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 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 1小时打遍全球——战场在升维

  • 上海文学馆正式向公众开放

独家策划

推荐阅读
在机器人足球互动区,身高不足1米的小型人形机器人成为射门球员,现场的小观众担任守门员,开启点球大战,战况激烈。
2026-08-28 09:29
由此而言,坚持让人工智能服务立德树人这一根本任务,助力“五育”并举、促进学生全面发展,才能让人工智能成为赋能教育和学生的有力臂膀。
2026-08-28 09:23
“十五五”期间国家电网将加快特高压通道建设
2026-08-28 04:55
“叮——”一声清脆的钟鸣划开展厅的喧嚣,天工3.0机器人的银白机械臂轻叩青铜编钟,《小星星》的旋律徐徐流淌。
2026-08-28 03:55
为推动人工智能医学影像研究的负责任创新和健康发展,国家科技伦理委员会医学伦理分委员会27日发布《人工智能医学影像研究伦理指引》。
2026-08-28 03:55
8月26日,第二届世界人形机器人运动会在国家速滑馆“冰丝带”闭幕。小型组400米比赛中,北京人形机器人创新中心研发的天工Omni一骑绝尘,以45.66秒的绝对速度率先撞线,其掩面狂奔的“娇羞”姿势更是火遍全网。
2026-08-27 09:55
作为地球上物种多样性最高的动物类群,昆虫的早期起源与登陆演化历史长期存在研究空白。系统研究表明,先驱乔昔虫这一早期干群昆虫具备半水生两栖生活习性,栖息于水陆交界的湿润微环境。
2026-08-27 09:53
中共中央政治局常委、国务院总理李强8月24日至26日在黑龙江、吉林调研。
2026-08-27 09:51
重庆依山而建、傍水而兴,多山多水的复杂地貌,给城市交通建设带来天然挑战,也造就了独一无二的立体交通图景。“悟空立交”的出圈,也是中国超级基建版图的微小切片。广袤中华大地,山河辽阔、地貌多元,从峡谷江河到高原山川,中国基建逢山开路、遇水架桥,在复杂地形上书写了无数建设传奇。
2026-08-27 09:50
记者26日从中国科学技术协会举办的新闻发布会上获悉,以“科技改变生活创新赢得未来”为主题的全国科普月将于9月1日启幕。全国科普月期间还将同步举办世界公众科学素质促进大会,将邀请国内外专家学者围绕“面向智能社会的科学素质”主题展开研讨。
2026-08-27 09:46
当前,人工智能与实体经济持续深度融合,产业变革多线并进。从算力芯片、工业智能装备到低空通航体系,技术创新持续打通落地堵点,全方位推动制造、服务等领域转型升级。
2026-08-26 09:32
这种由胶子彼此束缚形成的特殊粒子,就是胶球。
2026-08-26 05:50
“棉芯1.0”以“网页端+小程序端”双端设计,分别瞄准科研创新与田间生产两大核心场景。
2026-08-26 05:50
工业和信息化部绿色低碳标准化技术委员会日前成立
2026-08-26 05:15
做学问这件事,说到底就是认准一个目标一直追下去
2026-08-26 05:15
促进人工智能与农业发展相结合,是提升农业科技创新效能的重要着力点。
2026-08-26 05:15
中央气象台首席预报员陈双预计,出伏后,四川盆地、江汉等地将有高温天气出现,上述地区仍需关注“秋老虎”天气。
2026-08-25 09:49
近期,在部分高原、草原景区,投喂、抚摸野生旱獭(土拨鼠)或与其近距离合影打卡,成为不少游客跟风的行为。除了野生旱獭,黄鼠、沙鼠等啮齿动物也是鼠疫的自然宿主,野兔、狐狸、野猫等野生动物也可成为鼠疫的偶然宿主,均存在传播风险。
2026-08-25 09:47
翻看评论区,呼声最高的几条是“旺仔牛奶太甜了”“能不能出低糖版”——不是不爱,是当年的小孩长大了,而有些配方还没跟着长大。
2026-08-25 09:46
以人工智能为代表的新一轮科技革命和产业变革正在改变经济社会的传统发展模式。同时,世界百年未有之大变局加速演进,全球创新版图和竞争格局正在经历深刻调整。
2026-08-25 02:10
加载更多