探索單顯微鏡發(fā)展歷程

十七世紀(jì)的單顯微鏡與其說(shuō)是科學(xué)儀器,不如說(shuō)是藝術(shù)品(下圖).似乎那時(shí)的顯微鏡制造者所追求的并不是高的性能,而是視覺(jué)上的享受.比如下面的這個(gè)顯微鏡.它制造于十七世紀(jì)晚期.很明顯,它的作用已不再是單純的放大物體以方便研究,更重要的是它那光亮美麗的黃銅色,精美的裝飾還給人以一種高貴典雅的美感.

1、單式顯微鏡
單式顯微鏡的鏡頭鑲在一個(gè)圓盤形金屬眼罩的中部.兩個(gè)金屬手柄一長(zhǎng)一短,長(zhǎng)的那個(gè)手柄是手握的地方.在其末端還設(shè)置了幾個(gè)突起,方便使用者握住.在這兩個(gè)手柄的中間,夾著一個(gè)有六個(gè)圓孔可以轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤,那是它的載物臺(tái).

在使用前,把樣品切成薄片放到載物臺(tái)的圓孔上.然后拿起顯微鏡將圓孔對(duì)準(zhǔn)光源,同時(shí)把金屬眼罩放在眼窩上以擋住周圍的光.用大拇指按壓較短的那個(gè)手柄(那相當(dāng)于一個(gè)杠桿),以此調(diào)節(jié)鏡頭與標(biāo)本的距離使成像最為清晰.如果切片較多,可以依次放到每個(gè)圓孔上.在觀察時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)即可觀察到每個(gè)切片.從這個(gè)顯微鏡鏡頭的大小來(lái)看,它的放大率應(yīng)該比較大.

2、滑桿顯微鏡
在十七世紀(jì)中葉,出現(xiàn)了一種滑桿顯微鏡.它們的基本結(jié)構(gòu)大致相同:燈塔形的鏡身,頂端是一個(gè)凸透鏡.在鏡身中部穿過(guò)一根長(zhǎng)長(zhǎng)的可以水平滑動(dòng)的橫桿.在橫桿前端固定著一根頂端削尖,與橫桿垂直的長(zhǎng)"針"----奇特的載物臺(tái).

使用時(shí),先將針尖刺入標(biāo)本,使標(biāo)本固定在針尖上.然后前后移動(dòng)滑桿,調(diào)節(jié)標(biāo)本與透鏡的距離而使成像最清晰后,即可進(jìn)行觀察.從這個(gè)顯微鏡的透鏡大小可以看出,該顯微鏡的放大率不大.
但是，標(biāo)本放在針形的載物臺(tái)上實(shí)在不穩(wěn)定,因此觀察時(shí)的實(shí)際操作很麻煩.因此,后來(lái)的顯微鏡就沒(méi)有采用這種針形載物臺(tái).
同時(shí)代與它同型的單式顯微鏡還有:彈簧顯微鏡.

3、單式顯微鏡的頂峰----列文虎克的顯微鏡

列文虎克[Antoni van Leeuwenhoek](1632-1723)荷蘭代爾夫特人.是生物學(xué)發(fā)展史上的一位重要人物.一位僅僅受過(guò)初級(jí)教育的天才科學(xué)家和顯微鏡制造者.他手工制造的單顯微鏡質(zhì)量如此之高,以至于現(xiàn)在都無(wú)人能夠僅憑雙手制造出比它們更好的單顯微鏡.他最先發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌,從而開創(chuàng)了微生物學(xué).他還正確地描述了微生物的形態(tài)有球形,桿狀和螺旋樣等.他還證實(shí)了毛細(xì)血管的真實(shí)存在而結(jié)束了有關(guān)血液循環(huán)的爭(zhēng)論.他首次描述了昆蟲,狗和人的精子.他還指出:在所有露天積水中都可以找到微生物.這是人類認(rèn)識(shí)微生物的分布的一次進(jìn)步.他又通過(guò)事實(shí)證明了當(dāng)時(shí)流行的生物自然發(fā)生論的錯(cuò)誤,改變了人們的觀念.1673年,他與英國(guó)皇家學(xué)會(huì)建立了聯(lián)系,一直持續(xù)到他1723年逝世的前一刻.

列文虎克一生制造了數(shù)百個(gè)顯微鏡,它們都非常小,設(shè)計(jì)和功能也相似.他的顯微鏡的尺寸幾乎是一個(gè)常數(shù):長(zhǎng)2英寸,寬1英寸.鏡身大多是用黃銅制造.

一個(gè)典型列文虎克顯微鏡是由兩個(gè)螺釘,(其中較長(zhǎng)的一個(gè)是手柄.其長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié);通過(guò)調(diào)節(jié)較短的那個(gè)螺釘可以改變標(biāo)本與透鏡的距離.)幾個(gè)鉚釘,一個(gè)鏡頭,一個(gè)寬大的鏡身,一個(gè)針形載物臺(tái)(連接在手柄上,通過(guò)調(diào)節(jié)手柄長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié)標(biāo)本的高度).鏡身的結(jié)構(gòu)較為精巧:首先在兩塊同樣形狀的黃銅薄板上對(duì)稱地鑿兩個(gè)孔,然后把鏡頭放在其中一個(gè)孔上,再把另一塊黃銅板放在上面,對(duì)齊這兩塊黃銅板,使這兩個(gè)孔剛好把中間的透鏡鑲住.最后用鉚釘固定住銅板即可.

使用時(shí)，同樣先將標(biāo)本固定在針尖上.然后拿起顯微鏡(如右圖)對(duì)著光源,同時(shí)調(diào)節(jié)那兩個(gè)螺釘使標(biāo)本的位置,影象最佳后即可進(jìn)行觀察.
令人稱奇的微小透鏡:列文虎克的顯微鏡的透鏡制作十分精巧,其制作方法至今尚不為人知.它們的厚度僅為一毫米,曲率半徑為0.75毫米.它們有很高的放大率和分辨率.在Utrecht博物館收藏的一個(gè)列文虎克顯微鏡其放大率為275倍,分辨率接近1微米.這在當(dāng)時(shí)是世界一流的,而它們?nèi)�出自一個(gè)業(yè)余制造者之手,這真是個(gè)奇跡.