光学显微镜发展

1、关于光学显微镜的发展第1页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四发展十六世纪的显微科学十七世纪显微镜科学十八世纪的显微科学 十九世纪的显微科学 二十世纪的显微科学 新型的现代光学显微镜 第2页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四十六世纪的显微科学 单式显微镜的出现 在3000多年以前，欧洲腓尼基人在地中海沿岸的贝鲁斯河边第一次制成了人造玻璃。 早在公元前一世纪，人们就已发现通过球形透明物体去观察微小物体时，可以使其放大成像。后来逐渐对球形玻璃表面能使物体放大成像的规律有了认识。 公元前，我国人民就发展出了透镜制造技术。 第3页，共49页，2022年，5月20日

2、，9点35分，星期四单式显微镜就是一个透镜的显微镜 单式显微镜有一个致命的缺点, 它的焦距与透镜直径成正比,与放大倍数成反比。也就是说,焦距越短,放大倍数越大,而透镜直径又越小。如果放大倍数是100倍,透镜的焦距为0.25毫米,透镜直径大约为0.33毫米。这个比大头针头还小的透镜在当时根本制造不出来。因此,当时的放大镜的放大倍数最多不过25倍。 为了观察更多的细微物体,人们迫切需要一种更好的放大工具. 第4页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四 大约在16世纪末，荷兰的眼镜商詹森（Zaccharias Janssen）和他的儿子把几块镜片放进了一个圆筒中，结果发现通过圆筒看到

3、附近的物体出奇的大，这就是现在的显微镜和望远镜的前身。 詹森制造的是第一台复合式显微镜。其基本原理是使用两个凸透镜，一个凸透镜把另外一个所成的像进一步放大。第5页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四第一个复式显微镜: 詹森显微镜第6页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四 复式显微镜在性能上明显优于单式显微镜。一是它的放大率可以做得很高,可以把几个放大倍数较小的凸透镜组合起来获得很高的放大率。二是制造工艺较简单,不必磨制一个个极小的透镜。复式显微镜的发明,是科学史上的里程碑,人类从此开始认识微观世界。第7页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四

4、十七世纪的显微科学 十七世纪单显微镜的发展 十七世纪的单显微镜与其说是科学仪器，不如说是艺术品。似乎那时的显微镜制造者所追求的并不是高的性能,而是视觉上的享受.第8页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四在十七世纪中叶，出现了一种滑杆显微镜使用时，先将针尖刺入标本，使标本固定在针尖上。然后前后移动滑杆，调节标本与透镜的距离使成像最清晰后，即可进行观察。缺点:标本放在针形的载物台上不稳定，观察时的实际操作很麻烦。因此，后来的显微镜就没有采用这种针形载物台。 第9页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四同时代与它同型的单式显微镜还有: 弹簧显微镜. 第10页，共49

5、页，2022年，5月20日，9点35分，星期四单式显微镜的顶峰-列文虎克的显微镜 列文虎克 AntonivanLeeuwenhoek(1632-1723)荷兰代尔夫特人，是生物学发展史上的一位重要人物，一位仅仅受过初级教育的天才科学家和显微镜制造者。 他一生亲自磨制了550个透镜，装配了247架显微镜，为人类创造了一批宝贵的财富，至今保留下来的有9架。 他最先发现了细菌，从而开创了微生物学。第11页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四虎克显微镜第12页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四 现存于荷兰尤特莱克特大学博物馆(UniversityMuseumofU

6、trecht)中的一架的放大倍数为270倍.分辨力为1.4m。在当时,这个水平是很高的,直到19世纪初所制的显微镜还未超过这一水平。 列文虎克一生制造的数百个显微镜都非常小,设计和功能也相似。尺寸几乎是一个常数:长2英寸,宽1英寸。镜身大多是用黄铜制造。 他手工制造的单显微镜质量之高,以至于现在都无人能够仅凭双手制造出比它们更好的单显微镜。 第13页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四十七世纪复式显微镜的初步发展 从十六世纪晚期，第一个复式显微镜发明并开始被人们使用，一直到十七世纪末,复式显微镜都使用得没有单式显微镜广泛。因为当时的透镜制造技术不高, 制造出的复式显微镜的像差

7、和色差都很大，这使人们大都不喜欢使用复式显微镜。 不过还是有些人制造,使用了一些复式显微镜.比如意大利人伽利略(Galileo)和英国人胡克(Hooke)。第14页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四 伽利略的显微镜第15页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四胡克的显微镜第16页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四十八世纪的显微科学 十八世纪是欧洲科学复苏的时期,各种新的科学理论层出不穷。由于不被人十分重视,十八世纪的复式显微镜发展很慢,但仍然做出了一些漂亮的显微镜。 在外观上,它们有一个有趣的特点:几乎所有的显微镜的基座都连在一个木盒子上

8、。盒子的作用很多:有的用来放一些常用物品;有的用来放显微镜上的一些零件;有的被作为显微镜的镜箱。当显微镜不用时,把显微镜折叠后放进盒子里,就可以长期保存. 第17页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四 十八世纪中使用最广泛的显微镜:卡夫(Cuff)显微镜 英国显微镜设计师JohnCuff在17世纪中叶设计了一种新型的显微镜。这种显微镜很快得到了人们的喜爱。在以后的很多年里这种显微镜被大量地制造和使用(甚至在当时的一些解剖学著作里都可以看到对这种显微镜的介绍)，同时又被不断地改造和完善。它们被统称为Cuff显微镜。 第18页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四

9、这类显微镜的特色在于: (1)新式底座。 (2)独特镜臂结构。 (3)当时最先进的聚光方 法。 卡夫(Cuff)显微镜 第19页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四Cuff显微镜的功能在当时是最多的.它有三种性能:透射观察,落射观察和活体观察.其中,活体观察功能是在当时复式显微镜中特有的。 Cuff显微镜是当时最好的复式显微镜.Cuff显微镜的改进型有:Chest显微镜,Cuff-Style显微镜,Wales显微镜等.受到Cuff显微镜风格影响的显微镜有:马丁显微镜等. 第20页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四Chest显微镜 第21页，共49页，202

10、2年，5月20日，9点35分，星期四Cuff-Style显微镜Wales显微镜第22页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四马丁显微镜第23页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四历史上最豪华的显微镜:英王GeorgeIII的银显微镜。第24页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四 在十八世纪单式显微镜取得了很大的发展,品种不断推陈出新,出现了很多现代单式显微镜的雏形,其中最重要的是解剖镜的发明。第25页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四十八世纪解剖镜的代表-植物标本解剖镜 第26页，共49页，2022年，5月20日，9点35

11、分，星期四十九世纪的显微科学 十九世纪，随着工业革命的进行，显微科学也同其它学科一起飞速发展起来。其主要的原因是机械的使用使透镜的质量大大提高和光学的发展使显微镜的结构更加符合光学原理。 在十九世纪中叶还出现了显微摄影，这使得对微生物的记录更加准确。第27页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四在十九世纪的显微镜中，比较具有代表性的 显微镜有: Ladd的学生显微镜历史上最精美的显微镜-Wenham的显微镜。结构新颖的水生生物显微镜。 第28页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四Ladd的学生显微镜英国人WilliamLadd在1864年制造，采用了当时最先进

12、的齿轮调焦装置 这个显微镜的镜臂上多出了一个在前几个世纪的显微镜上都看不到的东西-聚光镜 十九世纪的显微镜是今天光学显微镜的雏形第29页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四较早采用齿轮调焦装置的显微镜是英国的Fixed-Mirror单眼显微镜 第30页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四wenham显微镜由英国伦敦人FrancisWenham在1882年制造。有着当时最为精巧先进的齿轮传动系统和齿轮调焦系统,聚光系统还有成像系统 。是十九世纪中性能最好的显微镜,也是历史上最精美的显微镜 。第31页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四结构新颖

13、的水生生物显微镜第32页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四同时代的水生生物显微镜还有 Simple Aquatic Microscope 第33页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四同时代的其它单式显微镜第34页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四同时代的其它复式显微镜早期的镜身具有反光棱镜的显微镜 第35页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四Nachet偏振光显微镜 最早消除色差的显微镜之一最早的偏振光显微镜之一第36页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四二十世纪的显微科学 由于人们在物理，数学和材料

14、科学等领域取得了非常大的进展，显微镜的质量大大提高。各种新型的显微镜也应运而生。各种新技术也相继出现。数字成像技术开始了用计算机来处理传送显微影象的时代，使人们记录显微影象的方式又前进了一步。第37页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四二十世纪中比较具有代表性的显微镜JamesSwift与Son的双目解剖显微镜同时代的解剖镜还有:美国的Bausch和Lomb的解剖显微镜。现代解剖显微镜的结构都是以这个显微镜为模板。最经典的复式显微镜:Zeiss实验室显微镜 当时与这种显微镜结构相近的显微镜有:AndrewRoss的显微镜; Watson和Sons的显微镜。它们都是最早具有(物

15、镜)转换器的显微镜。第38页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四第39页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四第40页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四显微摄影:第41页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四新型的现代光学显微镜 倒置显微镜荧光显微镜万能研究显微镜第42页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四倒置显微镜 物镜方向朝上，标本放在物镜上方，从下面观察 样品。适用于观察培养皿中的样品，广泛适应于 细胞培养领域。 使用相差技术的这种显微镜称作相差倒置显微镜 第43页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四荧光显微镜 利用强烈的经过虑光器过滤的激发光线（紫外光或蓝紫光）激发标本（经过荧光染色或没有）产生荧光进行观察的一种显微镜。优点：成像对比强烈，色彩鲜艳，分辨率高，可以观察到一般不可见的物质（如DNA等分子）的分布情况等。现广泛用于免疫荧光技术和基因芯片技术。第44页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四另一种荧光显微镜第45页，共49页，2022年，5月20日，9点35分，星期四万能研究显微镜功能繁多：有明视野，暗视野，相差，偏振，微分干涉，荧