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显微镜的发明

发布时间:2020-12-12 02:55:30

『壹』 电子显微镜是如何发明

人类的第三只眼

——1931年电子显微镜的发明

1931年,德国科学家恩斯特·鲁斯卡与组长马克斯·克诺尔博士制成了世人公认的第一台电子显微镜。1932年,恩斯特·鲁斯卡发表了以“几何电子光学的进展”为题的论文,第一次使用电子显微镜的名称,所以这一年被认为是电子显微镜的发明年份。

除了动植物以外,自然界还有一个庞大的生物世界,就是微生物。它们都很小,小到把几亿个微生物堆积在一起时,也只有一粒米那么大小。显微镜的发明打开了人类通向微生物等微观世界的大门。1590年,杨斯岑兄弟发明了世界上最早的显微镜。17世纪中期人类发明了光学显微镜,18世纪荷兰人列文·虎克借助显微镜发现了组成动植物身体的细胞,逐步认识了细胞核及其作用,这是显微镜发展史上的第一个里程碑。

随着对细胞的不断深入研究,光学显微镜的局限性日益明显。由于它以可见光作为光源,分辨能力受到光波影响,无法进一步了解细胞的微细结构。人们期待分辨本领更高、功能更强的超级显微镜。

1931年,生于德国海德尔堡的工程师恩斯特·鲁斯卡在其组长马克斯·克诺尔博士指导下对显微镜进行了自16世纪荷兰人加装第二块透镜以来最重要的革新:他们研制出了一台电子显微镜。这台显微镜能将物体放大十几倍。1932年,恩斯特·鲁斯卡致力于提高电子显微镜的分辨本领,在德国《物理学进展》杂志上发表了以“几何电子光学的进展”为题的论文,第一次使用电子显微镜的名称。此后,电子显微镜成了20世纪后期科学家对微观物质结构和生命形式进行探索的强有力的工具。

有两次“发现”为克诺尔和鲁斯卡的研究奠定了基础。1924年,法国物理学家路易·德布罗意发现电子束呈波状运动,但其波长要比光的波长短得多。德布罗意的发现意味着如果能找到使电子束聚集的方法,就能将其用来放大物像。两年后,德国物理学家汉斯·布施发现了调节焦点所产生的效果:电磁场或静电场中不再有电子了。实际上,电磁场或静电场成了一个透镜,电子变成了光。结合两者,电子显微镜被发明并以惊人的速度发展。

20世纪30年代末,德国西门子公司、英国的大都会·维克尔公司和美国无线电公司等这样的著名高科技公司,完善了电子透镜的基本原理,将电子束聚集在真空腔内形成的电磁场或静电场中,从而达到放大物体的目的。1938年,可将照片放大3万倍的电子显微镜研制成功。

此后,出现了一种改进型的电子显微镜,这种显微镜可将物体放大10万倍。伴随着技术和设备的不断改进和提高,人们终于实现了观察原子的理想。光学显微镜的最高分辨本领约为200纳米,与此相对应的最高有效放大倍数是1500倍。现代高分辨电子显微镜的分辨本领已达0.1纳米、放大倍数在150万倍以上,这相当于把一个直径4米的气球放大到地球那么大。它还可以把原子放大成一个个小馒头那么大,那么清晰可见。

这里,要提一句的是,从19世纪末到20世纪20年代,尽管已有不少杰出的科学家发现了电子束可以聚焦并得到了成像公式,但为什么没有引导他们让电子束代替光束发明电子显微镜呢?主要原因之一是他们远离科学实验。而鲁斯卡敢于排除人们的偏见和责难,勇于实践,终于发明了电子显微镜。

『贰』 显微镜是谁发明的

最早的显微镜是16世纪末期在荷兰制造出来的。发明者是亚斯·詹森,荷兰眼镜商,或者另一位荷兰科学家汉斯·利珀希,他们用两片透镜制作了简易的显微镜,但并没有用这些仪器做过任何重要的观察。

后来有两个人开始在科学上使用显微镜。第一个是意大利科学家伽利略。他通过显微镜观察到一种昆虫后,第一次对它的复眼进行了描述。第二个是荷兰亚麻织品商人列文虎克(1632年-1723年),他自己学会了磨制透镜。他第一次描述了许多肉眼所看不见的微小植物和动物。

1931年,恩斯特·鲁斯卡通过研制电子显微镜,使生物学发生了一场革命。这使得科学家能观察到像百万分之一毫米那样小的物体。1986年他被授予诺贝尔奖。

(2)显微镜的发明扩展阅读


粗调部分故障的排除

粗调的主要故障是自动下滑或升降时松紧不一。所谓自动下滑是指镜筒、镜臂或载物台静止在某一位置时,不经调节,在它本身重量的作用下,自动地慢慢落下来的现象。其原因是镜筒、镜臂、载物台本身的重力大于静摩擦力引起的。解决的办法是增大静摩擦力,使之大于镜筒或镜臂本身的重力。

对于斜筒及大部分双目显微镜的粗调机构来说,当镜臂自动下滑时,可用两手分别握往粗调手轮内侧的止滑轮,双手均按顺时针方向用力拧紧,即可制止下滑。如不凑效,则应找专业人员进行修理。

镜筒自动下滑,往往给人以错觉,误认为是齿轮与齿条配合的太松引起的。于是就在齿条下加垫片。这样,镜筒的下滑虽然能暂时止住,但却使齿轮和齿条处于不正常的咬合状态。运动的结果,使得齿轮和齿条都变形。尤其是垫得不平时,齿条的变形更厉害,结果是一部分咬得紧,一部分咬得松。因此,这种方法不宜采用。

此外,由于粗调机构长久失修,润滑油干枯,升降时会产生不舒服的感觉,甚至可以听到机件的摩擦声。这时,可将机械装置拆下清洗,上油脂后重新装配。

微调部分故障的排除

微调部分最常见的故障是卡死与失效。微调部分安装在仪器内部,其机械零件细小、紧凑,是显微镜中最精细复杂的部分。微调部分的故障应由专业技术人员进行修理。没有足够的把握,不要随便乱拆。



『叁』 显微镜是怎么发明的

美丽的大自然神秘莫测、千变万化,它不断地给人类展现一幅幅五彩缤纷的宏观画面。浩瀚的天穹,无际无边。白天,阳光普照;夜晚,星移斗转。而在我们生活的地球上,既可看到千姿百态的植物王国,又能一睹种类众多的动物世界。然而,大自然还富有一个用肉眼永远见不到的色彩斑斓的微观世界,在频频向人类招手微笑,而第一个走进这一世界的使者是诞生在300多年前的荷兰生物学家列文虎克。

这位出身于荷兰德尔夫特市一位普通工匠家庭的生物学家,只上过几年学。16岁时,父亲去世,迫使他离开了学校,在阿姆斯特丹一家杂货铺里当学徒。

白天,他忙碌在柜台、杂货和顾客之间;夜晚,当店铺关门以后,在昏暗的灯光下,列文虎克很快进入了另一个世界。他把从书摊租来或从别人那里借来的各种书籍拿出来,有历史、天文、数学、地理,还有动物学和植物学,一本一本地如饥似渴地阅读起来。书本向他展示了一个又一个神话和传说,一个又一个自然万物的更迭盛衰,他简直着迷了。夜很深了,人们都已进入了甜蜜的梦乡,只有隔壁那家眼镜店的工匠们磨制镜片的沙沙声,在陪伴着他挑灯夜读。

一天深夜,他看书看得两眼发花,头脑发胀,于是他从小屋里走了出来。当走到眼镜店的作坊前,他看见工匠们正在用熟练的双手,不知疲倦地磨着镜片。看着看着,他忽然想起曾听人家说过,上等明净的玻璃,可以研磨成小小的凸透镜,通过这种镜子看东西,能使小东西变大许多倍。于是他赶紧凑到一位年老的工匠身边,请求说:“老爷爷,求您教给我磨制镜片的手艺吧!我不会占用您太多时间的。”

从此,一有闲空,列文虎克就来到这家眼镜店学习,很快便掌握了磨制镜片的技术。

不知多少个夜晚,他跪在作坊的一角,用工匠们扔掉的水晶片在磨具上磨呀磨。手磨破了,腿跪麻了,裤子也磨破了两个大洞。他一心扑在镜片上,忘了白天店铺一天的劳累,忘了时间已经到了凌晨。

一天早晨,他终于磨出了一块小巧玲珑、光亮夺目的凸透镜。它很小,但却可以将物体毫不变形地放大200倍。他把制成的镜片,镶嵌在木片挖成的洞孔内。随后找来了一根鸡毛放在镜片下,发现那一根根绒毛像树枝一样粗地排列着。他还观察了十几种树木和各种植物的种子,研究它们的纤维组织。在他的镜片下,跳蚤和蚂蚁的腿也都变得粗壮而强健。一切是那么神奇,他几乎不敢相信自己的眼睛,然而这又确确实实是他在镜子里看到的。

为了探索自然界更多的秘密,列文虎克决定磨制更精密的镜片。他感到原有的镜片放大倍数不够,而且木制的镜架既粗糙又笨拙。他苦思冥想,设计出了把两个镜片嵌在铜、银或者金制的圆形管子两头,中间安一个旋钮,用来调节两个镜片的距离,这样,就可以看到更清楚的图像了。这就是世界上最早诞生的金属结构的“显微镜”。

列文虎克用这架显微镜不停地观察、不停地记录,他几乎将生活中所有微小的东西都观察到了。他观察的东西越广泛,兴趣就越高涨,而镜子底下的微观世界就越吸引着他。

6年的学徒生活结束了,他回到了德尔夫特,独自开设了一家布匹商店。尽管商店的生意紧张,工作忙碌,他仍然没有放弃制造显微镜和他的科学观察工作。不久,他关闭了布匹商店,在市政府谋取了一份传达员的工作。他除了按时开关大门,准时敲钟报时以外,把所有闲下来的时间全部投入用显微镜观察自然现象的业余爱好。

1665年,列文虎克观察了动物组织的毛细血管。意大利人虽然四年前就发现了这些连接动脉和静脉的毛细血管,但列文虎克却第一次观察到了血液在这些毛细血管里的流动。1674年,他刺破手指,好奇地观察起血滴来。他发现在这流动的红色液体中竟有许多像小车轮一样在滚动的血液细胞,它是使血液呈红色的红细胞,他把这个发现立刻描画下来,并寄给当时的最高学术机关——英国皇家学会。于是他成了第一个看见并描述红细胞的人。

1675年的一天,列文虎克忽然想看看水滴放大了是什么样儿,于是他在花园的水池里吸取几天前下雨时积贮的雨水,放到显微镜底下观察。这一瞧可把他吓呆了。显微镜下,惊讶不已的列文虎克看到好几十个他称之为“微型动物”的东西,在那一小滴雨水中浮游着、扭动着,它们有的像小圆点在团团打转,有的弯弯曲曲像细线一样地摆动,有的则灵巧地徘徊前进,熙熙攘攘,活像一座动物园。

为了进一步证明这一惊奇地发现,他洗干净一个盘子,收集了清洁的水,用显微镜观察,发现里面并无那些小东西,而把这盘水积了几天灰尘后再观察时,竟在里面找到了成千上万个“微型动物”。

此后,他又从河水、井水、污水等凡是能找到水的地方弄水来进行观察,都发现有这样一个芸芸众生的“微生物”世界,特别在那些污水、脏水里更加繁多。由此列文虎克得出结论,有一种人们用肉眼看不到的微小生物(即微生物,其中大部分为细菌),存在于人们生活的周围。他是历史上第一个看到微生物的人。虽然当时他还不知道这些微生物与人有什么关系,但是他深信不疑这一发现的重要性,他将发现的结果整理出来并绘制成图,写信寄给英国皇家学会。他以大量的不可否认的资料证实了微生物的存在,向人们展现了一个肉眼看不见的微观世界,他本人由此成为微观世界接待的人类的第一个使者。

然而皇家学会里的大科学家、大学者们却对此项发现感到震惊和怀疑,他们不敢相信列文虎克信中所叙述的内容。直至1677年,皇家学会会员罗伯特·胡克(英国物理学家、天文学家)依照列文虎克的说明做了一台显微镜,用这台显微镜,胡克亲眼真确地观察到了列文虎克来信中叙述过的发现。列文虎克一生的探索,20年的观察,终于被承认了。英国皇家学会吸收他为会员。人们从四面八方涌来,向这位年老的传达员请教各种各样的问题,就连高贵的英国女王也给他发来了贺信。

从此以后,他继续在微观世界中探索,他从自己的牙齿上刮下牙垢,混进一滴水,发现里面也充满了许多极小的微生物。接着他又获得了一个有趣的发现。他刚刚喝完热气腾腾的咖啡后,又刮下一些牙垢来观察,却发现显微镜下看到的只是一片片一动不动的微生物尸体。于是他机敏地作出判断:滚烫的咖啡把那些微生物杀死了。

光阴荏苒,他不断地认真细致地观察,并把他所观察到的新发现,源源不断地写信给英国皇家学会,直到他90岁逝世那年为止。他一生共向英国皇家学会寄送375篇研究论文,还向法国科学院寄送了27篇论文。他撰写的《列文虎克发现的自然界的秘密》是人类关于微生物的最早的专门著作。

知识点

红细胞

红细胞也称红血球,在常规化验中英文缩写成RBC,是血液中数量最多的一种血细胞,同时也是脊椎动物体内通过血液运送氧气的最主要的媒介,同时还具有免疫功能。成熟的红细胞是无核的,这意味着它们失去了DNA。红细胞也没有线粒体,它们通过葡萄糖合成能量。

『肆』 显微镜发明的过程

光 学 显 微 镜 的 发 明 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!
事情的经过是这作的: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.

『伍』 显微镜是什么时候谁发明的

显微镜是16世纪末期荷兰人亚斯·詹森发明的。

『陆』 显微镜是谁发明的

札恰里亚斯·詹森的荷兰眼镜商
最早的显微镜是由一个叫詹森的眼镜制造匠人于 1590 年前后发明的。这个显微镜是用一个凹镜和一个凸镜做成的,制作水平还很低。詹森虽然是发明显微镜的第一人,却并没有发现显微镜的真正价值。也许正是因为这个原因,詹森的发明并没有引起世人的重视。事隔 90 多年后,显微镜又被荷兰人列文虎克研究成功了,并且开始真正地用于科学研究试验。关于列文虎克发明显微镜的过程,也是充满偶然性的。
显微镜是人类这个时期最伟大的发明物之一。在它发明出来之前,人类关于周围世界的观念局限在用肉眼,或者靠手持透镜帮助肉眼所看到的东西。
显微镜把一个全新的世界展现在人类的视野里。人们第一次看到了数以百计的“新的”微小动物和植物,以及从人体到植物纤维等各种东西的内部构造。显微镜还有助于科学家发现新物种,有助于医生治疗疾病。
最早的显微镜是16世纪末期在荷兰制造出来的。发明者可能是一个叫做札恰里亚斯·詹森的荷兰眼镜商,或者另一位荷兰科学家汉斯·利珀希,他们用两片透镜制作了简易的显微镜,但并没有用这些仪器做过任何重要的观察。
后来有两个人开始在科学上使用显微镜。第一个是意大利科学家伽利略。他通过显微镜观察到一种昆虫后,第一次对它的复眼进行了描述。第二个是荷兰亚麻织品商人安东尼·凡·列文虎克(1632年-1723年),他自己学会了磨制透镜。他第一次描述了许多肉眼所看不见的微小植物和动物。
1931年,恩斯特·鲁斯卡通过研制电子显微镜,使生物学发生了一场革命。这使得科学家能观察到像百万分之一毫米那样小的物体。1986年他被授予诺贝尔奖。

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