光學(xué)顯微鏡的發(fā)展歷史——十八世紀(jì)的顯微科學(xué)
光學(xué)顯微鏡的發(fā)展歷史系列:
十八世紀(jì)是歐洲科學(xué)復(fù)蘇的時(shí)期,各種新的科學(xué)理論層出不窮。但是,由于那時(shí)人們對(duì)光學(xué)的知識(shí)掌握得很少,再加上當(dāng)時(shí)玻璃制造技術(shù)還存在一些缺陷,因此那時(shí)的顯微鏡都存在很大的像差和色差,成的像很模糊。因而人們寧愿使用成像質(zhì)量較好的單式顯微鏡,盡管它們的放大率大都比較低。由于不被人十分重視,十八世紀(jì)的復(fù)式顯微鏡發(fā)展很慢,但仍然做出了一些漂亮的顯微鏡。在外觀上,它們有一個(gè)有趣的特點(diǎn):幾乎所有的顯微鏡的基座都連在一個(gè)木盒子上,盒子的作用很多:有的用來放一些常用物品;有的用來放顯微鏡上的一些零件;更有甚者,被作為顯微鏡的鏡箱,當(dāng)顯微鏡不用時(shí),把顯微鏡折疊后放進(jìn)盒子里,就可以長期保存。
十八世紀(jì)中使用最廣泛的顯微鏡:卡夫(Cuff)顯微鏡。
英國顯微鏡設(shè)計(jì)師John Cuff在17世紀(jì)中葉設(shè)計(jì)了一種新型的顯微鏡,這種顯微鏡很快得到了人們的喜愛。在以后的很多年里這種顯微鏡被大量地制造和使用(甚至在當(dāng)時(shí)的一些解剖學(xué)著作里都可以看到對(duì)這種顯微鏡的介紹),同時(shí)又被不斷地改造和完善。它們被統(tǒng)稱為Cuff顯微鏡。這類顯微鏡的特色在于:
(1)新式底座:底座是一個(gè)小抽屜,用橡木、桃木或果樹木制成。抽屜的內(nèi)部鋪著紅色的羊毛毯。主要用來存放一些鏡頭或實(shí)驗(yàn)器具。??
(2)獨(dú)特鏡臂結(jié)構(gòu):鏡臂由兩根金屬管互相緊靠共同構(gòu)成。顯微鏡的鏡身靠一個(gè)金屬鉗固定在鏡臂上,在金屬鉗上還插有一個(gè)長螺釘。??
(3)當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的聚光方法:Cuff顯微鏡的聚光方法有兩種。在顯微鏡黃銅載物臺(tái)下方有一個(gè)凹面鏡,它的作用是為顯微鏡觀察透明樣品時(shí)提供透射光線。當(dāng)遇到不透明的樣品時(shí),就使用載物臺(tái)上方的聚光鏡把光線聚焦在樣品表面以達(dá)到足夠的亮度,完成觀察。
(4)使用:Cuff顯微鏡使用起來很復(fù)雜,首先要松開固定鏡身的夾鉗,然后沿鏡臂滑動(dòng)鏡身使顯微鏡的焦點(diǎn)基本落在樣品上,最后再夾緊夾鉗使鏡身固定住,從而完成粗調(diào)焦。但這還不夠,使用者還要耐心地旋轉(zhuǎn)夾鉗上的那個(gè)長螺釘,使鏡身在鏡臂上小幅度地滑動(dòng)從而讓顯微鏡的焦點(diǎn)精確地落在樣品上。這就是最考驗(yàn)人耐心的細(xì)調(diào)焦。完成了以上兩個(gè)步驟,使用者就可以開始觀察了。??
(5)功能:Cuff顯微鏡的功能在當(dāng)時(shí)是最多的。它共有三種性能:透射觀察,落射觀察和活體觀察。其中,活體觀察功能是在當(dāng)時(shí)復(fù)式顯微鏡中所特有的。Cuff顯微鏡的載物臺(tái)是由兩塊黃銅片疊在一起構(gòu)成的,每個(gè)黃銅片的中間都有一個(gè)小孔稱為通光孔,但上面的那個(gè)黃銅片的通光孔直徑較大,一個(gè)小的培養(yǎng)皿剛好可以被放在孔中,并由下面的那片黃銅片托住。在培養(yǎng)皿里面裝上一些帶小蟲子的水樣或是一些活的小昆蟲,就可以觀察它們的生活習(xí)性,很有意思。??
(6)光學(xué)性能:盡管Cuff顯微鏡的功能在當(dāng)時(shí)是最多的,但它的光學(xué)性能還是很糟糕。它的放大倍數(shù)不大,最低放大倍數(shù)為45倍,最高為100倍。它有很嚴(yán)重的色差和球面像差。它的分辨率極低,只有10微米(現(xiàn)在的光學(xué)顯微鏡最低分辨率也在1微米以下)。盡管如此,Cuff顯微鏡仍是當(dāng)時(shí)最好的復(fù)式顯微鏡。
Cuff顯微鏡的改進(jìn)型有:
Chest顯微鏡
Cuff-Style顯微鏡
Wales顯微鏡
1761年英國人George Adams為英王George III制造了一臺(tái)精美的銀顯微鏡。他的目的是借這個(gè)豪華的顯微鏡表現(xiàn)當(dāng)時(shí)在顯微科學(xué)領(lǐng)域里人們?nèi)〉玫淖吭匠删?。由于他在這個(gè)金屬顯微鏡的表面鍍上了大量的銀,所以這個(gè)顯微鏡的造價(jià)實(shí)在高得驚人,也只有英國王室才能負(fù)擔(dān)得起,他們用它來向外國使臣炫耀英國的富有。該顯微鏡既可以當(dāng)作單式顯微鏡來使用(此時(shí)只需要使用顯微鏡上方的那個(gè)放大鏡),也可以當(dāng)成復(fù)式顯微鏡來使用(復(fù)式顯微鏡的鏡身在顯微鏡頂端的那兩個(gè)人像后面,其物鏡有八個(gè),都鑲在頂部人像腳下的那個(gè)圓盤上,通過旋轉(zhuǎn)該圓盤可以選擇合適的物鏡)??梢哉f,它的功能在當(dāng)時(shí)還是較多的。
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