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14. 可以看见细胞的仪器
放大一个物体要用放大镜。通常放大镜的放大倍数只有几倍， 最多也只有30 ～40 倍。放大倍数再高些就要用显微镜了。
科学技术上的许多发现和发明都是偶然做出的。这些偶然事件只是在一些有心人的眼里才被重视起来。显微镜就是这样的发明。
凸透镜可以得到放大的物像很早就被人们认识到了， 少年儿童常拿它们放大物像， 或聚集太阳光以点燃纸片、布片等。
在1590 年， 两个荷兰小孩在父亲不在家时， 偷偷溜进了父亲的工作室玩弄镜片。哥哥玩得很得意， 得意之时拿来了一个铜管， 在铜管两端各装一个凸透镜片。哥哥拿起他的“新发明”对着一本书， 他发现书中的逗号竟然像一个小蝌蚪。哥哥的发现使弟弟感到很有趣， 弟弟拿着它对准了哥哥的眼睛， 他发现， 哥哥的眉毛竟然像一根根小木棍。
兄弟俩神奇的发现引起了父亲的重视。父亲詹森用了一支可以伸缩的管子， 在两端装上凸透镜片， 制出了世界上第一台显微镜。当詹森调节好管子后， 可以看清很小的物体。人们把詹森父子的发明称做“小魔管”， 并且风靡了欧洲。
最初的显微镜只是一种玩物。后来， 荷兰德尔夫特市政厅的一个看门人列文虎克也喜欢磨制透镜， 并对显微镜有兴趣。1665 年， 列文席克将自己磨制的几个镜片叠起来， 它的放大倍数可达100 多倍。
列文虎克用他的显微镜发现了微生物的世界。这的确是一个奇妙的新天地， 一个前所未见的世界。当时， 许多人都前来用列文虎克的显微镜看看， 甚至高贵的英国女王也希望看上一看， 以饱眼福。
1685 年， 英国科学家胡克对显微镜进行了改造。借助它， 胡克看到了生物体的基本单位――细胞。
像望远镜一样， 显微镜的发展受到透镜色差的影响。过了100 多年， 到1830 年， 消色差的显微镜才研制出来。后来， 德国人蔡斯制造出第一台优质的现代显微镜。
显微镜的种类很多， 如双目立体显微镜、金相显微镜、干涉显微镜、偏振光显微镜、荧光显微镜、相衬显微镜、X 射线显微镜等。这些显微镜被应用于许多部门。
显微镜的构造并不复杂， 通常由两块凸透镜构成。因此可以形成放大的倒立的虚像。现代显微镜的放大倍数最高放大2 ， 000 ～3 ， 000 倍， 由于衍射效应， 它的分辨率最多可达0. 2 微米(2， 000 埃) 。
显微镜的用途很广， 如医生化验时用显微镜观看细菌或病毒， 医生做显微外科手术也要用显微镜。在工业部门中， 集成电路的装配和焊接也要在显微镜下操作。
举例来说， 荷兰物理学家泽尼克发明的相衬显微镜就是一种很重要的显微镜。使用显微镜的人常常想把样品的全部细节看清楚。像胡克观察细胞时就应用了染色技术， 偏振光也有助于提高观察样品细节的水平。
我们知道， 人眼对光波的振幅( 强度) 变化有反应， 但是对光波的位相变化是没有感觉的。透明物体对穿过它的光波是有影响的， 而观测者是感觉不到的。
泽尼克发明的装置很简单， 借此可以将透明物体的细节清晰地显现出来。泽尼克的这种显微镜对于观察透明的生物物质的细节有重要意义， 并且对冶金样品的观察也是很重要的。泽尼克并不只限于理论分析， 他还亲手做了一台样品。
1932 年， 他将这台显微镜带到著名的蔡斯光学仪器厂。一位年长科学家告诉他， 如果真有价值的话， 我们蔡斯厂早就会制作了。尽管蔡斯厂不信任泽尼克， 但不久之后， 蔡斯厂还真的造出了相衬显微镜， 并推向了市场。第二次世界大战后， 美国和英国也很重视泽尼克的理论， 开始组织研制。
泽尼克本人也因相衬显微镜获得1953 年度的诺贝尔物理奖。有意思的是， 多数科学家都是因为现代物理学研究成果而获得诺贝尔物理奖， 可是泽尼克的获奖却是由于名符其实的“经典”研究成果。
光学显微镜的放大倍数有限， 如果放大倍数进一步提高， 则要用电子显微镜( 简称电镜) 。它是利用电子透镜聚焦电子来形成放大倍数很高的图像设备， 放大倍数可达100 万倍以上。
电镜是德国物理学家诺尔和鲁斯卡于1932 年发明的，它突破了光学显微镜的分辨极限。
中国的电子显微镜也获得了极大的发展， 仅举近十年的两个的例子于下： 1982 年， 在美国IBM 公司的苏黎世实验室工作的物理学家宾尼和罗雷尔共同研制成功世界上第一台扫描隧道显微镜( 简称ST M) 。使人类第一次可以看到物质表面的原子排列。为此， 他们俩获得1986 年的诺贝尔物理奖。
1987 年， 留美博士白春礼回国后主持研制STM， 并于1988 年4 月取得成功。这使得中国在表面研究上跨入“原子世界”。1990 年11 月， 白春礼等人观察到DNA 分子的的三链辫状的缠绕结构。这是世界上首次观察到DNA 的三链辫状结构。
1993 年6 月， 中科院北京电子显微镜实验室和大连理工大学研制成功光子扫描隧道显微镜， 分辨率达到10 纳米。
光学显微镜自身发展已到尽头， 但是， 激光技术的引进给光学显微镜注入了活力。1989 年， 美国加利福尼亚大学伯克利分校的生物学教授比尔登首次观察到一种激光反馈干涉现象， 根据这一发现， 他们又进一步研制出激光反馈显微镜， 它的分辨能力可与扫描电子显微镜相媲美。这种显微镜将在半导体工业大显神威， 并在生物研究领域有广泛的应用范围。一般来说， 扫描电子显微镜只能探测无生命的固定样品， 而激光反馈显微镜则能探测生物的活组织。对于半导体芯片， 电子显微镜的电子束会破坏芯片， 激光束则不会。激光反馈显微镜的优良性能受到人们的重视， 比尔登说： “光学显微镜没有走到尽头， 我认为， 我们将使它发展到一个新阶段。”
科学技术上的许多发现和发明都是偶然做出的。这些偶然事件只是在一些有心人的眼里才被重视起来。显微镜就是这样的发明。
凸透镜可以得到放大的物像很早就被人们认识到了， 少年儿童常拿它们放大物像， 或聚集太阳光以点燃纸片、布片等。
在1590 年， 两个荷兰小孩在父亲不在家时， 偷偷溜进了父亲的工作室玩弄镜片。哥哥玩得很得意， 得意之时拿来了一个铜管， 在铜管两端各装一个凸透镜片。哥哥拿起他的“新发明”对着一本书， 他发现书中的逗号竟然像一个小蝌蚪。哥哥的发现使弟弟感到很有趣， 弟弟拿着它对准了哥哥的眼睛， 他发现， 哥哥的眉毛竟然像一根根小木棍。
兄弟俩神奇的发现引起了父亲的重视。父亲詹森用了一支可以伸缩的管子， 在两端装上凸透镜片， 制出了世界上第一台显微镜。当詹森调节好管子后， 可以看清很小的物体。人们把詹森父子的发明称做“小魔管”， 并且风靡了欧洲。
最初的显微镜只是一种玩物。后来， 荷兰德尔夫特市政厅的一个看门人列文虎克也喜欢磨制透镜， 并对显微镜有兴趣。1665 年， 列文席克将自己磨制的几个镜片叠起来， 它的放大倍数可达100 多倍。
列文虎克用他的显微镜发现了微生物的世界。这的确是一个奇妙的新天地， 一个前所未见的世界。当时， 许多人都前来用列文虎克的显微镜看看， 甚至高贵的英国女王也希望看上一看， 以饱眼福。
1685 年， 英国科学家胡克对显微镜进行了改造。借助它， 胡克看到了生物体的基本单位――细胞。
像望远镜一样， 显微镜的发展受到透镜色差的影响。过了100 多年， 到1830 年， 消色差的显微镜才研制出来。后来， 德国人蔡斯制造出第一台优质的现代显微镜。
显微镜的种类很多， 如双目立体显微镜、金相显微镜、干涉显微镜、偏振光显微镜、荧光显微镜、相衬显微镜、X 射线显微镜等。这些显微镜被应用于许多部门。
显微镜的构造并不复杂， 通常由两块凸透镜构成。因此可以形成放大的倒立的虚像。现代显微镜的放大倍数最高放大2 ， 000 ～3 ， 000 倍， 由于衍射效应， 它的分辨率最多可达0. 2 微米(2， 000 埃) 。
显微镜的用途很广， 如医生化验时用显微镜观看细菌或病毒， 医生做显微外科手术也要用显微镜。在工业部门中， 集成电路的装配和焊接也要在显微镜下操作。
举例来说， 荷兰物理学家泽尼克发明的相衬显微镜就是一种很重要的显微镜。使用显微镜的人常常想把样品的全部细节看清楚。像胡克观察细胞时就应用了染色技术， 偏振光也有助于提高观察样品细节的水平。
我们知道， 人眼对光波的振幅( 强度) 变化有反应， 但是对光波的位相变化是没有感觉的。透明物体对穿过它的光波是有影响的， 而观测者是感觉不到的。
泽尼克发明的装置很简单， 借此可以将透明物体的细节清晰地显现出来。泽尼克的这种显微镜对于观察透明的生物物质的细节有重要意义， 并且对冶金样品的观察也是很重要的。泽尼克并不只限于理论分析， 他还亲手做了一台样品。
1932 年， 他将这台显微镜带到著名的蔡斯光学仪器厂。一位年长科学家告诉他， 如果真有价值的话， 我们蔡斯厂早就会制作了。尽管蔡斯厂不信任泽尼克， 但不久之后， 蔡斯厂还真的造出了相衬显微镜， 并推向了市场。第二次世界大战后， 美国和英国也很重视泽尼克的理论， 开始组织研制。
泽尼克本人也因相衬显微镜获得1953 年度的诺贝尔物理奖。有意思的是， 多数科学家都是因为现代物理学研究成果而获得诺贝尔物理奖， 可是泽尼克的获奖却是由于名符其实的“经典”研究成果。
光学显微镜的放大倍数有限， 如果放大倍数进一步提高， 则要用电子显微镜( 简称电镜) 。它是利用电子透镜聚焦电子来形成放大倍数很高的图像设备， 放大倍数可达100 万倍以上。
电镜是德国物理学家诺尔和鲁斯卡于1932 年发明的，它突破了光学显微镜的分辨极限。
中国的电子显微镜也获得了极大的发展， 仅举近十年的两个的例子于下： 1982 年， 在美国IBM 公司的苏黎世实验室工作的物理学家宾尼和罗雷尔共同研制成功世界上第一台扫描隧道显微镜( 简称ST M) 。使人类第一次可以看到物质表面的原子排列。为此， 他们俩获得1986 年的诺贝尔物理奖。
1987 年， 留美博士白春礼回国后主持研制STM， 并于1988 年4 月取得成功。这使得中国在表面研究上跨入“原子世界”。1990 年11 月， 白春礼等人观察到DNA 分子的的三链辫状的缠绕结构。这是世界上首次观察到DNA 的三链辫状结构。
1993 年6 月， 中科院北京电子显微镜实验室和大连理工大学研制成功光子扫描隧道显微镜， 分辨率达到10 纳米。
光学显微镜自身发展已到尽头， 但是， 激光技术的引进给光学显微镜注入了活力。1989 年， 美国加利福尼亚大学伯克利分校的生物学教授比尔登首次观察到一种激光反馈干涉现象， 根据这一发现， 他们又进一步研制出激光反馈显微镜， 它的分辨能力可与扫描电子显微镜相媲美。这种显微镜将在半导体工业大显神威， 并在生物研究领域有广泛的应用范围。一般来说， 扫描电子显微镜只能探测无生命的固定样品， 而激光反馈显微镜则能探测生物的活组织。对于半导体芯片， 电子显微镜的电子束会破坏芯片， 激光束则不会。激光反馈显微镜的优良性能受到人们的重视， 比尔登说： “光学显微镜没有走到尽头， 我认为， 我们将使它发展到一个新阶段。”
