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顯微鏡發(fā)明以后,又過(guò)了100多年,德國(guó)物理學(xué)家阿貝爾對(duì)顯微鏡進(jìn)行了一系列的改進(jìn),制成了接近現(xiàn)代的顯微鏡,進(jìn)一步揭開了微生物世界的奧秘。
顯微鏡主要由產(chǎn)生物像的光學(xué)系統(tǒng)(物鏡、目鏡)、照明光學(xué)系統(tǒng)(反射鏡、光闌、聚光鏡)和機(jī)械支架(鏡座、鏡筒)三部分組成?,F(xiàn)代顯微鏡可放大到1000~1500倍,如果用這種顯微鏡來(lái)看蚊子,蚊子的腿就有電線桿那么粗。它可以清楚地分辨200毫微米左右的微小東西。
但是,世界上有些東西小得真是不能再小了,如細(xì)胞、微生物、物質(zhì)的分子、原子等,科學(xué)家把它們叫做“微觀世界”。即使用放大1500倍的顯微鏡,微生物中的病毒也看不清楚,更不用說(shuō)更小的分子、原子等了。于是,科學(xué)家為不斷提高顯微鏡的放大倍數(shù)而努力,可效果甚微?! ?span lang="EN-US">
這是為什么呢?問題的關(guān)鍵不在顯微鏡本身,而是在光線上。原來(lái),顯微鏡是依靠可見光來(lái)看東西的??墒侨搜勰芸吹降闹皇遣ㄩL(zhǎng)在400~760毫微米之間的光波。光在傳播中碰到的物體如果大于這段波長(zhǎng)時(shí),就會(huì)被物體擋住,發(fā)生反射,人們就看到它的像。如果物體小于200毫微米,光波就會(huì)經(jīng)過(guò)它旁邊繼續(xù)向前傳播,人們就看不見了。
事情清楚地表明,要進(jìn)一步增加顯微鏡的放大能力,必須找到一種波長(zhǎng)比可見光的波長(zhǎng)更短的波來(lái)做光源。40年代,法國(guó)科學(xué)家德布羅意發(fā)現(xiàn),電子射線也具有波動(dòng)性。電子運(yùn)動(dòng)的速度越高,射線的波長(zhǎng)就越短,只有可見光波長(zhǎng)的十萬(wàn)分之一,約0.05埃。但是,電子射線同光線不同,玻璃透鏡對(duì)它不起作用。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),電子射線在磁場(chǎng)的作用下,會(huì)改變前進(jìn)的方向。當(dāng)電子射線通過(guò)空心的強(qiáng)力電磁圈時(shí),就像光線通過(guò)玻璃的透鏡那樣,會(huì)發(fā)生折射而聚焦。這叫做電子透鏡或磁透鏡。人們把電子透鏡像普通顯微鏡里的物鏡和目鏡那樣組合起來(lái),把顯微鏡放大到幾萬(wàn)、幾十萬(wàn)倍。由于人眼看不見電子射線的,必須在熒光屏上顯示放大的像?! ?span lang="EN-US">
顯微鏡有各種類型(如紫外線顯微鏡、熒光顯微鏡、偏光顯微鏡、相差顯微鏡、干涉顯微鏡等)。各種顯微鏡廣泛用于生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)以及礦治、纖維、機(jī)械工業(yè)等方面?! ?span lang="EN-US">
目前,zui常用的電子顯微鏡有兩種。一種是通用式電子顯微鏡,是在一個(gè)高真空系統(tǒng)中,早電子槍發(fā)射電子束,穿過(guò)被研究的試樣,經(jīng)電子透鏡焦放大,在熒光屏上顯示放大的像A硪恢稚枋降繾酉暈⒕擔(dān)玫繾郵謔匝現(xiàn)鸕閔瑁緩笥玫縭釉斫蟹糯蟪上瘢允駒詰縭酉韻窆萇稀8薟煌某上裨恚褂蟹⑸涫降繾酉暈⒕怠⒎瓷涫降繾酉暈⒕怠⒕凳降繾酉暈⒕檔雀髦?jǐn)S嘈汀?
電子顯微鏡廣泛應(yīng)用于金屬物理學(xué),高分子化學(xué),微電子學(xué),醫(yī)學(xué)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域。我國(guó)研制成*臺(tái)電子顯微鏡,可放大80萬(wàn)倍,它的分辨率為2埃,用它可看到病毒、單個(gè)分子以及金屬材料的晶格結(jié)構(gòu)等。世界上的電子顯微鏡可放大到200萬(wàn)倍左右。通過(guò)它,人們可以挨個(gè)地觀察直徑只有0.3毫微米的原子。
人們下在向微觀世界的深處進(jìn)軍。