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

  • 唐山大地震50周年:纪念墙下致哀思

  • 中国南方最大综合性自然博物馆开馆

独家策划

推荐阅读
种业振兴,核心在创新。加强种业知识产权保护,是对育种创新的最大激励,也是加快推进种业振兴的有力保障。
2026-07-29 03:05
十四五”时期,生态环境部分区域、分批次完成全国452处国家级自然保护区生态环境保护成效评估,以及首轮全国生态保护红线保护成效五年评估。
2026-07-29 03:05
近日,印度最大核电站库丹库拉姆核电站被曝泄露大量敏感文件。勒索软件组织World Leaks将包括部分设施蓝图、供应商信息、设备评估报告等约1.9万份、总计14.3吉字节的敏感文件挂上其站点,
2026-07-29 03:05
习近平总书记在山东省德州市考察时强调,要“以扎实举措做好各项工作,着力提升农业综合生产能力和质量效益,确保粮食等重要农产品稳定供给,因地制宜推进宜居宜业和美乡村建设,引导广大农民群众用勤劳和智慧创造更加美好生活”。
2026-07-29 03:05
在国新办28日举行新闻发布会上,商务部副部长鄢东表示,看待产能问题,要秉持全面、客观、公正的态度,更不能以此为名,行保护主义之实。
2026-07-29 03:05
28日,中央广播电视总台首届智能机器人应用技能大展在京启动。活动现场,中国机械工业联合会携手总台央视新闻发布了《中国工业机器人市场活力数据》。
2026-07-29 03:05
国家统计局27日发布数据显示,今年上半年,全国规模以上工业企业营业收入同比增长6.5%,较一季度加快1.5个百分点。营业收入加快增长,
2026-07-28 04:15
推动科技创新与产业创新深度融合,是培育新质生产力、构建现代化产业体系,实现高水平科技自立自强的关键路径。习近平总书记深刻指出“人才资源是第一资源,
2026-07-28 04:25
作为走进企业的“科技副总”,浙江大学周鸣川研究员与某民营医疗机构共建联合实验室,推动眼科手术机器人进入国家创新审批通道;浙江农林大学王翀教授与杭州某饲料企业深度合作,
2026-07-28 04:25
未来,如何让当地群众在世界遗产保护工作中获益?为此,记者专访了东亚—澳大利西亚候鸟迁徙研究中心主任、黄(渤)海候鸟栖息地申遗首席专家雷光春。
2026-07-28 04:20
缺硼会让庄稼“烂根绝收”,全球超百种作物依赖硼肥才能保证产量。
2026-07-28 04:20
刘文郡:中国启动“人工智能+”行动,通过协同推进传统产业改造升级、新兴产业培育壮大与未来产业前瞻布局,让人工智能深度赋能千行百业。中国相继提出《全球人工智能治理倡议》《“人工智能+”国际合作倡议》,发布《人工智能能力建设普惠计划》《人工智能合作发展行动计划》,倡议成立世界人工智能合作组织。
2026-07-27 09:31
7月26日18时,水利部和中国气象局联合发布红色山洪灾害气象预警,江西南部、广东中北部局地发生山洪灾害可能性很大(红色预警)。涂勇介绍,主汛期山区降雨突发性强、峡谷汇水迅猛,进山务必提前关注山洪、暴雨预警,收到预警应立即取消行程。
2026-07-27 09:29
7月26日凌晨,今年第12号台风“红霞”在广东惠州市惠东县平海镇沿海登陆。”  针对台风远距离水汽输送导致的暴雨预报难题,气象部门采用集合预报方法,通过多个模式、多个初始场的集成分析,量化预报的不确定性。
2026-07-27 09:28
眼下正是小龙虾上市的季节,走进安徽省滁州市全椒县十字镇陈浅村潘氏龙虾万亩养殖基地,养殖户们正下田捕捞小龙虾。当前,全椒县稻虾综合种养面积36.5万亩,小龙虾年产量5.5万吨,稻虾全产业链综合产值34亿元、从业人数4万多人,小龙虾成了乡村振兴的主导产业之一。
2026-07-27 09:28
光明日报武汉7月26日电 记者王建宏、张锐从华中农业大学获悉,该校熊立仲教授团队近日鉴定出一个名为“ROAD1”的稻属特异抗旱孤儿基因,并发现携带这个功能等位基因的水稻在田间干旱条件下产量较对照显著提高。
2026-07-27 09:27
光明日报北京7月26日电 记者张胜从自然资源部获悉,每年的7月26日是联合国教科文组织确立的“世界红树林日”。自然资源部数据显示,自《红树林保护修复专项行动计划(2020—2025年)》印发实施以来,我国完成新营造红树林约1.16万公顷(17.4万亩),是全球少数红树林面积持续增加的国家之一。
2026-07-27 09:27
国家药监局近日批准全球首个选择性食欲素2型受体激动剂上市,用于治疗16岁及以上青少年和成人1型发作性睡病。该药为原创靶点、新机制罕见病治疗药物,在中国、美国、日本、欧盟同步申报,我国率先完成审批,实现全球“首报首发”的历史性突破。
2026-07-24 08:55
记者从市场监管总局了解到,国际电工委员会智能制造系统委员会近日发布IEC SRD 63459:2026《智能制造用例模板》国际标准。为此,国际电工委员会智能制造系统委员会于2019年成立首个工作组,组织各国专家制定国际统一的智能制造用例模板,以统一的方式描述、存储和使用用例。
2026-07-24 08:51
23日20时,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将天链二号06星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
2026-07-24 08:50
加载更多