显微镜的发明与应用

显微镜的发明与应用

最早的显微镜出现在16世纪末。据载，1590年的某日，荷兰朱

德尔堡的眼镜商汉斯简森（Hans Jann）在自己的店铺里观看儿

子查卡里亚斯简森（Zacharias Jann,1580-1638）玩弄透镜。当

他偶然将两块大小不同的透镜重叠在适当的距离时，可以见到远处钟

楼的景象，并且增大了许多，他们惊异极了。老简森以一个商人的敏

感性，试将一块凹透镜与一块凸透镜分别装在一根直径1英寸、长1

英尺半的铜管的两端，世界上第一台原始的显微镜便诞生了，它的新学期新开始 放

大倍数约为8-12倍。于是老简森开始将此“幻镜”出售给市人。后来，

简森的邻居眼镜商里伯度将此镜奉献给荷兰政府作战争的武器，从而

使整个欧洲知道了望远镜。

将显微镜用于科学研究，是17世纪的事。最早将显微镜用于科

学研究工作的人，应说是伽利略。1609年伽利略访问威尼斯，听到

有关望远镜的消息，他返回帕多瓦后，即自行研制望远镜用于天文学

的安全委员 研究，并取得了许多成就。他也试图研究制造显微镜，却远没有望

远镜成功，因为放大倍数太小，应用价值不大。意大利人马尔皮基

（Marcello M,1628-1694）首先把显微镜用于生物物体组织结构的观

察，是组织学、胚胎学的先驱。他于1661年发表通过显微镜研究得

到的最初成果，证实了毛细血管的存在，这一发现填补了哈维血液循

环学说的空白，使之更为完整。英国科学家虎克（Robert

hooke,1635-1702）是科学实验仪器的发明家与制造家，他于1665

年出版了《显微镜学》（Micrographies），公布了他的研究成果，

他制成可放大140倍的显微镜，并改进了显微镜的采光法，但他对生

物学的贡献不大。荷兰科学家雷文虎克（Leeuwenhoek Anton

van,1632-1723）是一位体魄强健、性格坚定、目光敏锐，而又具有

永不满足的好奇心与锲而不舍的进取精神的长寿学者，在他90多年

的生涯中，对显微镜的研究表现出极大的热情。他制造及收集了250

多个显微镜和400多个透镜，最高可放大200-300倍。他还应用显

微镜进行许多精细的观察，如对肌肉组织和精子活动的观察，对微生

物和红细胞的观察，并阐明了毛细血管的功能，补充了红细胞形态学

研究等。

总之，显微镜发明于16世纪末，而于17世纪始应用于科学研

究中，它大大扩充了人类的视野，把人类的视觉从宏观引入到微观，

了解到动物体内的细微结构，给医学界以极大的帮助，直接导致了

19世纪细胞学、微生物学等学科的建立。

光 学 显 微 镜 的 发 明 盐水洗鼻 过 程

显微镜的发明者

房屋是用一块块砖石砌成的,植物体是由许多细胞组成的.所以说,

细胞是构成植物体的基本单位.既然如此.那就让我们先从细胞讲起

吧。在丰富多彩的生物世界里,要想探索生物体内的奥秘,必须借助于

显微镜.就说咱们现在要研究的细胞吧,离开显微镜能行吗 当然不行，

那么，显微镜是谁先发明的呢 让我们顺着历史的脚步,在科学史的画

卷中,进行一番考证吧.提起显微镜的发明,那可是怪有趣味的!

原来,显微镜是16世纪末叶,荷兰密得尔堡一个眼镜店的老板詹

森和他的父亲罕斯发明的.

细说起来,詹森父子发明显微镜,还带有一定的偶然性呢!事情的

经过是这样的:1590年,一个晴朗无风的早晨,詹森的楼顶上闲玩.无意

中,他把两片凸玻璃片装到一个金属管子里,并用这个管子去看街道上

的建筑物,奇怪的事情发生了,教堂高塔上大公鸡的雕塑比原来大了好

几倍,这个意外的发现,使詹森兴奋起来,他高兴地跑下楼去,把父亲也

拉上楼来观看,一起和他分享这种新发现带来的愉快.当然,偶然性的

发现代替不了串串狗是土狗吗 科学上的发明.值得强调的是,詹森父子俩的修养起了决

定作用,他们抓住这个偶然的发现,认真思索,反复实践,用大大小小的

凸玻璃片做各种距离不等的配合,终于发明了世界上第一台显微镜.当

然,这台显微镜只能称为显微镜家族中的"始祖",无论是放大倍数,还是

分辨能力都是相当低的.后来,又经过了许多科技工作者不断的改进,

才使得显微镜成为今天这个样子.

十九世纪中期，人们发明了光学显微镜。

1665年，英国学者胡克（Robert Hooke）设计制造了首架光学

显微镜，当时放大倍数为40~140倍，并用此首次观察并描述了植物

细胞，同年发表《显微图谱》一书。

此后，荷兰学者列文o虎克（A。V。Leeuwenhoek）用自己设

计的更先进的显微镜观察了动物细胞，并描述了细胞核的形态。直到

今天，光学显微技术已从普通复式光学显微技术发展为荧光显微技

术、共焦点激光扫描显微镜技术、数字成象显微镜技术、暗场显微镜

技术、相差和微分干涉显微镜技术和录像增加反差显微镜技术等等。

可见，光学显微技术已成为人类认识微观世界的必要工具，借助

它，使人们认识了细胞。然而，准确的理论计算表明，光学显微镜质

量无论无何改善--不论是用多少组镜片，使用油镜头还是加强光源，

放大率至多1000~1500，分辨本领至多 。这就成为人类认识更小的

物体：病毒和分子、原子的瓶颈问题。

著名物理学家海仑霍尔等人在理论上证明：限制光学显微镜分辨

本领及放大率的因素是光的波长。因而人们转向寻找一种成像媒介--

波，它具有可视、可拍摄照片、波长短、且能用装置改变波的运动路

线的特点。

20世纪初，恰伊斯发明了紫外光显崖山之战 微镜，将分辨率提高为 ，这

是一次质的飞跃，但紫外线仍不是最好的成像媒介，不能满足科研和

生产需要。

1926年，德国科学家蒲许指出，具有轴对称性的磁场对电子束

起着透镜作用。可惜研究者没有考虑到利用它放大物体。

1932年，柏林科工大学压力实验室的年轻研究员卢斯卡和克诺

尔对阴极射线示波器做了一些改进，成功得到放大几倍后的铜网图

像，这大大鼓舞了人们，确立了电子显微法。

1933年底，卢斯卡制成了能放大一万倍的电子显微镜，并拍摄

了金属箔和纤维的放大像。使电子显微镜的放大倍数超过了光学显微

镜。

1937年，柏林科工大称扬的近义词 学的克劳塞和穆勒成功的制出了分辨率为

的电子显微镜，西门子公司得知后，将主要精力转到适用电子显微镜

的制造上，并聘请了卢斯进行研究。次年，西门子公司第一批分辨率

为 的电子显微镜上市。

随后，在人们的研究下，电子显微镜的质量不断提高。如今，其

分辨率和放大倍数达到了 和 倍。使人们能更准确地认识了病毒、分

子、原子和夸克。

（一）显微镜的发明与细胞的发现

Robert Hooke 与他制作的显微镜

Made by Leeuwenhoek （1632-1723）.

Magnification ranges at 50-275x.

Large Student Microscope made by

四年级数学口算题 Charles Chevalier 1840

1752年,英国人J. Dollond 发明消色差显微镜.

1812年,苏格兰人D. Brewster 发明油浸物镜,改进了体视显微

镜.

1886年,德国人Ernst Abbe 发明复消差显微镜,并改进了油浸

物镜,至此普通光学显微镜技术基本成熟.

1932年,荷兰籍德国人F. Zernike成功设计了相差显微镜（pha

contrast microscope）,并因此获1953年诺贝尔物理奖.

1932年,德国人和发明电镜,

1940年,美,德制造出分辨力为0.2nm的商品电镜

LCSM Image of a Xenopus Melanophore microtubule

cytoskeleton （green） and the nucleus （blue）

1981年,瑞士人和在IBM苏黎世实验中心

（Zurich Rearch Center）发明了扫描隧道显微镜而与电镜发明者

Ruska同获1986年度的诺贝尔物理大班户外活动 学奖