点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:显微镜下的微观世界:发现肉眼看不到的美
首页> 光明科普云> 图文 > 正文

显微镜下的微观世界:发现肉眼看不到的美

来源:蝌蚪五线谱2023-08-30 18:00

  下过雨后,你或许会注意到叶子表面的微小水滴或微生物。但是,如果能借助显微镜,你将进入一个全新的世界,发现那些微不足道的水滴中有着独特的宇宙,充满了生命和秘密。

  有人用显微镜观察蝴蝶的鳞片,也有人拿来去观察果蝇,去观察不同情绪下的泪水、去观察每朵雪花的形状、去观察萝卜皮,还有人把头发放大一万倍,放到电子显微镜下拍……

  显微镜下的珊瑚绒睡衣,图源网络

  今天就带大家走近显微镜的世界,发现那些我们在日常生活中看不到的微小而美丽的景象。

  一、显微镜摄影是如何实现的?

  提起显微镜,大家应该都用过,那就是在中学用显微镜观察洋葱切片。

  显微镜是16世纪末由荷兰人发明的,詹森父子把两片玻璃凸片叠起来看教堂的高塔,发现上面的大公鸡雕塑比原来大了好几倍。而真正实现显微镜应用价值的是另一位荷兰人列文虎克,他用自制的显微镜,成为第一位发现微生物的人。

  那么显微镜又是如何摄影的呢?

  有两种方式。第一种是目镜后摄影,先在显微镜中看到清晰的画面,然后将相机镜头对准显微镜目镜,用自动模式,自动对焦拍摄即可。 第二种是直接将相机的镜头拆除,显微镜的目镜取下,然后通过一个简单的装置将相机和显微镜连接在一起。

  因为显微镜需要将物体放大到较大的倍数,焦距较长,所以导致拍摄出来的东西景深很浅。景深指的是指的是在一张照片中能够保持清晰焦点的范围,决定了照片中前景、中景和背景中哪些部分能够保持清晰,哪些部分会逐渐变得模糊。想利用显微镜把物体前后拍清楚, 需要使用电控装置,拍摄几十甚至上千张对焦在不同平面的照片。后期再通过软件,将清晰的部分合成一张全景深图片。

  二、显微镜捕捉到的微观之美

  1、动物类

  马达加斯加巨型日壁虎胚胎的手,这只手长约3毫米,采集时间超过两天,数据约200G。拍摄者用青色突出了壁虎的神经,而骨骼、肌腱、韧带、皮肤和血细胞则被染成一系列较暖的颜色,当你把它放大到某个区域时,就会揭示出细胞水平上的结构是如何组织的。该作品获得了2022年尼康“小世界摄影大赛”的冠军。

  拍摄者GRIGORII TIMIN AND MICHEL MILINKOVITCH和成年马达加斯加巨型日壁虎的合影

  虾尾的羽毛状纹理,这些细长的结构通过扭动和摆动,产生推进力,使虾能够迅速游动,逃避捕食者或捕食猎物。拍摄者:Caren Alpert

  2、植物类

  为了测量花粉管的长度,拍摄者拍摄了这张荧光显微镜照片,照片中花粉管穿过拟南芥的雌蕊生长。

  拍摄者Jan Martinek分享了显微镜摄影的魅力:即使在看似平淡的物体和标本中,显微镜摄影也能揭示另一个层次的复杂性和美丽。

  拟南芥,普通人可能没听过,但是在植物科研界,它确实非常常见,被广泛应用于植物遗传学、细胞生物学、分子生物学等研究,关于植物的各类研究最先大都是从它身上展开的。2022年,拟南芥搭乘神舟十五号进入太空,并在空间站成功经历了开花结实。

  拟南芥 图源:百度百科

  “南方活橡树叶上的毛状体(白色附属物)和气孔(紫色毛孔)”

  拍摄者 Jason Kirk使用了60倍的放大倍数,并且堆叠了200多个不同的图像,以深入查看橡树叶内的构造。该图像显示了三种不同的结构:气孔(紫色)、毛状体(白色)和叶脉(蓝色)。一片简单的橡树叶却包含了不寻常的美和复杂性。

  南方活橡树,美国得克萨斯州一种常见的树 图源:维基百科

  3、医学类

  黄河之水 2020 拍摄对象:未脱钙骨及纤维组织磨片。拍摄者:李铁军 北京大学口腔医学院副院长 口腔病理学教授

  未脱钙骨及纤维组织磨片通常来自于人体的骨骼组织。这种磨片通常在医学和生物学研究中使用,以便研究骨骼的组织结构、形态学,或者进行病理学研究。

  骨骼、肌肉、血管、神经、牙齿,在显微镜下,也能衍化成无垠宇宙、辽阔荒原和神秘湖泊......

  褪黑素晶体

  褪黑激素是大脑产生的一种激素,可以帮助入睡。它通常也以药丸的形式服用,为身体提供额外的休息动力。该图来源于显微镜摄影合集《科学是美的》,作者科林·索尔特 (Colin Salter) ,该书以艺术的眼光展示了细胞、微生物等。

  4、其他

  也有拍摄者把显微镜对准了日常生活中的事物,比如咖啡渣、胶片、雪花、食盐等,下面是Mikkers用显微镜捕捉到的不同情形下的眼泪:

  打哈欠时得到的眼泪,就像是随意躺在地上的藤蔓

  开心流下的泪水,仿佛一场美丽的雪景

  拍摄者Mikkers首先使用微量移液管放到眼睛附近,收集流下的眼泪。然后将收集好的眼泪滴到显微镜载玻片上。之后等待一段时间让眼泪中的结晶沉淀,最后眼泪的真面目才能够被拍摄出来。

  Mikkers使用了很多让人流眼泪的方法,来证明眼泪的差异性。眼泪共有三个基本类型,基本眼泪,反射性眼泪和情感性眼泪。而不同类型的眼泪,它们的分子构成都会存在些许的差异。比如反射性眼泪主要是因为外来颗粒刺激眼睛流出的眼泪,比如洋葱,催泪瓦斯和胡椒喷雾等东西,这些眼泪主要是为了洗去这些与眼睛接触的刺激物。

  三、普通人能显微镜摄影吗?

  看完上面专业人士用显微镜捕捉到的画面,相信你一定也有用显微镜观察物体的冲动,那么普通人可以显微镜摄影吗?

  答案是:可以。

  简单版:

  买个具有显微镜摄影功能的手机,可以选择放大倍数,比如20倍、40倍、60倍等,显微镜摄影就像日常拍照一样简单,枕头、沙发、快递盒,都可以成为显微镜下观察的对象。

  进阶版:

  首先购入一台显微镜,便宜一些的在网上几百元就能搞定。

  准备好待观察的样本。样本通常会被固定、染色或标记,以增强对细节的可见性。

  调整显微镜参数,包括放大倍数、对焦、亮度、对比度等,确保显微镜处于最佳状态以获取清晰的图像。

  摄影设备连接:连接相机到显微镜。

  对焦:需要微调焦点,将样本聚焦到最清晰的状态。

  曝光设置:根据光源强度和样本特性,设置适当的曝光时间和光圈大小,确保图像的亮度和对比度适中。

  取景和记录:使用摄像机或计算机软件捕捉图像。通常会拍摄多个不同焦点或不同区域的图像,然后后期合成一个清晰的图像。

  后期处理:对图像进行颜色校正、对比度调整、去噪等处理。

  你是否也想用显微镜观察世界呢?你想用显微镜观察什么?欢迎在评论区留言讨论~

  参考文献:

  1.https://www.olympus-lifescience.com/en/discovery/beauty-of-the-microversemeet-the-ioty-2021-global-winner/

  2.https://ournarratives.net/the-beauty-and-vitality-of-nature-as-seen-through-jason-kirks-microscope-chinese/

  3.https://www.kepuchina.cn/wiki/faq/201911/t20191107_1147347.shtml

  4.https://mp.weixin.qq.com/s/X1-bIB1rEKfIUZ02Rkw4mw

  5.https://www.tsinghua.org.cn/__local/1/0A/C5/0DED0FD932149490CE3885F4BEA_5E8F940D_19DB098.pdf

  整理:党敏

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文()

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 庆祝人民空军成立77周年无人机光影表演在长春上演

  • 承古开新 西安有章

独家策划

推荐阅读
2026文化科技产业发展论坛9日在湖南长沙开幕,在论坛现场,2026文化科技融合十大典型案例以及20个创新案例发布。
2026-11-10 01:40
访客随手拿起一张,掏出手机或用现场扫码器扫一扫二维码,技术亮点、应用场景、项目负责人信息等全部跃然眼前。厚重的专利卷宗、深奥的学术论文,就这样化作产业人士可以快速读懂的内容。
2026-11-10 01:40
镜头这边,是华东政法大学研支团的黄祖维、常秩豪、杨朗;镜头那头,是云南普洱景东华政附属三合麦地小学的小学生,和新疆喀什巴楚县第二中学的初高中生。500多个孩子,隔着屏幕看进博。这是华政研支团连续第五年开展“云端看进博”,3位讲师刚结束一年支教,曾站在这两处山乡讲台,如今是进博会的“小叶子”。
2026-11-10 02:00
事实上,这并不是镜片行业一次偶然的“乱”。这背后,是标准的缺失与监管模糊地带的长久存在。眼镜虽小,却关乎几亿人的明亮“视”界。近视防控镜片行业信任的“标尺”,不仅应尽快立起来,更要立得牢。
2026-11-10 01:40
那时,一封薄薄的书信从江苏昆山寄到钱七虎手中,寄信人叫李珍珍,一个还在读中学的女孩。她不是钱七虎的亲孙女,而是他在家乡昆山资助的第一个孩子。
2026-11-10 01:40
11月10日,第九届进博会将落下帷幕。25年前的11月10日,多哈的一声木槌宣告中国加入世界贸易组织。25年前,中国拥抱世界市场;25年后,世界共享中国市场。这个特殊的日子,标注出中国与世界关系的深刻变迁。
2026-11-10 02:00
美国国家航空航天局(NASA)近日确认,“尼尔·格雷尔斯·斯威夫特天文台”(以下简称“雨燕”)已于美国东部时间11月4日7时39分(北京时间4日20时39分),在印度尼西亚北苏门答腊地区上空再入地球大气层。NASA表示,10月20日,“雨燕”的轨道高度已下降至约275公里,无法再稳定维持科学观测所需的姿态,任务团队随后结束了其运行。
2026-11-09 10:11
携程研究院分析师方泽茜也用“花香自有蝶飞来”作出注解——入境“科技游”火热,正是中国制造与科技创新能力向外溢出,落到旅游消费的直接体现。在方泽茜看来,“科技游”为青少年搭建起连接知识与兴趣的桥梁,“社交打卡+文化沉浸”的科技场景,精准契合他们的偏好。
2026-11-09 10:11
大型邮轮被誉为造船工业“皇冠上的明珠”。继2023年11月“爱达·魔都号”华丽亮相,11月6日,第二艘国产大型邮轮“爱达·花城号”在上海交付,船型体量更大,配套设备更先进,船体也更加秀美。
2026-11-09 10:11
近日,产自宁夏银川市贺兰县盐碱水域的湖蟹经厦门中转,顺利运抵马来西亚吉隆坡国际机场。这是宁夏活蟹获得出口资质后的首单自营出口,宁夏盐碱特色水产品自此正式进入海外市场。
2026-11-09 10:10
”中国原子能科学研究院副研究员孙伟介绍,“日冕加热”问题不仅是当代天文学的未解之谜,也是国际研究的前沿热点问题之一。在实验室里摸清日冕的加热机制,有助于摸准太阳的“脾气”,进一步提升空间天气预报模型的准确度,为相关设备预留更充裕的防护时间。
2026-11-09 10:10
11月,在山东建筑大学,虽已回到校园,但建筑电气与智能化专业学生王凡的思绪却总回到千里之外的青海金银滩草原。今年夏天,他作为山东赴海北暑期交流实习队伍的一员,在青海海北藏族自治州海晏县应急管理局实习了两个月。
2026-11-06 09:49
11月5日,“雪龙2”号极地科考破冰船在海南三亚南山港科考码头进行停靠补给并举行公众开放日活动。图为“雪龙2”号极地科考破冰船。
2026-11-06 09:48
恒星的亮度并非恒定不变,有的会突然变亮,有的会骤然变暗,变化快的,几分钟内便完成一轮明暗变化。臧伟呈表示,这项巡天的初始科学目标,是用微引力透镜方法搜寻地球到火星质量级别的流浪行星。
2026-11-06 09:47
作者:庄伟光、吴源(分别系广东省政府文史研究馆馆员、省社科院研究员,广东省习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心特约研究员;农文旅融合,不是农业做背景、文化贴标签、旅游凑项目的简单叠加,而是生产要素的创造性重组。
2026-11-06 09:45
河北邯郸曲周县,昔日“春天白茫茫,夏天水汪汪”的盐碱荒滩,经一代代耕耘者科技赋能、接续改良,已从亩产“一背篓”迈向“绿色吨半粮”的高产田。丰收之外,耕耘者持续探索生态友好耕作模式,改良土壤、养护地力,跳出单一追求高产的思维模式,稳步迈向可持续稳产增收之路。
2026-11-06 09:44
一组膜材料样品刚完成溶剂耐受性测试,教师第一党支部书记李卫星招呼大家把椅子一拢,在实验台旁围坐一圈,开始学习党的二十届五中全会精神。譬如,分离膜是芯片、生物医药领域的关键材料,下一步,我们要抓紧攻关,把国产替代做出来……”  “攻克‘卡脖子’难题,离不开良好的科研风气。
2026-11-06 09:42
此次研究旨在将结构知识融入大规模序列学习,同时保持模型在不同结构与功能任务中的适应性和泛化能力。中国科大生物医学工程学院博士朱河勤为论文第一作者,该校教授周少华和特任研究员熊鹏为该文章共同通讯作者。
2026-11-05 09:18
创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。习近平总书记指出,“着眼发展新质生产力,强化科技创新和产业创新深度融合,建设具有国际竞争力的现代化产业体系”。
2026-11-05 04:25
每年这个时节,乌镇处处都会涌动着创新的生机与活力——由于世界互联网大会乌镇峰会的约定,各方宾客带来最前沿的技术、最先进的成果、最领先的思想,让这里成为世界观察中国数字发展、中国参与全球数字治理的窗口。
2026-11-05 04:25
加载更多