显微成像.pptVIP

2004-6-14 显微镜的发展——扫描隧道显微镜 * * 显微成像 显微图像 噬菌体 显微图像 AIDS SARS 显微图像 炭疽杆菌 登革热 显微图像 螺旋菌 (光学显微境下) 螺旋菌 (电子显微镜下) 显微图像 骨髓细胞 要点 显微镜的发明 显微镜的发展 显微镜的分类 显微成像的应用 第一台显微镜的发明 ——一个偶然的发现 显微镜是16世纪末叶，荷兰密得尔堡一个眼镜店的老板詹森和他的父亲罕斯发明的。 1590年，詹森无意中把两片凸玻璃片装到一个金属管子里，并用这个管子去看街道上的建筑物，意外发现教堂高塔上大公鸡的雕塑比原来大了好几倍。詹森父子俩抓住这个偶然的发现，认真思索，反复实践，用大大小小的凸玻璃片做各种距离不等的配合终于发明了世界上第一台显微镜。 第一台显微镜的发明 ——一个偶然的发现 詹森制造的是第一台复合式显微镜。使用两个凸透镜，一个凸透镜把另外一个所成的像进一步放大，这就是复合式显微镜的基本原理。 复合式显微镜 显微镜的发展 1665年，英国科学家罗伯特·胡克用他的显微镜观察软木切片的时候发现了细胞。不过，詹森时代的复合式显微镜并没有真正显示出它的威力，它们的放大倍数很低。 荷兰人安东尼·冯·列文虎克Anthony Von Leeuwenhoek ，1632-1723)制造的显微镜单片显微镜的放大倍数将近300倍，超过了以往任何一种显微镜。 显微镜的发展 胡克 列文虎克 显微镜的发展 胡克的显微镜 列文虎克的显微镜 显微镜的发展 18－19世纪，复合式显微镜得到了充分的完善，人们发明了能够消除色差和其他光学误差的透镜组，与现在我们使用的普通光学显微镜相仿。光学显微镜已经达到了分辨率的极限。 提高显微镜分辨率的途径之一就是设法减小光的波长。根据德布罗意的物质波理论，运动的电子具有波动性，速度越快，它的“波长”就越短。如果能把电子的速度加到足够高，并且汇聚它，就有可能用来放大物体 。 显微镜的发展——光学显微镜 显微镜的发展——光学显微镜 显微镜的发展——光学显微镜 显微镜的发展 1938年，德国工程师Max Knoll和Ernst Ruska制造出了世界上第一台透射电子显微镜(TEM)。 1952年，英国工程师Charles Oatley制造出了第一台扫描电子显微镜(SEM)。 电子显微镜的分辨率可以达到纳米级(10-9m)。可以用来观察很多在可见光下看不见的物体,例如病毒。 电子显微镜下的蚊子 显微镜的发展——透射电镜 Max Knoll(1897-1969) Ernst Ruska(1906-1988) 显微镜的发展——透射电镜 显微镜的发展——透射电镜 显微镜的发展——扫描电镜 Charles Oatley 显微镜的发展——扫描电镜 显微镜的发展——扫描电镜 显微镜的发展——电镜图片 显微镜的发展——电镜图片 染色体 结合杆菌 显微镜的发展——电镜图片 显微镜的发展 1983年，IBM公司苏黎世实验室的两位科学家Gerd Binnig和Heinrich Rohrer发明了扫描隧道显微镜（STM）。这种显微镜比电子显微镜更先进， 分辨率可以达到单个原子的级别，它完全不同于传统显微镜的概念。 扫描隧道显微镜依靠 “隧道效应”工作，它使用一根探针，探针距离物体表面很近，大约在纳米级的距离上，探针和物体之间加上电压，电子会穿过物体与探针之间的空隙，形成一股微弱的电流。如果探针与物体的距离发生变化，这股电流也会相应的改变。通过测量电流我们就能知道物体表面的形状。 显微镜的发展——扫描隧道显微镜 Gerd Binnig Heinrich Rohrer The 1986 Nobel Prize for Physics honored three of the inventors of the electron and scanning tunnel microscopes, Ernst Ruska, Gerd Binnig and Heinrich Rohrer. * * *