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顽皮少年发明的显微镜
【显微镜】 显微镜的发明,为人类叩开了神秘的微观世界的大门,人类从此开始走进另一个眼睛看不见新世界 。
目前,世界上除了光学显微镜以外,还出现了电子显微镜、超声显微镜、手术显微镜等等,越来越先进的显微镜正在各个科学领域中发挥着重要作用 。
显微镜一词来源于希腊文,直译出来就是“小型观察器”,它是一种可以把肉眼看不到的物体放大得可以看得见的仪器 。
一般说来,物体离我们的眼睛越近,似乎就变得越大 。但是,如果近到离眼睛的距离小于25毫米时,就变得模糊不清了 。但假如我们把一块简单的凸透镜(即聚光镜),放到眼睛和物体之间,那末物体就可以近到25毫米之内,其图像依然清晰 。
聚光镜就是放大镜 。可以认为一块放大镜就是一台“简单的显微镜” 。过去人们就是这样称呼的 。
我们所说的发明显微镜是指发明了“组合式显微镜” 。
那末什么是显微镜呢?显微镜由两套镜片组成 。位于显微镜底部的被称为“物镜”,由一块或一组镜片组成,它们靠近被观察的物体,产生物体的一级放大图像 。另一块镜片靠近眼睛,称为“目镜”,它将放大的图像再放大 。但这不过是对整个过程的简单说明 。大多数放大镜的物镜和目镜都有几块镜片,称为透镜系统 。
英国牛津的罗杰尔?培根早在13世纪就对透镜做过很多的试验,并且得出结论说:“若是从一个曲面--凸的或凹的,去透视一件物体,所得到的现象是不同的,它能够变成这样:大的使我们看成了小的,或者相反,小的看成大的;远的看成近的,隐蔽的变成看得见的” 。不仅如此,他还断言:“我们能够做成使太阳、月亮和星星好像是降低了一点似的,还有许多简直使一般没有科学信仰的人不敢去相信的事 。”
这的确是一个伟大的发现,而当时的当权者却十分恐慌,说:“培根如果有胆量把太阳从天上搬下来,那是魔术 。”后来,竟把他关进监狱达15年之久,一直关到他快要死去的时候 。
当权者的无知与残暴使显微镜的发明延迟了300多年 。直到1590年,在科学史上具有深远意义的显微镜方在偶然的机会中诞生 。
查?詹森是荷兰的一位天真少年,他的父亲是一位眼镜师,因而镜片就成了詹森经常摆弄的玩物 。一天,他无意中把两片大小不同的凸透镜重叠在一起,当移动至某一距离时,突然发现很小的东西一下子被放大了很多倍 。詹森被这个奇怪的现象吸引住了,他不断地调整变换着两片凸透镜的位置,发现有时物体能够放大许多倍,有时却不大清楚 。
詹森把这个奇异的现象告诉了父亲,父子两人立即动起手来 。他们用薄铁片卷了两个不同口径的铁筒,把两个凸透镜分别装在大小铁筒上,然后把两个铁简套在一起,让小铁简在大铁筒里滑动,利用铁筒的滑动来调整透镜的距离,使成像更加清晰 。就这样,世界上最早的显微镜问世了 。
1610年,科学家伽利略利用经过改进的显微镜来研究昆虫的生理解剖结构,他试图推广这种利用凸透镜的新仪器,可是没有引起人们的重视 。
1665年,英国著名的物理学家、天文学家罗伯特?胡克制造出了一架新式显微镜,并且使用它逐步深入地观察微观世界的秘密 。可是他遇到了一个问题,就是黑暗遮盖着许多秘密,使人无法看清 。这当然难不倒聪明的罗伯特·胡克 。有一天,他用一根针扎住一个苍蝇,放在显微镜下面,旁边点上一只油灯,灯前放一个盛水的玻璃球,球体汇聚的灯光又射到苍蝇的身上,这样显微镜底下的苍蝇就一清二楚了 。今天我们可以在英国伦敦博物馆看到这架显微镜 。
显微镜的发明间开了通往微观世界的第一道大门 。胡克用他发明的显微镜第一次发现了细胞,“cell”一词即是胡克为细胞所选定的名称,并一直沿用至今 。
罗伯特?胡克后来根据自己的经验和体会写了一本书,叫《放大了的图》 。这本书出版以后,显微镜很快引起了科学工作者的兴趣和重视 。胡克研究制造的显微镜也因为能清晰地看到细小物体,而得到了广泛的使用和推广 。不过,它的放大倍数还有限,推广范围仍受到了限制 。