垒,但量子物理告诉我们:物质有机会穿过位垒,而他穿过位垒的几率和位垒的宽度有关。利用一通电的针状物体,靠近金属表面,则电场使电子附近的位能出现位垒形式,此时就有机会观测到跑出金属表面的电子,再利用穿过位垒的几率和位垒的宽度有关的特性,就可以推出针到金属表面的距离,因此可"看"到金属表面。

原子力显微镜

原子力显微镜(Atomic Force Microscope,简称AFM)用来探测样本表面与探针交互作用力,推出探针到样本表面的距离,因此可“看”到非金属或金属表面。

显微镜展示框

  • 实验室显微镜
    实验室显微镜
  • 双目实验室显微镜
    双目实验室显微镜
  • 显微镜双目转接器
    显微镜双目转接器
  • 体视显微镜
    体视显微镜
  • 显微镜物镜
    显微镜物镜
  • 显微镜物镜
    显微镜物镜
  • 显微镜物镜
    显微镜物镜
  • 显微镜接目镜
    显微镜接目镜
  • Microscope measuring eyepiece
    Microscope measuring eyepiece
  • 体视显微镜接目镜
    体视显微镜接目镜
  • 显微镜接目镜
    显微镜接目镜
  • 显微镜接目镜
    显微镜接目镜

显微镜的机械部件

参看

各式显微镜
各式显微镜

参考资料

  1. ^ Ritter, Karl; Rising, Malin. 2 Americans, 1 German win chemistry Nobel. AP News. October 8, 2014 [October 8, 2014]. (原始内容存档于2018-10-02). 
  2. ^ Chang, Kenneth. 2 Americans and a German Are Awarded Nobel Prize in Chemistry. New York Times. October 8, 2014 [October 8, 2014]. 
  3. ^ Knoll, Max. Aufladepotentiel und Sekundäremission elektronenbestrahlter Körper. Zeitschrift für technische Physik. 1935, 16: 467–475. 
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显微镜
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