在發(fā)明顯微鏡之前,人們所能觀察到的最小事物無非就是小昆蟲、花草種子、塵土等。
01"顯微鏡是如何發(fā)明的
古羅馬的學者曾提到了“點火石”,即能用來點燃雜草的透明石頭,它還有放大功能,因此叫“放大器”。之后一直到1604年,荷蘭發(fā)明家詹森父子發(fā)明了第一臺可以觀察微小物體的機器,這也是傳統(tǒng)光學顯微鏡的雛形。它的出現(xiàn)觸發(fā)了一場科學革命,把人類的視野帶入到一個全新的世界。
17世紀70年代,荷蘭代爾夫特市有一位名叫列文虎克的發(fā)明家。年輕時,他曾在眼鏡店學習過磨制眼鏡片的手藝,到了晚年,他還常常用磨制鏡片來打發(fā)時間。
一天,他無意間透過兩塊鏡片觀察,發(fā)現(xiàn)鏡片后面的小鐵釘一下子變大了很多倍,這個發(fā)現(xiàn)引起了他很大的興趣,于是他拿了一點牙垢并用兩塊鏡片觀察,結(jié)果發(fā)現(xiàn)里面蠕動著很多奇怪的小東西。列文虎克又動手做了一個金屬支架、一個小圓筒,把兩塊鏡片分別裝在圓筒兩頭,還安上旋鈕來調(diào)節(jié)兩塊鏡片間的距離。就這樣,世界上第一臺真正意義上的光學顯微鏡誕生了!
后來,列文虎克被認為是顯微鏡學研究的奠基人,對細胞學說的建立起到了巨大的作用。
細胞學說的創(chuàng)立大大推進了人類對自然界生命的認識,有力促進了生命科學的發(fā)展。
02"顯微鏡的分類
目前,人類已經(jīng)發(fā)明了很多種類的顯微鏡。我要向大家介紹其中的三種,即生物顯微鏡、體視顯微鏡,以及電子顯微鏡。
我們一般所說的顯微鏡其實是生物顯微鏡,它由目鏡、物鏡、鏡筒,以及載物臺等部件組成,廣泛應(yīng)用于觀測細胞。
生物顯微鏡對觀察對象的要求較高,一般需要觀察對象比較薄,具有較好的透光性才行。所以,在使用生物顯微鏡時,需要對標本進行一定的處理。
體視顯微鏡的使用就方便得多,直接將物體放到載物臺上就可以進行觀察,而且可以是不透光的物體。當然,體視顯微鏡對觀察對象的放大倍數(shù)相對較小,一般只有幾十倍。所以,很多研究者會將體視顯微鏡和生物顯微鏡結(jié)合起來使用。例如,想觀察一只昆蟲標本,可以先用體視顯微鏡觀察整只昆蟲標本,然后再從標本上割取感興趣的部位,放到生物顯微鏡上仔細觀察。
電子顯微鏡,簡稱“電鏡”。其工作原理是,在真空中,由電子槍發(fā)射電子束穿過被研究的物體,經(jīng)電子透鏡聚焦放大。因為電子波的波長大約是可見光波長的10萬分之一,故可大大提高顯微鏡的分辨能力,也就是說,光學顯微鏡看不到的,就需要用它去觀察。第一臺電子顯微鏡是在1930年代由諾爾和盧斯卡發(fā)明。
03"顯微鏡助推科技發(fā)展
顯微鏡在如今的科研中起到不可或缺的作用。
在醫(yī)學領(lǐng)域中,顯微鏡主要用來檢查患者的體液變化、入侵人體的病毒、細胞組織結(jié)構(gòu)的變化等信息,為醫(yī)生提供制定治療方案的參考依據(jù)和驗證手段。在基因工程、顯微外科手術(shù)中,顯微鏡更是醫(yī)生的必備工具。
在農(nóng)業(yè)方面,作物育種、病蟲害防治、土壤重金屬污染物檢測等工作,都離不開顯微鏡的幫助。
在工業(yè)領(lǐng)域中,精細零件的加工檢測和裝配、材料的性能研究也是借助顯微鏡來完成的。
此外,環(huán)保部門、地礦工作、文物考古等行業(yè),甚至日常生活的美容美發(fā)都會用到顯微鏡。
你看,顯微鏡與人們生產(chǎn)生活的結(jié)合是多么緊密!顯微鏡已經(jīng)是現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展進步不可缺少的檢測儀器。隨著顯微鏡技術(shù)的發(fā)展與進步,顯微鏡的分辨率、成像率和清晰度不斷得到提高,功能更為齊全,為現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展提供更加強大的助推力。