显微镜

2019-12-31 09:12
小学科学 2019年11期
关键词:布匹电子显微镜水晶

数百年前的欧洲,漫长黑暗的中世纪之后,迎来了文艺复兴的曙光,来自遥远东方的火药、指南针等发明引领了欧洲人从蒙昧走向光明。与此同时,一种能够让人看到微观世界的发明也悄然登上历史舞台。

最初是这样的

在没有历史记录的古代,我们的祖先们很可能在大自然中接触过类似透镜的东西——冰块、水珠或者水晶。有些自然状态下的水晶会呈现出中间比边缘厚实的形状,透过这样的水晶,就能看到被放大了的物体。到了公元1世纪,人类发明了玻璃,人们将这种透明的材料制作成各种形状,以此来观察事物,从而进入了一个奇妙又引人入胜的世界。

没错,这其实就是我们今天所说的放大镜。不过,直到13世纪末期,人类才明确了“镜片”的概念,近视眼镜也逐渐成为一种“可穿戴设备”。那时候的眼镜工匠通过研磨玻璃来制作镜片。在1600年左右,他们中的一些人发现叠加镜片可以将放大效果成倍增加,这种组合型镜片设备就是显微镜的前身。

大约在1590年,两个荷兰眼睛工匠和他们的父亲尝试把一些镜片放到圆形管里,靠近管子底部的物体得到了放大,而且要比任何单放大镜片的放大倍率高很多。

于是,属于“微观观测”的时代即将到来。

第一臺显微镜

最早“显微镜”的放大功能相当有限,也就能把物体放大6倍或10倍。这么小的放大倍数能干什么呢?嗯,还是能干挺多事情的,比如用来观察跳蚤啦,蚂蚁啦……对了,早期的这种“显微镜”更多时候其实是被叫作“跳蚤镜”。

于是,世界上第一台真正意义上的显微镜出现的时间,要到17世纪晚期,发明者是荷兰的布匹商人安东尼,列文虎克。你没看错,当时的列文虎克的确是一位布匹商,他从小就在商店里学徒,用放大镜辨认计算布料中的线头,因此对镜片这种东西异常熟悉。久而久之,列文虎克自己琢磨出了一套研磨和抛光大曲率微小镜片的方法,用这种新镜片制成的显微镜能够将物体放大270倍!

利用这样的“划时代超级显微镜”,列文虎克第一次看到了细菌,看到了一滴水中光怪陆离的大千世界,甚至看到了构成生命的基本单位——细胞。于是,布匹商列文虎克凭借自己的发明和对世界细致入微的观察,成为人类科学史上至关重要的科学家。

想看得更清楚

列文虎克制作的显微镜只用了一个镜片,就达到270倍的放大倍数。到了18世纪,人们又在此基础上改进出了复式显微镜,用不止一个镜片,将放大倍数提升到更高水平。到了19世纪中叶,美国人查尔斯·斯宾塞制造出了放大1000多倍的显微镜,这标志着显微镜技术已经走向成熟。

不过,人类在科学探索上的进取精神,始终敦促科学家追求能让人看得更清楚的技术。20世纪30年代,电子显微镜问世。电子显微镜可以用来观察小到原子的物体。今天,无论是光学显微镜还是电子显微镜,都依旧在不断改进,不知道人类还能不能在更小的世界看到更有趣的东西呢?

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