显微镜基础知识

显微镜简史
因为很多的使用者均是用眼直接对显微镜进行观察，所以了解显微镜与眼晴之间的 相互关系显得很重要。人眼具有区别可见光谱范围可从紫光到红光，但人眼无法区 别紫外光和红外光。人眼也可感觉从黑色到白色之间的所有的亮度灰阶。这样，对 于人眼可看到的图像来说，它应具有可见光谱范围内的颜色变化及光亮度变化。人 眼视网膜上接受光颜色的传感器为锥细胞，能区别光亮度而不能区别光颜色的为杆 细胞。这些细胞位于人眼内后面的视网膜上。眼的前面（见图1）包括虹膜、弯曲
19世纪以来，显微镜发展迅速，性能不断提高，种类不断增加。 现代的显微镜在设计及性能上远远的超过了20世纪中期的显微镜,这首先 是光学玻璃的性能在很大程度上已有了明显的改进，使其可更好的校正 光学象差，人工合成的镀镆技术也已十分先进。同时制造商们也开始在 显微镜控制上采用集成电路技术，使得操作和摄影也较早期容易得多了， 使其自动化程度更高,进而不仅更能适应复杂的工作任务，同时也极大地 降低了使用者的工作强度.
图1所示为英国显微学家Robert Hooke在1660年发明的一种复合型显微 镜。这种类似工艺品显微镜在标本的附近装有物镜，它的调焦方式采用转 动显微镜的镜筒来改变物镜与标本之间的距离来实现. 图1 中显微镜的采用油灯和装满水的球形瓶来照明。灯发出的光线为散射 光，通过球形瓶后汇聚在标本上。这类早期的显微镜存在色差（或球差）， 在白光照明的情况下其图像存在蓝色和红色的光晕。
显微镜简史
18世纪和19世纪，伴随着复式 显微镜机械和光学质量的大大改 进，先进的机械工具使复杂的零 件得以加工和制造。在18世纪 中期，黄铜合金被用来制作高质 量的显微镜。此期间英国及德国 的显微镜制造厂大量生产显微镜。 他们的产品从设计及制作上均有 很大的变化，但由于总的原理限 制了产品的特性，使它保持在一 个相对固定的状态。图5所示的 显微镜是由Hugh Powell and Peter Lealand在1850间制造 的。三角型的底座给显微镜提供 了稳定的支撑。在这期间，多数 人均认同这种结构。
显微镜简史
大约在500年之前，简单的玻璃放大镜 就已经发明出来了。这种放大镜为凸透 镜（中间比边缘厚）。将放大镜放于标 本与眼晴之间即可进行调焦。这种“简 单显微镜”可通知过增加视角将图像放 大并成于视网膜上。
在1600年，通过Anton von Leeuwenhoek的 努力使该类“简单显微镜”或称之为放 大玻璃的性能达到了最完善的状态。这 种简单显微镜可用来观单细胞的动物 （他称这为微生物）及一些较大的细菌。 这类产品见图3。由一个十分靠近人眼 的放大镜将标本成像成于标本同一边， 该图像看起来距人眼大约为10英寸远。 该像为虚像，不能被胶片捕获。
Leabharlann Baidu 显微镜简史
在19世纪末期，由于在显微镜的制造上 产生了较为激烈的竞争及发展，制造成 本成为一个重要的因素。黄铜作为一种 显微镜的制造材料已显得十分昂贵。用 黄铜制作的显微镜主体及其它零件需要 冗长的加工及抛光工期。为了降低成本 显微镜制商开始在显微镜的主体、载物 台及其它外露的非运动部件上采用喷漆 的工艺方式。
显微镜基础知识 技术交流
CIS技术部2005-12
主要内容
显微镜的历史 光学显微镜基础知识 显微镜的分类及正确了解和使用显微镜 显微镜的安装和维护保养
显微镜简史
显微镜是用来对微小物体进行视觉或摄 影放大的仪器。显微镜必须具备三种功 能： 产生标本的放大图像 可分辨图像的细微结构 呈现可被人眼及摄影装置分辨的细微结 构
的角膜分别用于接受光线和将其聚焦到视网膜上。
要使图像看起来清晰，在视网膜上的图 像应有一个恰当的视角。在相邻视网膜 细胞之间的光强度变化，使眼可区分其 上面成像的细节。此外相邻细节之间应 有足够的对比度使图像可分辨。 因为人眼中透镜改变形状的能力有限， 位于很近的目标无法在视网膜上成像。 在一般的情况下，人眼成像的距离为10 英寸或25CM。
在20世纪初许多显微镜制造商开始采用 铸铁来代替黄铜制作显微镜的主体及载 物台。他们也开始在一些重要的黄铜零 件上采用电镀的方法来进行表面处理， 例如手轮、物镜筒、目镜及机械载物台 的部件（见图6）。这类的显微镜基本上 仍然采用一种共同的设计方式，均采用 单筒目镜，收集外部光源的载物台下反 射镜。
显微镜简史
显微镜简史
前面的章节涉及了显微镜的基本概念以及 从17世纪到现代的简要发展史。事实上， 对于显微镜来讲，作为一种常见的科学仪 器，显微镜广泛应用于多类科研、常规检 查及教育的各个领域，如对科学家来说， 显微镜及显微摄影术很早就是一个有用的 科研工具了。同时，在显微镜的发展过程 中，也极大地推动了细胞学、微生物学、 遗传学、病理学、材料学以及最新的半导 体产业的发展。在生命之谜的研究上显微 镜也起了很大的作用。
右图所示为Olympus Provis AX70研究 显微镜。这种显微镜代表了目前最先进 的设计及工艺。它集合了多种照明（落 射及透射）,多种观察方式(偏光，DIC， 荧光及相衬)的能力。它的摄影装置相当 完善，可执行点测光，自动曝光控制， 柔性的连续变倍，使取景更容易。Y形的 机架设计具备了很好的可操作性，稳定 性。光、机、电控制的完美结合，使得 操作起来十分容易,是现代先进显微镜的 代表.
显微镜简史
大约在1600年左右，由于荷兰Janssen兄弟及意大利伽利略的努力，复式 显微镜被发明出来。这种显微镜最简单的形式由两片凸透镜组成，一片为 物镜靠近标本，目镜则靠近使用者的眼睛。 复式显微镜分两步放大。物镜将一放大的图象成于镜体筒中，目镜将物镜 投入的图象再放大
复式显微镜发展于17世纪和18世 纪，它的发展受到光学像差的困扰 （色差和球差）。这种缺陷是由于 采用多个透镜而带来的。此期间， 这类显微镜成像质量实际上要比单 透镜显微镜产品差，其成象往往很 模糊，并存在由色差带来的彩色晕 圈。这样不但使成象的质量变坏而 且降低了成像的分辨率。在17世纪 中期，制造者发现了采用色散不同 的两种玻璃制作透镜可降低或消除 色差。这种发现最先在比显微镜镜 片大的望远镜镜片中。直到18世纪 后这种校正色差的透镜才在显微镜 上广泛应用。