光学显微镜的发展历史——十九世纪的显微科学

显微镜(microscope)是一种借助物理方法产生物体放大影像的仪器。最早发明于16世纪晚期,至今已有400多年的历史。现在,它已经成为了一种极为重要的科学仪器,广泛地用于生物、化学、物理、冶金、酿造等各种科研活动,对人类的发展做出了巨大而卓越的贡献。

光学显微镜的发展历史系列:

  1. 十六世纪的显微科学
  2. 十七世纪的显微科学
  3. 十八世纪的显微科学
  4. 十九世纪的显微科学
  5. 二十世纪及之后的显微科学

十九世纪,随着工业革命的进行,显微科学也同其它学科一起飞速发展起来。其主要的原因是机械的使用使透镜的质量大大提高,以及光学的发展使显微镜的结构更加符合光学原理。在这个世纪里,人们制造出了没有色差和像差的高质量显微镜以及分辨率极高的暗视野显微镜,从而带来了生物学和显微科学的革命。其中有些人做出的贡献特别大,他们是:发明消色差物镜的Van Dei、Amici和Lister;制造出高质量的光学玻璃的卡尔、蔡司(Carl Zeiss)和Schott;设计制造了高度消色差物镜和高分辨率的阿贝物镜的阿贝(Abbe)等等。在十九世纪中叶还出现了显微摄影,这使得对微生物的记录更加准确。在这些新技术的推动下,生物学飞速发展起来,先后出现了细胞学说,进化论。各种新的微生物被不断发现,人类第一次见到了病原菌的样子。

在十九世纪的显微镜中,比较具有代表性的显微镜有:

Ladd学生显微镜

这个显微镜由英国人William Ladd在1864年制造。它采用了当时最先进的齿轮调焦装置,这一装置在今天仍然被大多数光学显微镜所使用。请注意,这个显微镜的镜臂上多出了一个在前几个世纪的显微镜上都看不到的东西——聚光镜。聚光镜的出现对显微科学的发展起到了重要的作用,因为聚光镜是后来的一些新型显微镜的重要结构之一。另外从图中还可以看出,这个显微镜的大体结构与今天的显微镜基本相同。的确,在十九世纪的,显微镜的结构逐步成熟,现代的光学显微镜仍然沿用这种结构。所以说,十九世纪的显微镜是今天光学显微镜的雏形。  

较早采用齿轮调焦装置的显微镜是英国的Fixed-Mirror单眼显微镜

历史上最精美的显微镜——Wenham显微镜

它由英国伦敦人Francis Wenham在1882年制造。它有着当时最为精巧先进的齿轮传动系统和齿轮调焦系统,聚光系统还有成像系统。它的物镜目镜的质量在当时都是最高的。这个显微镜的最突出的特点是它的齿轮传动装置,这个显微镜的镜座、镜臂、载物台都可以旋转。其中,镜座和载物台的旋转幅度较大,为360度。旋转镜座可以改变显微镜的朝向,旋转镜臂可以调节显微镜的倾斜度,旋转载物台可以使样品发生转动(这一功能在今天的显微镜中已很少采用,取而代之的是可以作横向和纵向运动的移动台)。总之,它是十九世纪中性能最好的显微镜,也是历史上最精美的显微镜
 

结构新颖的水生生物显微镜

因为这个显微镜是用来观察水族箱中的微生物的,所以它的镜身是水平放置的。它同样使用齿轮调焦装置来完成调焦工作。新式的齿轮升降装置使观察者可以观察到不同深度的情况。它使用的物镜是蔡司(Zeiss)物镜光学性能很好。

卡尔·蔡司(Carl Zeiss,1816-1888):著名的德国光学仪器制造者,著名的卡尔·蔡司光学仪器公司的创办人。他花了相当大的心血去完善和发展复式显微镜。在1857年,他制造出了他的第一个复式显微镜,名字叫"Stand1"。他把复式显微镜的透镜明确地分为物镜目镜,按照这种理念,他不断地研制新式显微镜

在1881年,他与Ernst Abbe(阿贝)和Otto Schott合作,制造出了高质量的光学玻璃。这使得他在后来制造出了高度消色差物镜等高级透镜,为科学发展做出了巨大贡献。

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