显微镜的发展史

显微镜是人类20世纪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。

扩展资料：

成像的原理：

1、光学显微镜

光学显微镜主要由目镜、物镜、载物台和反光镜组成。目镜和物镜都是凸透镜，焦距不同。物镜的凸透镜焦距小于目镜的凸透镜的焦距。物镜相当于投影仪的镜头，物体通过物镜成倒立、放大的实像。目镜相当于普通的放大镜，该实像又通过目镜成正立、放大的虚像。

经显微镜到人眼的物体都成倒立放大的虚像。反光镜用来反射，照亮被观察的物体。反光镜一般有两个反射面：一个是平面镜，在光线较强时使用；一个是凹面镜，在光线较弱时使用，可会聚光线。

2、电子显微镜

电子显微镜是根据电子光学原理，用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜，使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器。

电子显微镜的分辨能力以它所能分辨的相邻两点的最小间距来表示。20世纪70年代，透射式电子显微镜的分辨率约为0.3纳米(人眼的分辨本领约为0.1毫米)。

现在电子显微镜最大放大倍率超过300万倍，而光学显微镜的最大放大倍率约为2000倍，所以通过电子显微镜就能直接观察到某些重金属的原子和晶体中排列整齐的原子点阵。

显微镜的保养

1、显微镜在从木箱中取出或装箱时，右手紧握镜臂，左手稳托镜座，轻轻取出。不要只用一只手提取，以防显微镜坠落，然后轻轻放在实习台上或装 入木箱内。

2、显微镜放到实习台上时，先放镜座的一端，再将镜座全部放稳，切不可使镜座全面同时与台面接触，这样震动过大，透镜和微调节器的装置易损坏。

3、显微镜须经常保持清洁，勿使油污和灰尘附着。如透镜部分不洁时，用擦镜纸轻擦，如有油污，先将擦镜纸蘸少许二甲苯拭去。

4、显微镜不能在阳光下暴晒和使用。

5、接目镜和接物镜不要随便抽出和卸下必须抽取接目镜时，须将镜筒上口净用布遮盖，避免灰尘落入镜筒内。更换接物镜时，卸下后应倒置在清洁的台面下，并随即装入木箱的置放接物镜的管内。

6、显微镜用完后，取下标本片，经聚光器降下，再将物镜转成“八”字形，转动粗调节器使镜筒下降，以免接物镜与聚光器相碰。

7、显微镜应放在干燥的地方，以防生霉。

百度百科-显微镜

显微镜，望远镜的发明，发展史

17世纪有2项对知识界冲击最大的重大发明：望远镜和显微镜。望远镜为人类揭示了浩瀚天穹中隐藏的无数奥秘，展现出一幅幅五彩缤纷的无限大的宏观世界；显微镜使人类看到了肉眼永远无法看到的色彩斑斓的无限小的微观世界。

望远镜的发明人是意大利天文学家伽利略，而显微镜的发明者竟是一个谁也不会想到的业余生物学家，他就是荷兰人列文虎克。

1632年，列文虎克出生在荷兰德尔夫特城一个普通工匠家庭。小列文虎克6岁时，父亲就去世了。16岁时，他不得不中断学业，在阿姆斯特丹一家杂货铺当了学徒。

列文虎克没受过任何正规教育，完全是一个自学成才的科学家。从当学徒时起，列文虎克就踏上了充满艰辛的自学成才之路。白天，他忙碌在柜台、杂货和顾客之间；夜晚，人们已进入甜蜜的梦乡时，他却还在挑灯夜读，一本本从各处借来的历史、天文、数学、地理以及动植物学等方面的书籍，引他进入了一个崭新的世界。每晚伴他夜读的只有隔壁那家眼镜店的工匠们磨制镜片的沙沙声。

一天深夜，他看书看累了，信步来到眼镜店的作坊前，只见工匠们正用熟练的双手磨制着镜片。他突然想起曾听人说过，上等明净的玻璃可以研磨成小小的凸镜，用这种镜子看东西，极小的东西能变大许多倍。这不由引起了他学习磨制镜片这门手艺的兴趣。第二天，他便拜一位老工匠为师，心灵手巧的他很快掌握了磨制镜片的技术。

一天早晨，他终于磨制出一块光亮夺目、小巧玲珑的凸镜。它虽然小得直径只有3毫米，却能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里，观察起物体来。奇迹在他眼前出现了：鸡毛一根根细小的绒毛在他的镜片下，竟像树枝一样粗壮地排列着。跳蚤和蚂蚁的腿也都变得粗壮强健了。他还看到了几十种树木和各种植物种子的纤维组织。他几乎不敢相信自己的眼睛，而这神奇的一切又确实是他亲眼所见。

为了探索自然界更多的奥秘，列文虎克不断研磨、改进自己的镜片。木制的镜架太笨拙，一个镜片放大的倍数也不够大，他便将两个镜片分别嵌在铜、银或金制的圆形管两头，中间安一个旋钮，用来调节两个镜片的距离。果然，镜片下的图像更清晰了。世界上第一架金属结构的显微镜就这样诞生了。

列文虎克一生磨制出了419枚透镜。他用体积小巧的短焦距双凸透镜，制成了高倍透镜显微镜，其实用性大大超过了同时代的复合透镜。他研磨的显微镜中放大倍数最高的达到近300倍，是当时世界上最先进的显微镜。

列文虎克用他的显微镜几乎将生活中所有微小的东西都观察遍了。他观察的东西越广泛，兴趣就越浓厚。镜片下的微观世界也就越吸引他。他几乎将自己一生中的全部业余时间，都投入了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细胞和毛细血管。由于他没有受过任何正规教育，除了本国语外，没有一点拉丁语或其他语言的知识，致使他无法阅读有学问的自然哲学家的理论著作。知识的匮乏和缺乏理论指导，使他的研究仅仅停留在好奇心，而缺乏明确的计划。他虽然用显微镜得到了一系列重大发现，却没能进一步去认识这些发现的意义，把它们上升到理论的高度，得到应有的高层次的科研成果，造成了看见了细胞却没能建起科学的细胞学、发现了微生物却又没开创微生物学的莫大遗憾。

人类很早以前想探索微观世界的奥秘，但是苦于没有理想的工具和手段。1675年荷兰生物学家列文虎克用显微镜发现了十分微小的原生动物和红血球，甚至用显微镜研究动物的受精作用。列文虎克掌握了很高的磨制镜片的技艺，制成了当时世界上最精致的可以放大270倍的显微镜。以后几百年来，人们一直用光学显微镜观察微观和探索眼睛看不到的世界，但是由于光学显微镜的分辨率只能达到光波的半波长左右，这样人类的探索受到了限制。进人20世纪，光电子技术得到了长足的发展，1933年德国人制成了第一台电子显微镜后，几十年来，又有许多新型的显微镜问世。

很早以前，人们就知道某些光学装置能够“放大”物体。比如在《墨经》里面就记载了能放大物体的凹面镜。至于凸透镜是什么时候发明的，可能已经无法考证。凸透镜——有的时候人们把它称为“放大镜”——能够聚焦太阳光，也能让你看到放大后的物体，这是因为凸透镜能够把光线偏折。你通过凸透镜看到的其实是一种幻觉，严格的说，叫做虚像。当物体发出的光通过凸透镜的时候，光线会以特定的方式偏折。当我们看到那些光线的时候，或不自觉地认为它们仍然是沿笔直的路线传播。结果，物体就会看上去比原来大。

单个凸透镜能够把物体放大几十倍，这远远不足以让我们看清某些物体的细节。公元13世纪，出现了为视力不济的人准备的眼镜——一种玻璃制造的透镜片。随着笼罩欧洲一千年的黑暗消失，各种新的发明纷纷涌现出来，显微镜（microscope）就是其中的一个。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。

1665年，英国科学家罗伯特?6?1胡克在用他的显微镜观察软木切片的时候，惊奇的发现其中存在着一个一个“单元”结构。胡克把它们称作“细胞”。不过，詹森时代的复合式显微镜并没有真正显示出它的威力，它们的放大倍数低得可怜。荷兰人安东尼?6?1冯?6?1列文虎克（Anthony Von Leeuwenhoek ，1632-1723)制造的显微镜让人们大开眼界。列文虎克自幼学习磨制眼镜片的技术，热衷于制造显微镜。他制造的显微镜其实就是一片凸透镜，而不是复合式显微镜。不过，由于他的技艺精湛，磨制的单片显微镜的放大倍数将近300倍，超过了以往任何一种显微镜。

当列文虎克把他的显微镜对准一滴雨水的时候，他惊奇的发现了其中令人惊叹的小小世界：无数的微生物游曳于其中。他把这个发现报告给了英国皇家学会，引起了一阵轰动。人们有时候把列文虎克称为“显微镜之父”，严格的说，这不太正确。列文虎克没有发明第一个复合式显微镜，他的成就是制造出了高质量的凸透镜镜头。

在接下来的两个世纪中，复合式显微镜得到了充分的完善，例如人们发明了能够消除色差（当不同波长的光线通过透镜的时候，它们折射的方向略有不同，这导致了成像质量的下降）和其他光学误差的透镜组。与19世纪的显微镜相比，现在我们使用的普通光学显微镜基本上没有什么改进。原因很简单：光学显微镜已经达到了分辨率的极限。

如果仅仅在纸上画图，你自然能够“制造”出任意放大倍数的显微镜。但是光的波动性将毁掉你完美的发明。即使消除掉透镜形状的缺陷，任何光学仪器仍然无法完美的成像。人们花了很长时间才发现，光在通过显微镜的时候要发生衍射——简单的说，物体上的一个点在成像的时候不会是一个点，而是一个衍射光斑。如果两个衍射光斑靠得太近，你就没法把它们分辨开来。显微镜的放大倍数再高也无济于事了。对于使用可见光作为光源的显微镜，它的分辨率极限是0.2微米。任何小于0.2微米的结构都没法识别出来。

提高显微镜分辨率的途径之一就是设法减小光的波长，或者，用电子束来代替光。根据德布罗意的物质波理论，运动的电子具有波动性，而且速度越快，它的“波长”就越短。如果能把电子的速度加到足够高，并且汇聚它，就有可能用来放大物体。

1938年，德国工程师Max Knoll和Ernst Ruska制造出了世界上第一台透射电子显微镜（TEM）。1952年，英国工程师Charles Oatley制造出了第一台扫描电子显微镜（SEM）。电子显微镜是20世纪最重要的发明之一。由于电子的速度可以加到很高，电子显微镜的分辨率可以达到纳米级（10-9m）。很多在可见光下看不见的物体——例如病毒——在电子显微镜下现出了原形。

用电子代替光，这或许是一个反常规的主意。但是还有更令人吃惊的。1983年，IBM公司苏黎世实验室的两位科学家Gerd Binnig和Heinrich Rohrer发明了所谓的扫描隧道显微镜（STM）。这种显微镜比电子显微镜更激进，它完全失去了传统显微镜的概念。

很显然，你不能直接“看到”原子。因为原子与宏观物质不同，它不是光滑的、滴溜乱转的削球，更不是达?6?1芬奇绘画时候所用的模型。扫描隧道显微镜依靠所谓的“隧道效应”工作。如果舍弃复杂的公式和术语，这个工作原理其实很容易理解。隧道扫描显微镜没有镜头，它使用一根探针。探针和物体之间加上电压。如果探针距离物体表面很近——大约在纳米级的距离上——隧道效应就会起作用。电子会穿过物体与探针之间的空隙，形成一股微弱的电流。如果探针与物体的距离发生变化，这股电流也会相应的改变。这样，通过测量电流我们就能知道物体表面的形状，分辨率可以达到单个原子的级别。

因为这项奇妙的发明，Binnig和Rohrer获得了1986年的诺贝尔物理学奖。这一年还有一个人分享了诺贝尔物理学奖，那就是电子显微镜的发明者Ruska。

据说，几百年前列文虎克把他制作显微镜的技术视为秘密。今天，显微镜——至少是光学显微镜——已经成了一种非常普通的工具，让我们了解这个小小的大千世界。