
显微镜的问世
世界上第一台简易的显微镜。

显微镜的发展史和望远镜很相似,显微镜的第一个发明者也是眼镜制造商,他就是荷兰眼镜制造匠亚斯·詹森(Z.Janssen)。1590年前后,詹森在一次偶然的机会下制造了一台水平很低的显微镜。一次,他和他的儿子把几片镜片放进了一个圆筒中,发现通过圆筒可以看到物体的细节,于是他受到启发,认真思索,反复实践,终于制作了世界上第一台简易的显微镜。
这是一台复合式显微镜(含有两个及以上透镜),其原理是使用两个凸透镜,一个把另一个成的像放大。它的放大倍数不大,只有10~30倍,可以观察一些小昆虫,如跳蚤等,因而有人称它为“跳蚤镜”。但是詹森和利珀希一样,都没有认识到显微镜的真正价值,他的发明在当时也没有引起足够的重视。直到很多年后,显微镜才又重新走进人类的视野,开始发挥它在微观世界的重要作用。
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罗伯特·胡克显微镜
由两个透镜组合制成的一台复合显微镜

罗伯特·胡克是17世纪英国杰出的科学家和显微镜专家,可能得益于汉斯·詹森1590年的发明,他也用两个透镜组合制成了一台复合显微镜。
早在1665年,他就发表过《显微制图》(Micrographia,也翻译为《显微术》)一书。在书里描述了数百张他在显微镜下观察到的标本的图,例如鸟的羽毛、各种昆虫。在《显微制图》一书中,胡克绘画的天分得到充分展现,书中包括58幅图画,都是胡克用手描绘的他在显微镜下看到的情景,而且每一幅画都是栩栩如生。《显微制图》一书为实验科学提供了前所未有的既明晰又美丽的记录和说明,开创了科学界借用图画这种最有力的交流工具进行阐述和交流的先河,为日后的科学家们所效仿。而且在《显微制图》中他首次描写了细胞。“细胞”一词便是胡克最早用来描述生物微观结构的,他用这个词描述利用复合式显微镜观察到的软木的木栓组织上的微小气孔。有一次他从树皮切了一片软木薄片,并放到自己发明的显微镜下观察。
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列文虎克显微镜
由一个直径只有1cm的镶在铜板上的小圆珠形凸透镜和放置样品的夹板组成的显微镜。

列文虎克1632年出生于荷兰的代尔夫特市,并没有接受过正统的科学训练,年轻时他曾经在代尔夫特市政厅当看门人。他最为著名的成就之一是显微镜的改进以及微生物学的建立,被冠以“显微镜之父”的称号。
在一个偶然的机会,他从一个朋友那里得知,荷兰最大的城市阿姆斯特丹有许多眼镜店可以磨制放大镜,这种放大镜可以看到许多肉眼难以看清的事物。他对此非常感兴趣,想要自己研究一下。但是,眼镜店里面放大镜的价格非常昂贵,他根本就买不起,而他又不想放弃。那怎么办呢?他观察到,放大镜的制作原理很简单,就是把镜片磨成需要的形状,打磨手法也很易学。于是,他开始经常出入眼镜店,认真地暗地里学习磨制镜片的技术,期望可以亲自做出放大镜。功夫不负有心人,1665年他终于制成了他的第一台显微镜。列文虎克的第一台显微镜还非常简陋,基本上就是一个美化了的放大镜,它由一个直径只有1cm的镶在铜板上的小圆珠形凸透镜和放置样品的夹板组成。
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光学显微镜
光学显微镜的发展历程。

在20世纪初期,科学家用的都是光学显微镜,光学显微镜是利用光学透镜产生影像放大效应的显微镜。它的演进历程如下:
1590年前后,詹森发明了世界上第一台水平很低的显微镜;
后来,罗伯特·胡克制作了具有两个透镜的复合显微镜,发表了其观察成果《显微制图》;
1665年,列文虎克发明了他的第一台显微镜;
19世纪,高质量消色差浸液物镜出现,1827年阿米奇第一个采用浸液物镜制造显微镜,大大提高了显微镜观察微细结构的能力;
1953年荷兰物理学家泽尔尼克(Frits Frederik Zernike,1888—1966)创造了相称显微术,并为此获得1953年诺贝尔物理学奖。
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电子显微镜的发展历程
随着电子学的研究和广泛应用,电子显微镜被发明出来。

电子显微镜与光学显微镜的基本成像原理一样,不同的是前者的光源是电子束而不是可见光,透镜是用电磁透镜而不是光学玻璃透镜。电子显微镜的分辨率(约几纳米)远远高于光学显微镜的分辨率(约200nm)。
它的发展历程如下: 1926年汉斯·布什研制了第一个磁力电子透镜;1931年,厄恩斯特·卢斯卡(Ernst Ruska)和马克斯·克诺尔(Max Knoll)成功地产生了在阳极光圈上放置的网格的电子放大图像,研制了第一台透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM),在显微镜中首次使用了两个磁透镜。
展示这台显微镜时使用的还不是透视的样本,而是一个金属格,1986年卢斯卡为此获得诺贝尔物理学奖。稍后,西门子公司建立超显微镜学实验室,致力于改进TEM的成像效果,研制的第一台商业穿透式电子显微镜在1939年上市;1934年锇酸被提议用来加强图像的对比度。
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列文虎克的科技成果
列文虎克的科技成果展示。

列文虎克在荷兰的代尔夫特市出生。他家庭条件并不是很好,其祖父和父亲都是编篮人,其父在他6岁时去世。3年后,他的母亲和一名画家结婚,列文虎克在8岁时,被送到离家20英里(32km)的瓦尔蒙特(Warmond)读初级中学。
在1660—1669年间,他还受雇作了代尔夫特行政长官的管家,相当于看门人。他的第一台显微镜就是在这期间制作完成的。之后,在1669年,他开始担任了荷兰法庭的调查员,1679年后担任酒的检量官。
列文虎克在自己制造出显微镜后,就用它来观察一切自己感兴趣的事物。除了布料外,他还会观察一些生物的标本,包括昆虫的翅膀和眼睛、花粉粒等他觉得放大后会非常有意思的东西。
他是首先观察并描述单细胞生物的人,他当时将这些生物称为animalcules。此外,他也是最早纪录观察肌纤维、细菌、精虫、微血管中血流的科学家。
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列文虎克的科学方法
在显微镜下孜孜不倦地进行观察、比较归纳的方法。

列文虎克的主要科学方法可以总结为一句话: 在显微镜下孜孜不倦地进行观察、比较归纳的方法。
① 观察方法。
间接观察方法是列文虎克最主要的科学方法。红血球、原生生物、细菌、精子,这些都不是人们的肉眼所能看到的,而且一般人也不会想到观察这些东西。列文虎克是一个具有强烈好奇心的人,当他下定决心制作出一台显微镜并且成功制成以后,就用这台显微镜观察他所感兴趣的一切事物。他由观察布店的纤维,到观察生活中的各种水,再到观察人体内部,乐此不疲。他的每一个发现都让人们为之惊叹。是他对显微镜制作的喜爱和对未知事物的强烈好奇心促使他不断地改进显微镜,并用之于微生物的观察中去。
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