偏光鏡下的微距世界

顯微鏡下的世界理應(yīng)與平常不同，但是這些畫面似乎過于超現(xiàn)實(shí)了。這些有機(jī)物晶體的顯微照片呈現(xiàn)出現(xiàn)代繪畫一樣濃烈的色彩，以及洛可可式的精細(xì)輪廓。其實(shí)它們是復(fù)雜的化工體系的一部分，被慎重地賦予了似乎生僻的名稱。用偏光顯微鏡疊加而成的照片，顯示出它們不為人知的一些結(jié)構(gòu)。

Indole 吲哚

溶液中的晶體常常從一個(gè)凝結(jié)核開始生長(zhǎng)，就像珍珠包裹著沙子生長(zhǎng)一樣。圖中是氯仿溶液中的吲哚晶體，很難想象這樣美麗的晶體其實(shí)是糞便氣味的主要成分，但是當(dāng)它濃度很小時(shí)，散發(fā)的是橘子花的香味。

1.Isatin 靛紅

靛紅的晶體像不規(guī)則的落葉，它是重要的染料原料。

2.Urea 尿素

和生長(zhǎng)中的晶體不同，溶化中的晶體輪廓更圓滑，因?yàn)榫w的棱角會(huì)首先溶解。圖中是尿素的晶體正在溶化。

3. Dichloro naphthol 二氯萘酚

二氯萘酚晶體呈現(xiàn)典型的針狀，因?yàn)樗诳v向上的生長(zhǎng)速度遠(yuǎn)比其他方向要快。

4. Hippuric acid 馬尿酸

馬尿酸像年輪一樣的生長(zhǎng)紋，表明它怎樣由幾個(gè)凝結(jié)核開始，一步步占據(jù)了整個(gè)平面，劃分了各自的地盤。

偏光顯微鏡下的有機(jī)物的晶體，比無機(jī)物更加復(fù)雜精細(xì)。

O-Acetoacetanisidide 鄰乙酰乙酰氨基苯甲醚鄰乙酰乙酰氨基苯甲醚的晶體形狀類似泰森多邊形，這是一種地理學(xué)分區(qū)中常用的圖形。由于晶體生長(zhǎng)的速度稍有快慢，多邊形的邊界并不整齊。

Acetoacetyl-2-chloroanilide 乙酰乙酰鄰氯苯胺乙酰乙酰鄰氯苯胺是染料工業(yè)中常見的原料，它的針狀晶體在偏光顯微鏡下色彩斑斕。

有機(jī)物的晶體大多數(shù)是分子晶體，它們依靠分子之間的范德華力結(jié)合。它們大多數(shù)可以溶于酒精、氯仿等有機(jī)溶劑，有的也可以溶于水。

Hexadecanedioic Acid 十六烷二酸

十六烷二酸的分子比前面的有機(jī)物分子更復(fù)雜，因此結(jié)晶的形狀也像羽毛一樣更無規(guī)則。

從有機(jī)物的晶體可以推斷它們的分子結(jié)構(gòu)，特別是20 世紀(jì)初X 射線衍射技術(shù)出現(xiàn)之后。

S-benzyl thiouronium Chloride 芐基氯代類硫脲

在偏光顯微鏡下，它的結(jié)晶和DDT 相似，規(guī)則的顏色變化表明了它的球粒狀結(jié)構(gòu)。

大衛(wèi)#8226;馬林為顯微照片染色，把它變成色彩濃烈的現(xiàn)代繪畫。微觀世界的復(fù)雜和魅力并不亞于光年尺度的天體。

Dinitrophenylhydrazine 二硝基苯肼

二硝基苯肼和TNT 類似，是一種危險(xiǎn)的炸藥原料，并且有很強(qiáng)毒性。它的分子結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，結(jié)晶也比較規(guī)則。

自然光線進(jìn)入某些晶體時(shí)會(huì)發(fā)生雙折射現(xiàn)象，于是透過這些晶體看物體會(huì)看到重影。在偏光顯微鏡下，可以清楚地分辨有雙折射現(xiàn)象的晶體。

Anthrone 蒽酮

蒽酮是另一類復(fù)雜的有機(jī)物，擁有三個(gè)苯環(huán)。在暗場(chǎng)照明下顯示出劇場(chǎng)一樣華麗的彩色效果。

【大衛(wèi)#8226;馬林和偏光顯微鏡】

大衛(wèi)#8226;馬林以宇宙天體的攝影師聞名，但是很少有人知道他和微觀世界的淵源。他拍攝的馬頭星云是天文攝影中最經(jīng)典的杰作之一，人們稱他為“給星星上色的人”。因?yàn)樘煳臄z影的照片大多是黑白的，并不像我們?cè)谔煳酿^看到的那樣色彩斑斕。

馬林使用了一種新方法讓照片變成彩色，這種方法來源于他作為化學(xué)家的18 年經(jīng)歷：他在英國(guó)鉆研過顯微攝影技術(shù)，除了讓照片對(duì)比更強(qiáng)烈，細(xì)節(jié)更明顯，他還將不同波長(zhǎng)下拍攝的照片任意配上紅綠藍(lán)三原色，然后疊加成彩色照片。這樣的彩色效果華麗神秘，讓天文照片走進(jìn)藝術(shù)攝影的領(lǐng)域。從1975 到2001 年，他供職于悉尼的英澳天文臺(tái)(AAO)，作為宇宙星體的攝影師贏得了巨大的聲譽(yù)。1986 年，他被皇家天文學(xué)會(huì)授予Jackson-Gwilt 獎(jiǎng)。雖然在現(xiàn)代的天文攝影中，數(shù)碼CCD 已經(jīng)基本代替了銀基底片，但是馬林所擅長(zhǎng)的星云攝影技術(shù)短時(shí)間內(nèi)還不會(huì)被淘汰。

2001 年離開英澳天文臺(tái)后，大衛(wèi)#8226;馬林開始經(jīng)營(yíng)個(gè)人事業(yè)——David Malin Images (DMI)。他將高超的攝影技術(shù)帶回到微觀領(lǐng)域，毫無意外地選擇了有機(jī)物晶體。比起分子簡(jiǎn)單的無機(jī)物，有機(jī)物的分子晶體形態(tài)更加細(xì)微多變，更重要的是，有很多方法可以使有機(jī)物的照片獲得彩色圖案。只要巧妙地利用偏振光，就能使有機(jī)物隨著旋光和雙折射的差異產(chǎn)生特殊的明暗差別。

和蜜蜂不同，人眼不能分辨偏振光和普通光有什么區(qū)別，除非借助檢偏振片，就像黑白液晶屏和立體電影的眼鏡一樣。在偏振光中，光波的振動(dòng)只存在于一個(gè)方向。在偏光顯微鏡里，首先用起偏振片產(chǎn)生特定方向的偏振光，然后用檢偏振片來檢驗(yàn)偏振光的存在和方向：有機(jī)物的晶體可能讓偏振光的振動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)一定角度，也可能對(duì)不同的偏振光有不同的折射率。不同方向偏振光所拍攝的照片，會(huì)有不同的明暗輪廓，將它們添加上不同的顏色，就成了文中色彩絢麗的照片。

對(duì)于天文和化學(xué)的專業(yè)研究來說，彩色照片并不是必要的。顯微攝影只要分析形態(tài)就行了，至于顏色，有光譜分析這一門學(xué)問來專門處理。但是對(duì)于普通的公眾和天文愛好者，正是彩色照片吸引了他們進(jìn)入天體的艷美的世界，微觀的晶體也同樣如此。事實(shí)上，它的復(fù)雜程度和魅力并不會(huì)亞于那些比它大上萬億倍的星球。