显微镜是由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器，主要用于放大微小物体，使其能被人的肉眼看到。

那么显微镜是如何成像的呢？

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【资料图】

显微镜是如何成像的？

显微镜分为光学显微镜和电子显微镜，两者的成像原理不同：

>>>>光学显微镜

光学显微镜主要由目镜、物镜、载物台和反光镜组成。其中目镜和物镜都是凸透镜，二者的焦距不同，物镜的凸透镜焦距小于目镜的凸透镜的焦距。

我们可以把物镜看作投影仪的镜头，物体通过物镜形成倒立、放大的实像。目镜则相当于普通的放大镜，该实像又通过目镜形成正立、放大的虚像。

所以，经显微镜放大后，人眼看到的是物体倒立、放大的虚像。反光镜则用来反射光线从而照亮被观察的物体。反光镜通常有平面镜和凹面镜两个反射面，其中平面镜在光线较强时使用，凹面镜在光线较弱时使用。

>>>>电子显微镜

电子显微镜的成像方式是根据电子光学原理，用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜，使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器。

透射电镜通常采用热阴极电子枪来获得电子束作为照明源，热阴极发射的电子，在阳极加速电压的作用下，高速地穿过阳极孔，然后被聚光镜会聚成具有一定直径的束斑照到样品上。

透过样品的电子束强度，经过物镜聚焦放大在其平面上形成一幅反映这些信息的透射电子像，经过中间镜和投影镜进一步放大。

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显微镜的发展史

显微镜的发展史可以说关联着人类探究微观世界的进程。

>>>>放大镜

显微镜的前身是放大镜，早在一千多年前，人们已把透明的水晶或宝石磨成“透镜”，这些透镜可放大影像。

放大镜也称为凸透镜，使用放大镜，令其紧近眼睛，并把物放在它的焦点以内，成一正立放大的虚像。据说，放大镜的应用是由13世纪英国的一位主教格罗斯泰斯特提出的。

>>>>世界上第一台显微镜

1590年，荷兰眼镜工匠Zaccharias Janssen和他的父亲Hans发明了第一台显微镜，他们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要高很多。

早期的显微镜只有一个功能：放大，倍率大概在6倍到10倍。当时人们非常乐于拿它来观察跳蚤和其他的小昆虫，因此早期的放大镜也叫做“跳蚤镜”。

>>>>复合式显微镜

1611年，Kepler(克卜勒)制作了复合式显微镜。这架显微镜的放大倍数也不高，约10~30倍。但这一成就成为技术史上把光学放大装置提高到显微镜水平的标志。

>>>>显微镜放大倍数的增加

1665年，英国科学家R.Hooke制作了第一架有科学研究使用价值的显微镜，它的放大倍数为40~140倍。R.Hooke用这架显微镜发现了细胞，其实，“细胞”一词的由来便是R.Hooke用复合式显微镜观察软木木栓组织上的微小气孔而得来的。

1674年，A·V·Leeuwenhoek利用自制的显微镜发现了前人所未曾见到过的一些活细胞，人类自此开始了对原生动物学的研究。九年后A·V·Leeuwenhoek又成为首位发现“细菌”的人。

他一生亲手磨制了550个透镜，装配了247架显微镜，至今保存下来的还有9架。A·V·Leeuwenhoek使用的显微镜放大倍数为500倍，分辨率可达到1.0 μm。

>>>>显微镜镜头大发展

1886年，Zeiss(蔡司)打破一般可见光理论上的极限，其发明的阿比式及其他一系列的镜头为显微学开启了新的天地。

我们熟知的蔡司镜头便始于之后的1890年，作为150年传统的镜头企业，在医学系列、双眼镜、相机镜头、扩大镜、眼镜、天象仪等光学设备领域里声名远播。

>>>>第一架干涉显微镜

1930年，Lebedeff(莱比戴卫)研制了第一架干涉显微镜。Zernicke(卓尼柯)在1932年发明出相位差显微镜，两人将传统光学显微镜延伸发展出相位差观察法。这一观察方法使生物学家得以观察染色活细胞上的种种细节。

>>>>扫描显微镜

1981年，Allen and Inoue(艾伦及艾纽)将光学显微原理上的影像增强对比，至此，人们认为显微镜的发展已趋于完美。

1988年，Confocal(共轭焦)将扫描显微镜推向了市场。

>>>>超分辨荧光显微镜

2014年，美国霍华德休斯医学研究所的Eric Betzig，德国Max Planck生物物理化学研究院的Stefan W. Hell和美国斯坦福大学的William E. Moerner研发的超分辨荧光显微镜摘得了该年度的诺贝尔奖。

传统光学显微镜的最大分辨率长期以来难以突破0.2微米的物理限制，而超分辨率荧光显微镜绕过了这一限制，使得光学显微镜能一窥纳米世界的奥妙，从此荧光显微镜进入到一个更深层次领域！

只要人类探索世界的脚步不停，那么作为工具的显微镜便仍有进步的空间！ 未来的显微技术究竟会达到怎样一个高度呢，让我们共同期待吧！