顯微鏡的發明和使用對微觀

① 顯微鏡的發明和使用對微觀生物學的發展起到什麼作用

使得科學研究跨出了從宏觀到微觀的巨大進步。

② 顯微鏡的發展史

顯微鏡是人類世紀最偉大的發明物之一。在它發明出來之前，人類關於周圍世界的觀念局限在用肉眼，或者靠手持透鏡幫助肉眼所看到的東西。

顯微鏡把一個全新的世界展現在人類的視野里，人們第一次看到了數以百計的「新的」微小動物和植物，以及從人體到植物纖維等各種東西的內部構造。顯微鏡還有助於科學家發現新物種，有助於醫生治療疾病。

最早的顯微鏡是16世紀末期在荷蘭製造出來的。發明者是亞斯·詹森,荷蘭眼鏡商，或者另一位荷蘭科學家漢斯·利珀希，他們用兩片透鏡製作了簡易的顯微鏡，但並沒有用這些儀器做過任何重要的觀察。

後來有兩個人開始在科學上使用顯微鏡。第一個是義大利科學家伽利略。他通過顯微鏡觀察到一種昆蟲後，第一次對它的復眼進行了描述。第二個是荷蘭亞麻織品商人列文虎克（1632年-1723年），他自己學會了磨製透鏡。他第一次描述了許多肉眼所看不見的微小植物和動物。

1931年，恩斯特·魯斯卡通過研製電子顯微鏡，使生物學發生了一場革命。這使得科學家能觀察到像百萬分之一毫米那樣小的物體。1986年他被授予諾貝爾獎。

(2)顯微鏡的發明和使用對微觀擴展閱讀：

成像的原理：

1、光學顯微鏡

光學顯微鏡主要由目鏡、物鏡、載物台和反光鏡組成。目鏡和物鏡都是凸透鏡，焦距不同。物鏡的凸透鏡焦距小於目鏡的凸透鏡的焦距。物鏡相當於投影儀的鏡頭，物體通過物鏡成倒立、放大的實像。目鏡相當於普通的放大鏡，該實像又通過目鏡成正立、放大的虛像。

經顯微鏡到人眼的物體都成倒立放大的虛像。反光鏡用來反射，照亮被觀察的物體。反光鏡一般有兩個反射面：一個是平面鏡，在光線較強時使用；一個是凹面鏡，在光線較弱時使用，可會聚光線。

2、電子顯微鏡

電子顯微鏡是根據電子光學原理，用電子束和電子透鏡代替光束和光學透鏡，使物質的細微結構在非常高的放大倍數下成像的儀器。

電子顯微鏡的分辨能力以它所能分辨的相鄰兩點的最小間距來表示。20世紀70年代，透射式電子顯微鏡的解析度約為0.3納米(人眼的分辨本領約為0.1毫米)。

現在電子顯微鏡最大放大倍率超過300萬倍，而光學顯微鏡的最大放大倍率約為2000倍，所以通過電子顯微鏡就能直接觀察到某些重金屬的原子和晶體中排列整齊的原子點陣。

顯微鏡的保養

1、顯微鏡在從木箱中取出或裝箱時，右手緊握鏡臂，左手穩托鏡座，輕輕取出。不要只用一隻手提取，以防顯微鏡墜落，然後輕輕放在實習台上或裝 入木箱內。

2、顯微鏡放到實習台上時，先放鏡座的一端，再將鏡座全部放穩，切不可使鏡座全面同時與檯面接觸，這樣震動過大，透鏡和微調節器的裝置易損壞。

3、顯微鏡須經常保持清潔，勿使油污和灰塵附著。如透鏡部分不潔時，用擦鏡紙輕擦，如有油污，先將擦鏡紙蘸少許二甲苯拭去。

4、顯微鏡不能在陽光下暴曬和使用。

5、接目鏡和接物鏡不要隨便抽出和卸下必須抽取接目鏡時，須將鏡筒上口凈用布遮蓋，避免灰塵落入鏡筒內。更換接物鏡時，卸下後應倒置在清潔的檯面下，並隨即裝入木箱的置放接物鏡的管內。

6、顯微鏡用完後，取下標本片，經聚光器降下，再將物鏡轉成「八」字形，轉動粗調節器使鏡筒下降，以免接物鏡與聚光器相碰。

7、顯微鏡應放在乾燥的地方，以防生霉。

③ 電子顯微鏡是如何發明的

人類的第三隻眼

——1931年電子顯微鏡的發明

1931年，德國科學家恩斯特·魯斯卡與組長馬克斯·克諾爾博士製成了世人公認的第一台電子顯微鏡。1932年，恩斯特·魯斯卡發表了以「幾何電子光學的進展」為題的論文，第一次使用電子顯微鏡的名稱，所以這一年被認為是電子顯微鏡的發明年份。

除了動植物以外，自然界還有一個龐大的生物世界，就是微生物。它們都很小，小到把幾億個微生物堆積在一起時，也只有一粒米那麼大小。顯微鏡的發明打開了人類通向微生物等微觀世界的大門。1590年，楊斯岑兄弟發明了世界上最早的顯微鏡。17世紀中期人類發明了光學顯微鏡，18世紀荷蘭人列文·虎克藉助顯微鏡發現了組成動植物身體的細胞，逐步認識了細胞核及其作用，這是顯微鏡發展史上的第一個里程碑。

隨著對細胞的不斷深入研究，光學顯微鏡的局限性日益明顯。由於它以可見光作為光源，分辨能力受到光波影響，無法進一步了解細胞的微細結構。人們期待分辨本領更高、功能更強的超級顯微鏡。

1931年，生於德國海德爾堡的工程師恩斯特·魯斯卡在其組長馬克斯·克諾爾博士指導下對顯微鏡進行了自16世紀荷蘭人加裝第二塊透鏡以來最重要的革新：他們研製出了一台電子顯微鏡。這台顯微鏡能將物體放大十幾倍。1932年，恩斯特·魯斯卡致力於提高電子顯微鏡的分辨本領，在德國《物理學進展》雜志上發表了以「幾何電子光學的進展」為題的論文，第一次使用電子顯微鏡的名稱。此後，電子顯微鏡成了20世紀後期科學家對微觀物質結構和生命形式進行探索的強有力的工具。

有兩次「發現」為克諾爾和魯斯卡的研究奠定了基礎。1924年，法國物理學家路易·德布羅意發現電子束呈波狀運動，但其波長要比光的波長短得多。德布羅意的發現意味著如果能找到使電子束聚集的方法，就能將其用來放大物像。兩年後，德國物理學家漢斯·布施發現了調節焦點所產生的效果：電磁場或靜電場中不再有電子了。實際上，電磁場或靜電場成了一個透鏡，電子變成了光。結合兩者，電子顯微鏡被發明並以驚人的速度發展。

20世紀30年代末，德國西門子公司、英國的大都會·維克爾公司和美國無線電公司等這樣的著名高科技公司，完善了電子透鏡的基本原理，將電子束聚集在真空腔內形成的電磁場或靜電場中，從而達到放大物體的目的。1938年，可將照片放大3萬倍的電子顯微鏡研製成功。

此後，出現了一種改進型的電子顯微鏡，這種顯微鏡可將物體放大10萬倍。伴隨著技術和設備的不斷改進和提高，人們終於實現了觀察原子的理想。光學顯微鏡的最高分辨本領約為200納米，與此相對應的最高有效放大倍數是1500倍。現代高分辨電子顯微鏡的分辨本領已達0.1納米、放大倍數在150萬倍以上，這相當於把一個直徑4米的氣球放大到地球那麼大。它還可以把原子放大成一個個小饅頭那麼大，那麼清晰可見。

這里，要提一句的是，從19世紀末到20世紀20年代，盡管已有不少傑出的科學家發現了電子束可以聚焦並得到了成像公式，但為什麼沒有引導他們讓電子束代替光束發明電子顯微鏡呢?主要原因之一是他們遠離科學實驗。而魯斯卡敢於排除人們的偏見和責難，勇於實踐，終於發明了電子顯微鏡。

④ 人類發明和使用顯微鏡,放大鏡的資料

顯微鏡是由光源聚光器、目鏡和物鏡組成復式顯微放大裝置。顯微鏡是由一個透鏡或幾個透鏡的組合構成的一種光學儀器，是人類進入原子時代的標志。主要用於放大微小物體成為人的肉眼所能看到的儀器。顯微鏡分光學顯微鏡和電子顯微鏡：光學顯微鏡是在1590年由荷蘭的楊森父子所首創。現在的光學顯微鏡可把物體放大1600倍，分辨的最小極限達0.1微米。

早在公元前一世紀，人們就已發現通過球形透明物體去觀察微小物體時，可以使其放大成像。後來逐漸對球形玻璃表面能使物體放大成像的規律有了認識。

最早的顯微鏡是16世紀末期在荷蘭製造出來的。發明者可能是一個叫做札恰里亞斯·詹森的荷蘭眼鏡商，或者另一位荷蘭科學家漢斯·利珀希，他們用兩片透鏡製作了簡易的顯微鏡。

放大鏡是用來觀察物體細節的簡單目視光學器件，是焦距比眼的明視距離小得多的會聚透鏡。歷史上關於透鏡的最早記錄是大約公元前700年，亞述人用水晶製作的。古埃及、希臘和巴比倫也有類似的鏡片。古羅馬和希臘人用盛水的玻璃容器做透鏡。玻璃放大鏡是直到十三世紀才有的事。羅傑·培根(Roger Bacon)用玻璃片製作成放大鏡，並推薦別人用它們來閱讀。他的設計來源於十世紀的伊斯蘭數學家、物理學家和天文學家阿爾哈真(Alhazen，全名是Abu Ali al-Hasan Ibn al-Haitham)。在十一世紀到十三世紀中間，為了閱讀經卷，僧侶也使用一種叫閱讀石的透鏡，它其實就是拋成兩半的玻璃球。閱讀石被逐漸被改良，人們發現越薄的透鏡放大效果越好。

⑤ 顯微鏡怎麼發明出來的

1665 年，列文虎克製成了一塊直徑只有 0。3 厘米的小透鏡，並做了一個架，把回這塊小透鏡鑲在答架上，又在透鏡下邊裝了一塊銅板，上面鑽了一個小孔，使光線從這里射進而反射出所觀察的東西。這樣，列文虎克的第一台顯微鏡成功了。由於他有著磨製高倍鏡片的精湛技術，他製成的顯微鏡的放大倍數，超過了當時世界上已有的任何顯微鏡。
列文虎克並沒有就此止步，他繼續下功夫改進顯微鏡，進一步提高其性能，以便更好地去觀察了解神秘的微觀世界。為此，他辭退了工作，專心致志地研製顯微鏡。幾年後，他終於制出了能把物體放大 300 倍的顯微鏡。
顯微鏡的發明和列文虎克的研究工作，為生物學的發展奠定了基礎。利用顯微鏡發現，各種傳染病都是由特定的細菌引起的。這就導致了抵抗疾病的健康檢查、種痘和葯物研製的成功。

⑥ 顯微鏡的發明與納米的發現有什麼關系

我們人類被稱為萬物之靈，能夠上天人地，移山填海，能夠深入微小世界探秘，這些靠的是什麼呢?說起來我們在很多方面不如地球上其他的生物，奔跑我們比不上獵豹，力量我們更是沒法和大象相比，可是我們人類擁有發達的大腦，我們懂得去製造工具。正是這些工具彌補了我們的不足，使得我們征服自然的能力大大提高。

人類要認識微小的世界，單單憑借我們的肉眼也是不行的。我們人類能看到的最小的東西大約為0.1毫米，那麼我們是如何觀察小於0.1毫米的東西的呢?

最早用於探究物質結構的儀器是光學顯微鏡。光學顯微鏡最初是由放大鏡演變而來的。放大鏡實際上就是凸透鏡，人們早就知道把凸透鏡靠近物體，就可以通過鏡片看到放大的物像，這大概是14世紀的事情。16世紀荷蘭人楊森偶然通過兩塊不同的鏡片看物體，發現放大效果好得多，於是就發明了顯微鏡。

這件事發生在16世紀的荷蘭不是偶然的，因為當時荷蘭的眼鏡製造業相當發達，楊森正是一位磨鏡片的工人。他的顯微鏡由透鏡組合而成，把兩片凸透鏡和兩片凹透鏡各組成一對，凸透鏡作為物鏡(靠近物體一方的透鏡)，凹透鏡作為目鏡(靠近眼睛一方的透鏡)。這是一台很大的顯微鏡，鏡筒的直徑有五厘米多，長度有四十幾厘米。不過這台顯微鏡的效果並不是很好，影像歪斜不清，也不能聚光以便清楚地觀看物體。

早期顯微鏡鏡片所用的玻璃質量不佳，玻璃里含有氣泡，玻璃表面也不光滑，用這種顯微鏡放大的物體看上去有點模糊。如果使用倍數更大的顯微鏡來進一步放大物體，物體就變得更加模糊，結果什麼也看不清楚。正是因為這個原因，人們往往認為觀察微小物體放大鏡就夠了，顯微鏡並不比放大鏡優越。

英國物理學家胡克在1肋年前後，對顯微鏡發生了興趣，親自製作了一台顯微鏡，他用這台顯微鏡，發現了軟木的軟組織(他給軟組織取名為「細胞」，其實他看到的並不是真正的細胞，而是軟組織的纖維結構)，並且清楚地觀察到了蜜蜂的小刺、鳥羽的細微構造等微小物體。他的顯微鏡使用了兩片凸透鏡，原理和現在的顯微鏡相同。另外，胡克還想出了在物鏡下面另外安裝凸透鏡，用以聚光照亮被觀察物體的方法，為了提高放大倍率，胡克進一步使用了近於球形的凸透鏡。他的顯微鏡能清楚地觀察以前看不到的微小的物體，例如跳蚤的頭部和腳部，所以當時顯微鏡有一個外號，叫跳蚤鏡。1665年胡克寫了一本書，名叫《顯微圖譜》，裡面有他根據大量觀察所做的素描，顯微鏡也因此受到科學界的重視。

把顯微鏡推上科學舞台的科學家中，還有一位叫列文虎克，他也是荷蘭人。他把玻璃棒的端部熔化後拉成線狀，然後進一步加熱做成球形，再把它磨成透鏡。他要求玻璃裡面一點也不含氣泡，玻璃表面必須磨製得非常光滑均勻。他在1671年磨成的第一塊透鏡盡管直徑只有1/8英寸(約3毫米)，但當他通過透鏡觀察物體時，卻發現物體幾乎放大了200倍，而且十分清晰。他把透鏡放在支架上，做成了一具放大鏡。後來又加上一塊透鏡，放大的倍數更大了，這就構成了顯微鏡。顯微鏡在當時已經不是什麼新鮮事物，但別人都是把鏡片拼湊在一起當作玩物，而列文虎克卻有自己的崇高目的，他想用這台新儀器觀察看不見的世界。

列文虎克用他的顯微鏡觀察各種小東西，從牙垢到溝中的污水，都成了他的觀察對象。他記下了肌肉、皮膚、毛發和牙質的精細結構。從1673年開始，他用荷蘭文給英國皇家學會不斷寫信，報告他的觀察實驗記錄，有時一封信就像是一本小書，他的第一封信就用了一個很長的題目：「列文虎克用自製的顯微鏡觀察皮膚、肉類以及蜜蜂和其他蟲類的若干記錄」。當時英國皇家學會對這位無名之輩的報告不很重視，直到1677年按照列文虎克的說法製成了同樣大小的透鏡和顯微鏡，證實列文虎克的觀察結果之後，才引起了人們的注意。

列文虎克的一系列發現，在生物學史上開辟了一個新的研究領域，這個領域就是微生物學。有了光學顯微鏡，我們就可以觀察到肉眼看不見的細胞，也正是光學顯微鏡的誕生導致了細胞的發現；從而使人們對自然界的認識發生了一個極大的飛躍。

可是人類要想看比細胞還小的結構，使用光學顯微鏡就不行了。

為了增加顯微鏡的放大倍數，在相當長一段時間內，不少人都在玻璃的材料和磨削工藝的改進上動腦筋。但後來發現，如果被觀察的物體小於光波波長的1/2時，光線射到它們身上時就會繞過去成不了像。我們知道，光學顯微鏡是用可見光作為光源的，其波長約為400～770納米，因此當被觀察的物體小於200納米時，光學顯微鏡就無能為力了——放大倍數限制在2000倍左右。

所以，要觀察更小的物體，就得另外找到一種比可見光的波長更短的光線才行。早在20世紀20年代，法國科學家德布羅義就發現電子束也具有波動性質。所謂電子束，就是許多電子集合在一起，並且以很高的速度向著一個方向運動。進一步的研究表呀，電子束的波長遠比可見光的波長短，還不到1納米。於是，科學家們很自然地想到，如果顯微鏡用電子束代替可見光做光源，它的分辨能力肯定可以大大提高。

根據這一思路，科學家們終於在1932年研製成功了一種新的顯微鏡——電子顯微鏡。在電子顯微鏡內部，特製一個空心的強力線圈——磁透鏡，它相當於光學顯微鏡中的玻璃透鏡，但是，鏡筒必須抽成高度真空。同時，由於人眼無法直接看見電子束，因而必須通過熒光屏或照相機的轉換。經過不斷改進，目前電子顯微鏡的最高分辨能力已達0.2～0.3納米，與原子大小差不多了。放大倍數約為30萬～40萬倍，一根頭發絲可以放大到一座禮堂那麼大；如果增加磁透鏡個數，放大倍數更可高達80萬～100萬倍。電子顯微鏡的發明幫助人類進一步打開了微觀世界的大門，人們可以看到更小的東西了，包括細胞內各種組成成分，以及只有幾十納米大小的病毒。

電子顯微鏡雖然威力巨大，可是它的體積往往也很大，價格也非常昂貴，操作很繁瑣。有沒有可能製造出更加簡單有效的顯微鏡呢?掃描隧道顯微鏡的發明解決了前面的問題。

掃描隧道顯微鏡是IBM瑞士蘇黎世研究所的賓尼和羅雷爾於1982年發明的。

賓尼1947年7月出生於德國的法蘭克福。其時正值第二次世界大戰結束不久，他和小夥伴們常常在廢墟中做游戲，當時他並不懂得為什麼建築物會變成那個樣子。10歲時，盡管他對物理還不太了解，但已決心要當一名物理學家，等到在學校里真正學到物理時，他大概有點懷疑這一選擇了。少年時代的賓尼是一個音樂愛好者，他母親很早就教他古典音樂，15歲時開始拉小提琴，而且還參加過學校的管弦樂隊。

10多年後，當賓尼開始做畢業論文時，才真正感受到物理學的魅力，認識到做物理工作比學習物理更有樂趣他深切地體會到，「做」是「學」的正確途徑，在「做」中「學」才能獲得真知和樂趣。

1978年，賓尼在法蘭克福大學獲博士學位。他在做博士論文時參加馬丁森教授的研究組，指導教師是赫尼希博士。賓尼對馬丁森教授非常佩服，這位教授很善於抓住和表述科學問題的實質。赫尼希博士指導他做實驗，非常耐心。

在他的妻子瓦格勒的勸說下，賓尼在完成博士論文後，接受了IBM公司蘇黎世研究實驗室的聘任，參加那裡的一個物理小組。這是非常重要的決定，因為在那裡賓尼遇到了羅雷爾。

羅雷爾1933年6月6日出生於瑞士的布克斯，1949年全家遷往蘇黎世。他對物理學的傾倒完全屬於偶然，因為他原來喜歡古典語文和自然，只是在向瑞士聯邦工業大學注冊時才決定主修物理。他在學校的4年中受到一些著名教授的指導。1955年，他開始做博士論文，羅雷爾在實驗中要用到非常靈敏的機械感測器，往往要在夜深人靜時工作。他不辭辛苦，非常勤奮，4年的研究生生活使羅雷爾得到了很好的鍛煉。

1961年起，羅雷爾到美國的拉特格斯大學做了兩年博士，1963年他回到瑞士，在IBM研究實驗室工作。從20世紀70年代末開始他從事反磁體研究，並在研究組組長米勒的鼓勵下研究臨界現象。此後，他開始與賓尼合作，從70年代末起，一直致力於研製掃描隧道顯微鏡，這種顯微鏡就是利用量子力學裡面的隧道效應製作的。

1981年，賓尼和羅雷爾等人用鉑做了一個電極，用腐蝕得很尖的鎢針尖作為另一電極，在兩電極間小於2納米的距離以內，改變鎢針尖與鉑片之間的距離，測量隧道電流隨之產生的變化。結果表明，隧道電流和隧道電阻對隧道間隙的變化非常敏感，隧道間隙即使只變化0.1納米，也能引起隧道電流的顯著變化。

一個非常光滑的樣品平面，從微觀來看，是由原子按一定規律排列起來的。如果用一根很尖的探針(如鎢針)，在距離該表面十分之幾納米的高度上平行於表面進行掃描，那麼，由於每個原子都有一定大小，在掃描過程中隧道間隙就會隨探針位置的不同而不同，流過探針的隧道電流也就隨之而不同，即使是百分之幾納米的高度變化，也能在隧道電流上反映出來。利用一台與掃描探針同步的記錄儀，將隧道電流的變化記錄下來，即可得到解析度為百分之幾納米的掃描隧道顯微鏡圖像。

掃描隧道顯微鏡的發明解開了物理學中的很多問題，使兩位科學家獲得了1986年的諾貝爾物理學獎，從掃描隧道顯微鏡的發明到兩位科學家因此獲得諾貝爾獎，僅僅用了4年的時間，這在諾貝爾獎的歷史上是非常罕見的。

掃描隧道顯微鏡從誕生、發展到現在，還不到20年，它正以旺盛的生命力茁壯成長。繼掃描隧道顯微鏡之後，又有一批根據同一工作原理派生出來的，其他類型的顯微鏡相繼問世，如原子力顯微鏡(用於非導電材料)、光子掃描隧道顯微鏡(運用光子隧道效應)，彈道電子發射電子顯微鏡(能夠在納米尺度上無損探測表面)、摩擦力顯微鏡(用於納米尺度上摩擦舟的研究)、磁力顯微鏡(探測樣品磁特性的有力工具)、分子力顯微鏡、掃描離子電導顯微鏡、掃描熱顯微鏡等等，總數達十幾種之多。人們還進而實現了原子的操縱和加工，用電子的撞擊使原子按人的意志做有序的移動或移植，1990年IBM公司的研究人員利用掃描隧道顯微鏡，把鐵原子重新排列成了漢字「原子」的字樣。這些進展充分顯示了掃描隧道顯微鏡蓬勃發展的勢頭和巨大的影響力。

從光學顯微鏡到電子顯微鏡，又從電子顯微鏡到掃描隧道顯微鏡，一步一步走下去，人們正通向微觀世界的幽深處；科學的視野越來越寬廣，人類駕馭自然的能力也越來越強，人類在微小世界中將會有更多的發現。

⑦ 顯微鏡發明和發展給人帶來什麼幫助

顯微鏡的發展：人類很早以前就有探索微觀世界奧秘的要求，但是苦於沒有理想的工具和手段。1675年荷蘭生物學家列文虎克用顯微鏡發現了十分微小的原生動物和紅血球，甚至用顯微鏡研究動物的受精作用。列文虎克掌握了很高的磨製鏡片的技藝，製成了當時世界上最精緻的可以放大270倍的顯微鏡。以後幾百年來，人們一直用光學顯微鏡觀察微觀和探索眼睛看不到的世界，但是由於光學顯微鏡的解析度只能達到光波的半波長左右，這樣人類的探索受到了限制。進人20世紀，光電子技術得到了長足的發展，1933年德國人製成了第一台電子顯微鏡後，幾十年來，又有許多新型的顯微鏡問世，比如，掃描隧道顯微鏡（STM）就是一種比較先進的現代儀器。））

很早以前，人們就知道某些光學裝置能夠「放大」物體。比如在《墨經》裡面就記載了能放大物體的凹面鏡。至於凸透鏡是什麼時候發明的，可能已經無法考證。凸透鏡——有的時候人們把它稱為「放大鏡」——能夠聚焦太陽光，也能讓你看到放大後的物體，這是因為凸透鏡能夠把光線偏折。你通過凸透鏡看到的其實是一種幻覺，嚴格的說，叫做虛像。當物體發出的光通過凸透鏡的時候，光線會以特定的方式偏折。當我們看到那些光線的時候，或不自覺地認為它們仍然是沿筆直的路線傳播。結果，物體就會看上去比原來大。

單個凸透鏡能夠把物體放大幾十倍，這遠遠不足以讓我們看清某些物體的細節。公元13世紀，出現了為視力不濟的人准備的眼鏡——一種玻璃製造的透鏡片。隨著籠罩歐洲一千年的黑暗消失，各種新的發明紛紛涌現出來，顯微鏡（microscope）就是其中的一個。大約在16世紀末，荷蘭的眼鏡商詹森 （Zaccharias Janssen）和他的兒子把幾塊鏡片放進了一個圓筒中，結果發現通過圓筒看到附近的物體出奇的大，這就是現在的顯微鏡和望遠鏡的前身。
詹森製造的是第一台復合式顯微鏡。使用兩個凸透鏡，一個凸透鏡把另外一個所成的像進一步放大，這就是復合式顯微鏡的基本原理。如果兩個凸透鏡一個能放大10倍，另一個能放大20倍，那麼整個鏡片組合的的放大倍數就是10*20=200倍。

1665年，英國科學家羅伯特•胡克（人們可能更熟悉他的另一個發現：胡克定律）用他的顯微鏡觀察軟木切片的時候，驚奇的發現其中存在著一個一個「單元」結構。胡克把它們稱作「細胞」。不過，詹森時代的復合式顯微鏡並沒有真正顯示出它的威力，它們的放大倍數低得可憐。荷蘭人安東尼•馮•列文虎克（Anthony Von Leeuwenhoek ，1632-1723)製造的顯微鏡讓人們大開眼界。列文虎克自幼學習磨製眼鏡片的技術，熱衷於製造顯微鏡。他製造的顯微鏡其實就是一片凸透鏡，而不是復合式顯微鏡。不過，由於他的技藝精湛，磨製的單片顯微鏡的放大倍數將近300倍，超過了以往任何一種顯微鏡。

當列文虎克把他的顯微鏡對准一滴雨水的時候，他驚奇的發現了其中令人驚嘆的小小世界：無數的微生物游曳於其中。他把這個發現報告給了英國皇家學會，引起了一陣轟動。人們有時候把列文虎克稱為「顯微鏡之父」，嚴格的說，這不太正確。列文虎克沒有發明第一個復合式顯微鏡，他的成就是製造出了高質量的凸透鏡鏡頭。

在接下來的兩個世紀中，復合式顯微鏡得到了充分的完善，例如人們發明了能夠消除色差（當不同波長的光線通過透鏡的時候，它們折射的方向略有不同，這導致了成像質量的下降）和其他光學誤差的透鏡組。與19世紀的顯微鏡相比，現在我們使用的普通光學顯微鏡基本上沒有什麼改進。原因很簡單：光學顯微鏡已經達到了解析度的極限。

如果僅僅在紙上畫圖，你自然能夠「製造」出任意放大倍數的顯微鏡。但是光的波動性將毀掉你完美的發明。即使消除掉透鏡形狀的缺陷，任何光學儀器仍然無法完美的成像。人們花了很長時間才發現，光在通過顯微鏡的時候要發生衍射——簡單的說，物體上的一個點在成像的時候不會是一個點，而是一個衍射光斑。如果兩個衍射光斑*得太近，你就沒法把它們分辨開來。顯微鏡的放大倍數再高也無濟於事了。對於使用可見光作為光源的顯微鏡，它的解析度極限是0.2微米。任何小於0.2微米的結構都沒法識別出來。

提高顯微鏡解析度的途徑之一就是設法減小光的波長，或者，用電子束來代替光。根據德布羅意的物質波理論，運動的電子具有波動性，而且速度越快，它的「波長」就越短。如果能把電子的速度加到足夠高，並且匯聚它，就有可能用來放大物體。
1938年，德國工程師Max Knoll和Ernst Ruska製造出了世界上第一台透射電子顯微鏡（TEM）。1952年，英國工程師Charles Oatley製造出了第一台掃描電子顯微鏡（SEM）。電子顯微鏡是20世紀最重要的發明之一。由於電子的速度可以加到很高，電子顯微鏡的解析度可以達到納米級（10-9m）。很多在可見光下看不見的物體——例如病毒——在電子顯微鏡下現出了原形。

用電子代替光，這或許是一個反常規的主意。但是還有更令人吃驚的。1983年，IBM公司蘇黎世實驗室的兩位科學家Gerd Binnig和Heinrich Rohrer發明了所謂的掃描隧道顯微鏡（STM）。這種顯微鏡比電子顯微鏡更激進，它完全失去了傳統顯微鏡的概念。

很顯然，你不能直接「看到」原子。因為原子與宏觀物質不同，它不是光滑的、滴溜亂轉的削球，更不是達•芬奇繪畫時候所用的模型。掃描隧道顯微鏡依*所謂的「隧道效應」工作。如果舍棄復雜的公式和術語，這個工作原理其實很容易理解。隧道掃描顯微鏡沒有鏡頭，它使用一根探針。探針和物體之間加上電壓。如果探針距離物體表面很近——大約在納米級的距離上——隧道效應就會起作用。電子會穿過物體與探針之間的空隙，形成一股微弱的電流。如果探針與物體的距離發生變化，這股電流也會相應的改變。這樣，通過測量電流我們就能知道物體表面的形狀，解析度可以達到單個原子的級別。

因為這項奇妙的發明，Binnig和Rohrer獲得了1986年的諾貝爾物理學獎。這一年還有一個人分享了諾貝爾物理學獎，那就是電子顯微鏡的發明者Ruska。
據說，幾百年前列文虎克把他製作顯微鏡的技術視為秘密。今天，顯微鏡——至少是光學顯微鏡——已經成了一種非常普通的工具，讓我們了解這個小小的大千世界。

⑧ 顯微鏡的發明和使用對微觀生物學的發展起到了什麼樣的作用

顯微鏡的發明，使得微觀生物學擁有了真正的研究手段，從此成為了一門正式的學科。
使得科學研究跨出了從宏觀到微觀的巨大進步

⑨ 顯微鏡的發明與發展

人類很早以前就有探索微觀世界奧秘的要求，但是苦於沒有理想的工具和手段。1675年荷蘭生物學家列文虎克用顯微鏡發現了十分微小的原生動物和紅血球，甚至用顯微鏡研究動物的受精作用。列文虎克掌握了很高的磨製鏡片的技藝，製成了當時世界上最精緻的可以放大270倍的顯微鏡。以後幾百年來，人們一直用光學顯微鏡觀察微觀和探索眼睛看不到的世界，但是由於光學顯微鏡的解析度只能達到光波的半波長左右，這樣人類的探索受到了限制。進人20世紀，光電子技術得到了長足的發展，1933年德國人製成了第一台電子顯微鏡後，幾十年來，又有許多新型的顯微鏡問世，比如，掃描隧道顯微鏡（STM）就是一種比較先進的現代儀器。））

很早以前，人們就知道某些光學裝置能夠「放大」物體。比如在《墨經》裡面就記載了能放大物體的凹面鏡。至於凸透鏡是什麼時候發明的，可能已經無法考證。凸透鏡——有的時候人們把它稱為「放大鏡」——能夠聚焦太陽光，也能讓你看到放大後的物體，這是因為凸透鏡能夠把光線偏折。你通過凸透鏡看到的其實是一種幻覺，嚴格的說，叫做虛像。當物體發出的光通過凸透鏡的時候，光線會以特定的方式偏折。當我們看到那些光線的時候，或不自覺地認為它們仍然是沿筆直的路線傳播。結果，物體就會看上去比原來大。

單個凸透鏡能夠把物體放大幾十倍，這遠遠不足以讓我們看清某些物體的細節。公元13世紀，出現了為視力不濟的人准備的眼鏡——一種玻璃製造的透鏡片。隨著籠罩歐洲一千年的黑暗消失，各種新的發明紛紛涌現出來，顯微鏡（microscope）就是其中的一個。大約在16世紀末，荷蘭的眼鏡商詹森 （Zaccharias Janssen）和他的兒子把幾塊鏡片放進了一個圓筒中，結果發現通過圓筒看到附近的物體出奇的大，這就是現在的顯微鏡和望遠鏡的前身。
詹森製造的是第一台復合式顯微鏡。使用兩個凸透鏡，一個凸透鏡把另外一個所成的像進一步放大，這就是復合式顯微鏡的基本原理。如果兩個凸透鏡一個能放大10倍，另一個能放大20倍，那麼整個鏡片組合的的放大倍數就是10*20=200倍。

1665年，英國科學家羅伯特•胡克（人們可能更熟悉他的另一個發現：胡克定律）用他的顯微鏡觀察軟木切片的時候，驚奇的發現其中存在著一個一個「單元」結構。胡克把它們稱作「細胞」。不過，詹森時代的復合式顯微鏡並沒有真正顯示出它的威力，它們的放大倍數低得可憐。荷蘭人安東尼•馮•列文虎克（Anthony Von Leeuwenhoek ，1632-1723)製造的顯微鏡讓人們大開眼界。列文虎克自幼學習磨製眼鏡片的技術，熱衷於製造顯微鏡。他製造的顯微鏡其實就是一片凸透鏡，而不是復合式顯微鏡。不過，由於他的技藝精湛，磨製的單片顯微鏡的放大倍數將近300倍，超過了以往任何一種顯微鏡。

當列文虎克把他的顯微鏡對准一滴雨水的時候，他驚奇的發現了其中令人驚嘆的小小世界：無數的微生物游曳於其中。他把這個發現報告給了英國皇家學會，引起了一陣轟動。人們有時候把列文虎克稱為「顯微鏡之父」，嚴格的說，這不太正確。列文虎克沒有發明第一個復合式顯微鏡，他的成就是製造出了高質量的凸透鏡鏡頭。

在接下來的兩個世紀中，復合式顯微鏡得到了充分的完善，例如人們發明了能夠消除色差（當不同波長的光線通過透鏡的時候，它們折射的方向略有不同，這導致了成像質量的下降）和其他光學誤差的透鏡組。與19世紀的顯微鏡相比，現在我們使用的普通光學顯微鏡基本上沒有什麼改進。原因很簡單：光學顯微鏡已經達到了解析度的極限。

如果僅僅在紙上畫圖，你自然能夠「製造」出任意放大倍數的顯微鏡。但是光的波動性將毀掉你完美的發明。即使消除掉透鏡形狀的缺陷，任何光學儀器仍然無法完美的成像。人們花了很長時間才發現，光在通過顯微鏡的時候要發生衍射——簡單的說，物體上的一個點在成像的時候不會是一個點，而是一個衍射光斑。如果兩個衍射光斑*得太近，你就沒法把它們分辨開來。顯微鏡的放大倍數再高也無濟於事了。對於使用可見光作為光源的顯微鏡，它的解析度極限是0.2微米。任何小於0.2微米的結構都沒法識別出來。

提高顯微鏡解析度的途徑之一就是設法減小光的波長，或者，用電子束來代替光。根據德布羅意的物質波理論，運動的電子具有波動性，而且速度越快，它的「波長」就越短。如果能把電子的速度加到足夠高，並且匯聚它，就有可能用來放大物體。
1938年，德國工程師Max Knoll和Ernst Ruska製造出了世界上第一台透射電子顯微鏡（TEM）。1952年，英國工程師Charles Oatley製造出了第一台掃描電子顯微鏡（SEM）。電子顯微鏡是20世紀最重要的發明之一。由於電子的速度可以加到很高，電子顯微鏡的解析度可以達到納米級（10-9m）。很多在可見光下看不見的物體——例如病毒——在電子顯微鏡下現出了原形。

用電子代替光，這或許是一個反常規的主意。但是還有更令人吃驚的。1983年，IBM公司蘇黎世實驗室的兩位科學家Gerd Binnig和Heinrich Rohrer發明了所謂的掃描隧道顯微鏡（STM）。這種顯微鏡比電子顯微鏡更激進，它完全失去了傳統顯微鏡的概念。

很顯然，你不能直接「看到」原子。因為原子與宏觀物質不同，它不是光滑的、滴溜亂轉的削球，更不是達•芬奇繪畫時候所用的模型。掃描隧道顯微鏡依*所謂的「隧道效應」工作。如果舍棄復雜的公式和術語，這個工作原理其實很容易理解。隧道掃描顯微鏡沒有鏡頭，它使用一根探針。探針和物體之間加上電壓。如果探針距離物體表面很近——大約在納米級的距離上——隧道效應就會起作用。電子會穿過物體與探針之間的空隙，形成一股微弱的電流。如果探針與物體的距離發生變化，這股電流也會相應的改變。這樣，通過測量電流我們就能知道物體表面的形狀，解析度可以達到單個原子的級別。

因為這項奇妙的發明，Binnig和Rohrer獲得了1986年的諾貝爾物理學獎。這一年還有一個人分享了諾貝爾物理學獎，那就是電子顯微鏡的發明者Ruska。
據說，幾百年前列文虎克把他製作顯微鏡的技術視為秘密。今天，顯微鏡——至少是光學顯微鏡——已經成了一種非常普通的工具，讓我們了解這個小小的大千世界。