光學(xué)顯微鏡的發(fā)展歷史——十九世紀的顯微科學(xué)
光學(xué)顯微鏡的發(fā)展歷史系列:
十九世紀,隨著工業(yè)革命的進行,顯微科學(xué)也同其它學(xué)科一起飛速發(fā)展起來。其主要的原因是機械的使用使透鏡的質(zhì)量大大提高,以及光學(xué)的發(fā)展使顯微鏡的結(jié)構(gòu)更加符合光學(xué)原理。在這個世紀里,人們制造出了沒有色差和像差的高質(zhì)量顯微鏡以及分辨率極高的暗視野顯微鏡,從而帶來了生物學(xué)和顯微科學(xué)的革命。其中有些人做出的貢獻特別大,他們是:發(fā)明消色差物鏡的Van Dei、Amici和Lister;制造出高質(zhì)量的光學(xué)玻璃的卡爾、蔡司(Carl Zeiss)和Schott;設(shè)計制造了高度消色差物鏡和高分辨率的阿貝物鏡的阿貝(Abbe)等等。在十九世紀中葉還出現(xiàn)了顯微攝影,這使得對微生物的記錄更加準確。在這些新技術(shù)的推動下,生物學(xué)飛速發(fā)展起來,先后出現(xiàn)了細胞學(xué)說,進化論。各種新的微生物被不斷發(fā)現(xiàn),人類第一次見到了病原菌的樣子。
Ladd的學(xué)生顯微鏡
這個顯微鏡由英國人William Ladd在1864年制造。它采用了當時最先進的齒輪調(diào)焦裝置,這一裝置在今天仍然被大多數(shù)光學(xué)顯微鏡所使用。請注意,這個顯微鏡的鏡臂上多出了一個在前幾個世紀的顯微鏡上都看不到的東西——聚光鏡。聚光鏡的出現(xiàn)對顯微科學(xué)的發(fā)展起到了重要的作用,因為聚光鏡是后來的一些新型顯微鏡的重要結(jié)構(gòu)之一。另外從圖中還可以看出,這個顯微鏡的大體結(jié)構(gòu)與今天的顯微鏡基本相同。的確,在十九世紀的,顯微鏡的結(jié)構(gòu)逐步成熟,現(xiàn)代的光學(xué)顯微鏡仍然沿用這種結(jié)構(gòu)。所以說,十九世紀的顯微鏡是今天光學(xué)顯微鏡的雛形。??
較早采用齒輪調(diào)焦裝置的顯微鏡是英國的Fixed-Mirror單眼顯微鏡。
它由英國倫敦人Francis Wenham在1882年制造。它有著當時最為精巧先進的齒輪傳動系統(tǒng)和齒輪調(diào)焦系統(tǒng),聚光系統(tǒng)還有成像系統(tǒng)。它的物鏡和目鏡的質(zhì)量在當時都是最高的。這個顯微鏡的最突出的特點是它的齒輪傳動裝置,這個顯微鏡的鏡座、鏡臂、載物臺都可以旋轉(zhuǎn)。其中,鏡座和載物臺的旋轉(zhuǎn)幅度較大,為360度。旋轉(zhuǎn)鏡座可以改變顯微鏡的朝向,旋轉(zhuǎn)鏡臂可以調(diào)節(jié)顯微鏡的傾斜度,旋轉(zhuǎn)載物臺可以使樣品發(fā)生轉(zhuǎn)動(這一功能在今天的顯微鏡中已很少采用,取而代之的是可以作橫向和縱向運動的移動臺)。總之,它是十九世紀中性能最好的顯微鏡,也是歷史上最精美的顯微鏡。
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結(jié)構(gòu)新穎的水生生物顯微鏡
因為這個顯微鏡是用來觀察水族箱中的微生物的,所以它的鏡身是水平放置的。它同樣使用齒輪調(diào)焦裝置來完成調(diào)焦工作。新式的齒輪升降裝置使觀察者可以觀察到不同深度的情況。它使用的物鏡是蔡司(Zeiss)物鏡,光學(xué)性能很好。
卡爾·蔡司(Carl Zeiss,1816-1888):著名的德國光學(xué)儀器制造者,著名的卡爾·蔡司光學(xué)儀器公司的創(chuàng)辦人。他花了相當大的心血去完善和發(fā)展復(fù)式顯微鏡。在1857年,他制造出了他的第一個復(fù)式顯微鏡,名字叫"Stand1"。他把復(fù)式顯微鏡的透鏡明確地分為物鏡和目鏡,按照這種理念,他不斷地研制新式顯微鏡。
在1881年,他與Ernst Abbe(阿貝)和Otto Schott合作,制造出了高質(zhì)量的光學(xué)玻璃。這使得他在后來制造出了高度消色差物鏡等高級透鏡,為科學(xué)發(fā)展做出了巨大貢獻。
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