显微镜

 

简述

　　中文名称显微镜，英文名称microscope。

　　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。

编辑本段结构

　　光学显微镜由目镜，物镜，粗准焦螺旋，细准焦螺旋，压片夹，通光孔，遮光器，转换器，反光镜，载物台，镜壁，镜座，光阑组成。

编辑本段历史

　　早在公元前一世纪，人们就已发现通过球形透明物体去观察微小物体时，可以使其放大成像。后来逐渐对球形玻璃表面能使物体放大成像的规律有了认识。

　　1590年，荷兰和意大利的眼镜制造者已经造出类似显微镜的放大仪器。

　　1611年，Kepler(克卜勒)：提议复合式显微镜的制作方式。

　　1665年，Hooke(虎克)：「细胞」名词的由来便由虎克利用复合式显微镜观察软木的木栓组织上的微小气孔而得来的。

　　1674年，Leeuwenhoek(列文虎克)：发现原生动物学的报导问世，并于九年后成为首位发现「细菌」存在的人。

　　1833年，Brown(布朗)：在显微镜下观察紫罗兰，随后发表他对细胞核的详细论述。

　　1838年，Schlieden and Schwann(施莱登和施旺)：皆提倡细胞学原理，其主旨即为「有核细胞是所有动植物的组织及功能之基本元素」。

　　1857年，Kolliker(寇利克)：发现肌肉细胞中之线粒体。

　　1876年，Abbe(阿比)：剖析影像在显微镜中成像时所产生的绕射作用，试图设计出最理想的显微镜。

　　1879年，Flrmming(佛莱明)：发现了当动物细胞在进行有丝分裂时，其染色体的活动是清晰可见的。

　　1881年，Retziue(芮祖)：动物组织报告问世，此项发表在当世尚无人能凌驾逾越。然而在20年后，却有以Cajal(卡嘉尔)为首的一群组织学家发展出显微镜染色观察法，此举为日后的显微解剖学立下了基础。

　　1882年，Koch(寇克)：利用苯安染料将微生物组织进行染色，由此他发现了霍乱及结核杆菌。往后20年间，其它的细菌学家，像是Klebs 和 Pasteur(克莱柏和帕斯特)则是藉由显微镜下检视染色药品而证实许多疾病的病因。

　　1886年，Zeiss(蔡氏)：打破一般可见光理论上的极限，他的发明--阿比式及其它一系列的镜头为显微学者另辟一新的解像天地。

　　1898年，Golgi(高尔基)：首位发现细菌中高尔基体的显微学家。他将细胞用硝酸银染色而成就了人类细胞研究上的一大步。

　　1924年，Lacassagne(兰卡辛)：与其实验工作伙伴共同发展出放射线照相法，这项发明便是利用放射性钋元素来探查生物标本。

　　1930年，Lebedeff(莱比戴卫)：设计并搭配第一架干涉显微镜。另外由Zernicke(卓尼柯)在1932年发明出相位差显微镜，两人将传统光学显微镜延伸发展出来的相位差观察使生物学家得以观察染色活细胞上的种种细节。

　　1941年，Coons(昆氏)：将抗体加上萤光染剂用以侦测细胞抗原。

　　1952年，Nomarski(诺马斯基)：发明干涉相位差光学系统。此项发明不仅享有专利权并以发明者本人命名之。

　　1981年，Allen and Inoue(艾伦及艾纽)：将光学显微原理上的影像增强对比，发展趋于完美境界。

　　1988年，Confocal(共轭焦)扫描显微镜在市场上被广为使用。

编辑本段种类

　　显微镜分为数码显微镜和光学显微镜

编辑本段数码显微镜

　　     数码显微镜是将精锐的光学显微镜技术、先进的光电转换技术、液晶屏幕技术完美地结合在一起而开发研制成功的一项高科技产品。从而，我们可以对微观领域的研究从传统的普通的双眼观察到通过显示器上再现，从而提高了工作效率。数码显微镜主要有分台式数码显微镜、手持式数码显微镜及无线数码显微镜。

台式数码显微镜

　　     台式数码显微镜其实就是在普通光学显微镜的目镜部分加装一个电子目镜（或将目镜更换成电子目镜） ，从而使显微放大的画面以电子信号直接在显示器上面显示出来，解放双眼，便于多人同时观看讨论。    

手持式数码显微镜

　　    手持式数码显微镜也叫便携式数码显微镜，顾名思义是一种小巧便携的微型显微镜产品，可以将显微镜看到的实物图像通过数模转换，使其成像在显微镜自带的屏幕上或计算机上。从而，我们可以对微观领域的研究从传统的普通的双眼观察到通过显示器上再现，从而提高了工作效率。相对于传统光学显微镜它可以提供完美的解决方案让检测工作现场化，高效化。

　　手持式数码显微镜特点：

　　第一、体积小，便于携带，特别适合移动检测、现场检测，大小重量只有普通光学显微镜的1/10，突破传统显微镜使用空间的局限性。

　　第二、观测物体可以将显微放大的图像直接显示在屏幕上，便于观察，而且可以实时拍照、录像，记录检测数据，极大的提高了检测效率。

　　第三、在显微图像软件处理上，可以根据使用需求实现画面反色、黑白、倒置、对比等画面调节功能，同时还可以对显微图像进行数据测量（长度、角度、直径等），最高精度达0.001mm。

　　第四、手持式显微镜可以连接多种显示设备（电视、电脑、投影），便于多人同时分享、讨论，数码教学等。

　　第五、提供多种供电选择，电脑USB供电、干电池供电、锂电池供电，真正实现随时随地，现场检测！

　　第六、根据观察物体及使用环境的的不同，可以提供多种光源（荧光、红外等），最大限度满足使用需求！
 

无线数码显微镜

　　     无线数码显微镜将精锐的光学显微镜技术、先进的光电转换技术、无线数据传输技术、液晶屏幕技术完美地结合在一起而开发一款手持式无线显微镜。它是将普通手持式数码显微镜和无线传输技术（WIFI及蓝牙）的完美结合，操作简单、使用范围更加广泛！目前行业最大放大倍数达600倍，在众多科研教育单位都有广泛的应用！

　　

　　适用范围：

　　一.研发制造及品管检测：电子制造业，集成电路，半导体，光电，SMT，PCB，TFT-LCD，连接器制造，电缆，光纤，微电机产业，机械工业，汽车工业，航空航天工业，造船工业，钢铁型材工业，磨具行业，精密机械行业，液晶检测，电镀行业，军事工业，管道裂痕检测，金属材料，复合材料，塑料行业，玻璃陶瓷材料，印刷影像，造纸业，LED制造业，钟表齿轮检测，纺织纤维服装业，皮革树脂检查，焊接切割检查，粉尘检测。

　　二.科学鉴定：刑事鉴定取证，文件鉴别，病虫害防治，伪钞鉴别，珠宝鉴别，字画鉴定，文物修复。

　　三.医学用途：激光美容，皮肤检查，毛发检查，牙医检查，耳朵检查。

　　四.学术研究：科研机构，农林业研究，数码教学。

编辑本段光学显微镜

简介

　　它是在1590年由荷兰的詹森父子所首创。现在的光学显微镜可把物体放大1500倍，分辨的最小极限达0.2微米。光学显微镜的种类很多，除一般的外，主要有暗视野显微镜一种具有暗视野聚光镜，从而使照明的光束不从中央部分射入，而从四周射向标本的显微镜.荧光显微镜以紫外线为光源，使被照射的物体发出荧光的显微镜。结构为：目镜，镜筒，转换器，物镜，载物台，通光孔，遮光器，压片夹，反光镜，镜座，粗准焦螺旋，细准焦螺旋，镜臂，镜柱。

暗视野显微镜

　　暗视野显微镜由于不将透明光射入直接观察系统，无物体时，视野暗黑，不可能观察到任何物体，当有物体时，以物体衍射回的光与散射光等在暗的背景中明亮可见。在暗视野观察物体，照明光大部分被折回，由于物体(标本)所在的位置结构，厚度不同，光的散射性，折光等都有很大的变化。

相位差显微镜

　　相位差显微镜的结构： 相位差显微镜，是应用相位差法的显微镜。因此，比通常的显微镜要增加下列附件：

　　(1) 装有相位板(相位环形板)的物镜，相位差物镜。

　　(2) 附有相位环(环形缝板)的聚光镜，相位差聚光镜。

　　(3) 单色滤光镜-(绿)。

各种元件的性能说明

　　(1) 相位板使直接光的相位移动 90°，并且吸收减弱光的强度，在物镜后焦平面的适当位置装置相位板，相位板必须确保亮度，为使衍射光的影响少一些，相位板做成环形状。

　　(2) 相位环(环状光圈)是根据每种物镜的倍率，而有大小不同，可用转盘器更换。

　　(3) 单色滤光镜系用中心波长546nm(毫微米)的绿色滤光镜。通常是用单色滤光镜入观察。相位板用特定的波长，移动90°看直接光的相位。当需要特定波长时，必须选择适当的滤光镜，滤光镜插入后对比度就提高。此外，相位环形缝的中心，必须调整到正确方位后方能操作，对中望远镜就是起这个作用部件。

视频显微镜

　　将传统的显微镜与摄象系统，显示器或者电脑相结合，达到对被测物体的放大观察的目的。最早的雏形应该是相机型显微镜，将显微镜下得到的图像通过小孔成象的原理，投影到感光照片上，从而得到图片。或者直接将照相机与显微镜对接，拍摄图片。随着CCD摄像机的兴起，显微镜可以通过其将实时图像转移到电视机或者监视器上，直接观察，同时也可以通过相机拍摄。80年代中期，随着数码产业以及电脑业的发展，显微镜的功能也通过它们得到提升，使其向着更简便更容易操作的方面发展。到了90年代末，半导体行业的发展，晶圆要求显微镜可以带来更加配合的功能，硬件与软件的结合，智能化，人性化，使显微镜在工业上有了更大的发展。

　　随着CMOS镜头技术在显微镜领域应用的成熟，及数码输出技术的发展，其市面上的视频显微镜，不仅有通过PC机来显示显微图片的视频显微镜，还有显微镜本身有独立屏幕的视频显微镜，例如3R的MSV35;有可通过无线传输方式可移动的无线视频显微镜，其都脱离了PC机的显示，例如3R的WM401TV、WM601TV，且其CMOS镜头的显微镜其大小要比传统的显微镜更加精巧，可应用于现场进行显微观测。

荧光显微镜

　　在萤光显微镜上，必须在标本的照明光中，选择出特定波长的激发光，以产生荧光，然后必须在激发光和荧光混合的光线中，单把荧光分离出来以供观察。因此，在选择特定波长中，滤光镜系统，成为极其重要的角色。

　　荧光显微镜原理：

　　(A) 光源：光源辐射出各种波长的光(以紫外至红外)。

　　(B) 激励滤光源：透过能使标本产生萤光的特定波长的光，同时阻挡对激发萤光无用的光。

　　(C) 荧光标本：一般用荧光色素染色。

　　(D) 阻挡滤光镜：阻挡掉没有被标本吸收的激发光有选择地透射荧光，在荧光中也有部分波长被选择透过。 　以紫外线为光源，使被照射的物体发出荧光的显微镜。电子显微镜是在1931年在德国柏林由克诺尔和哈罗斯卡首先装配完成的。这种显微镜用高速电子束代替光束。由于电子流的波长比光波短得多，所以电子显微镜的放大倍数可达80万倍，分辨的最小极限达0.2纳米。1963年开始使用的扫描电子显微镜更可使人看到物体表面的微小结构。

　　显微镜被用来放大微小物体的图像。一般应用于对生物、医药、微观粒子等观测。

　　（1）利用微微动载物台之移动，配全目镜之十字座标线，作长度量测。

　　（2）利用旋转载物台与目镜下端之游标微分角度盘，配全合目镜之址字座标线，作角度量测，令待测角一端对准十字线与之重合，然后再让另一端也重合。

　　（3）利用标准检测螺纹的节距、节径、外径、牙角及牙形等尺寸或外形。

　　（4）检验金相表面的晶粒状况。

　　（5）检验工件加工表面的情况。

　　（6）检测微小工件的尺寸或轮廓是否与标准片相符。

偏光显微镜

　　偏光显微镜是用于研究所谓透明与不透明各向异性材料的一种显微镜。凡具有双折射的物质，在偏光显微镜下就能分辨的清楚，当然这些物质也可用染色法来进行观察，但有些则不可能，而必须利用偏光显微镜。

　　（1）偏光显微镜的特点

　　将普通光改变为偏振光进行镜检的方法，以鉴别某一物质是单折射（各向同行）或双折射性（各向异性）。双折射性是晶体的基本特性。因此，偏光显微镜被广泛地应用在矿物、化学等领域，在生物学和植物学也有应用。

　　（2）偏光显微镜的基本原理

　　偏光显微镜的原理比较复杂，在此不作过多介绍,偏光显微镜必须具备以下附件：起偏镜，检偏镜，补偿器或相位片，专用无应力物镜，旋转载物台。

超声波显微镜

　　超声波扫描显微镜的特点在于能够精确的反映出声波和微小样品的弹性介质之间的相互作用，并对从样品内部反馈回来的信号进行分析！图像上（C-Scan）的每一个象素对应着从样品内某一特定深度的一个二维空间坐标点上的信号反馈，具有良好聚焦功能的Z.A传感器同时能够发射和接收声波信号。一副完整的图像就是这样逐点逐行对样品扫描而成的。反射回来的超声波被附加了一个正的或负的振幅，这样就可以用信号传输的时间反映样品的深度。用户屏幕上的数字波形展示出接收到的反馈信息（A-Scan）。设置相应的门电路，用这种定量的时间差测量（反馈时间显示），就可以选择您所要观察的样品深度。

解剖显微镜

　　解剖显微镜，又被称为实体显微镜、体视显微镜或立体显微镜，是为了不同的工作需求所设计的显微镜。利用解剖显微镜观察时，进入两眼的光各来自一个独立的路径，这两个路径只夹一个小小的角度，因此在观察时，样品可以呈现立体的样貌。解剖显微镜的光路设计有两种： The Greenough Concept和The Telescope Concept。解剖显微镜常常用在一些固体样本的表面观察，或是解剖、钟表制作和小电路板检查等工作上。

共聚焦显微镜

　　从一个点光源发射的探测光通过透镜聚焦到被观测物体上，如果物体恰在焦点上，那么反射光通过原透镜应当汇聚回到光源，这就是所谓的共聚焦，简称共焦。激光扫描共聚焦显微镜[Confocal Laser Scanning Microscope(CLSM或LSCM)]在反射光的光路上加上了一块半反半透镜(dichroic mirror)，将已经通过透镜的反射光折向其它方向，在其焦点上有一个带有针孔(Pinhole)，小孔就位于焦点处，挡板后面是一个 光电倍增管(photomultiplier tube，PMT)。可以想像，探测光焦点前后的反射光通过这一套共焦系统，必不能聚焦到小孔上，会被挡板挡住。于是光度计测量的就是焦点处的反射光强度。其意义是：通过移动透镜系统可以对一个半透明的物体进行三维扫描。

金相显微镜

　　金相显微镜主要用于鉴定和分析金属内部结构组织，它是金属学研究金相的重要仪器，是工业部门鉴定产品质量的关键设备，该仪器配用摄像装置，可摄取金相图谱，并对图谱进行测量分析，对图象进行编辑、输出、存储、管理等功能。 国内厂家较多，历史悠久。

生物显微镜

　　生物显微镜是用来观察生物切片、生物细胞、细菌以及活体组织培养、流质沉淀等的观察和研究，同时可以观察其他透明或者半透明物体以及粉末、细小颗粒等物体。生物显微镜也是食品厂、饮用水厂办QS、HACCP认证的必备检验设备。

　　用途：用于生物学、细菌学、组织学、药物化学等研究工作以及临床度验之用。具有粗微动同轴的调焦机构，滚珠内定位转换器，亮度可调的照明装置，并带有摄影、摄像接口。

透反射式偏光显微镜

　　透反射式偏光显微镜，随着光学技术的不断进步，作为光学仪器的偏光显微镜，其应用范围也越来越广阔，许多行业，如化工的化学纤维，半导体工业以及药品检验等等，也广泛地使用偏光显微镜。XPV-213透射偏光显微镜就是非常适用的产品，可供广大用户作单偏光观察，正交偏光观察，锥光观察以及显微摄影，配置有石膏λ、云母λ/4试片、石英楔子和移动尺等附件，是一组具有较完备功能和良好品质的新型产品.本仪器的具有可扩展性，可以接计算机和数码相机。对图片进行保存、编辑和打印。
电子显微镜

　　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1500万倍，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。

　　1931年，德国的M.诺尔和E.鲁斯卡，用冷阴极放电电子源和三个电子透镜改装了一台高压示波器，并获得了放大十几倍的图象，发明的是透射电镜，证实了电子显微镜放大成像的可能性。1932年，经过鲁斯卡的改进，电子显微镜的分辨能力达到了50纳米，约为当时光学显微镜分辨本领的十倍，突破了光学显微镜分辨极限，于是电子显微镜开始受到人们的重视。

　　到了二十世纪40年代，美国的希尔用消像散器补偿电子透镜的旋转不对称性，使电子显微镜的分辨本领有了新的突破，逐步达到了现代水平。在中国，1958年研制成功透射式电子显微镜，其分辨本领为3纳米，1979年又制成分辨本领为0.3纳米的大型电子显微镜。

　　电子显微镜的分辨本领虽已远胜于光学显微镜，但电子显微镜因需在真空条件下工作，所以很难观察活的生物，而且电子束的照射也会使生物样品受到辐照损伤。其他的问题，如电子枪亮度和电子透镜质量的提高等问题也有待继续研

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