光学显微镜(简称显微镜),顾名思义,是一种由一个或多个镜头组成的光学设备,通过光学放大显像来显示物体的微观结构。显微镜成像是一种光的艺术。在配合不同的灯源时,可以形成不同种类的图像,演变成各种类型的显微镜。
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单目生物显微镜(发展初期1.0)
在显微镜发展初期,光学技术并不发达。当时制作的显微镜设计成单光路直筒,只能用一只眼镜观察,所以常被称为单眼显微镜。单眼显微镜受到当时电子、机械、信息等技术的限制,一般具有以下特点:
①选择后视镜反射太阳光提供照明;
②粗细准焦螺旋选用分体式手轮;
③载物台为单层结构,不能移动。
早期的图像技术还没有开始,这使得显微镜下的微观世界只能立即观察到。如果你想展示你看到的微观世界,并与他人交流,你需要用笔和纸复制你看到的图像。因此,生物绘画成为当时生物学家的必备技能。生物绘画要求观察者左眼观察,右眼帮助绘画,难度大,绘画结果精度低,容易受到人为主观因素的影响而失真。
综上所述,当时使用显微镜观察被称为一个非常复杂的科学实验操作过程,操作人员需要训练才能熟练使用显微镜,并取得理想的效果。即便如此,显微镜的出现极大地扩大了人类的分析范围,使得微生物学、医学等学科取得了前所未有的进步。
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眼睛生物显微镜(发展第二阶段2.0)
由于使用单目生物显微镜时需要将一只眼睛对准目镜,长时间观察容易疲劳。灯泡的出现大大提高了显微镜的照明,尤其是光源亮度充足,亮度可以不断提高,从而促使人们使用分光棱镜将物镜传递的光信号分成两部分,方便用户通过两只眼睛观察,大大减轻了眼睛的负担,增强了使用的舒适性。因此,这种显微镜也被称为双眼生物显微镜。
除了双眼观察筒,双眼生物显微镜还得益于当时光学、电子技术和机械技术的发展,大大改善了显微镜。
显微镜发展到这个阶段,是光学技术的快速发展阶段,尤其是可控灯泡取代太阳光,使显微镜的使用不再受自然环境和位置的影响。此外,由于灯泡的多样化和各种滤镜的应用,光学技术的发展促进了荧光显微镜、金相显微镜、偏光显微镜、倒置显微镜等各种类型的显微镜的出现。
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三目生物显微镜(发展第三阶段3.0)
光学成像效果取得重大突破后,人们将显微镜改进的重点放在显微图像的获取技术上。每个人都重新分光双目光路信号,产生三目观察筒,然后在三目观察筒上安装摄像器获取显微图像。从那以后,显微图像逐渐成为每个人记录原始信息的重要手段。与前面提到的显微绘画相比,这种获取显微图像的方法更准确、更高效、更先进。
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数字显微镜以其实时同步和图像处理的优点得到了广泛的应用,显微观察不再局限于传统的双眼观察筒。上一代显微镜没有计算机及其软件等辅助设备(连接支架、显示屏等)是无法获得显微图像的。),需要专业人员安装调试,客户携带非常不方便,占用实验空间。
随着时代的发展和科学技术的进步,在此基础上,随着液晶屏技术的成熟,超薄超清晰的液晶显示器也集成在数字显微镜中。通过整体专业设计,开发了数字液晶显微镜(图1-5),科学结合了光、机、电、软件。数字液晶显微镜的出现大大减少了整个显微观察系统的体积,提高了设备的便携性,方便了用户的使用。
数字液晶显微镜兼顾了传统的双眼观察筒和超清液晶显示器版本。一方面,屏幕提供了方便的分析和交流环境;另一方面,通过双眼观察筒进一步验证观察结果,可以保证结果正确。
显微镜已经发展到第四阶段,更注重使用的创新、便捷性和便利性。此时,数字液晶显微镜具有生物显微镜和实体显微镜的功能,并增加了显微测量功能,可以内置高容量锂电池(便于室外使用)和U盘中存储数据的功能。
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未来的显微镜
显微镜是人们观察微观世界的重要工具,随着人类科学技术的发展而不断发展。纵观光学显微镜的发展历史,新技术的产生和发展对于每一次进步和提升都是不可或缺的。同时,也有明确的落后技术被淘汰。例如,灯泡光源的出现促使后视镜作为光源的显微镜被淘汰,图像设备的出现促使显微绘画失去了存在的价值。可以预见,未来显微镜将继续创新。一方面,在互联网信息技术爆炸式发展的时代,显微镜的使用和共享机制将逐渐完善。
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光学显微镜的结构
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使用光学显微镜操作