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

  • 第33届中国杨凌农高会聚焦农业新质生产力

  • 我国成功发射卫星互联网低轨28组卫星

独家策划

推荐阅读
医药领域知识产权投资,关键不是“买专利”,而是投资一条从科研发现走向临床和市场的完整链条,打通从基础研究到产业落地的转化堵点。知识产权投资应更注重投早、投小、投长期、投硬科技,同时引入科研、临床、产业、法律和金融等多方专业力量。
2026-10-26 10:21
记者13日从民政部获悉,为发展壮大康复辅助器具产业,实现产业体系整体跃升,增进民生福祉,民政部等14部门日前联合印发《康复辅助器具产业扩能提质三年行动方案(2026—2028年)》。
2026-10-26 10:21
随着京津冀协同发展走向深入,唐山凭借不断升级的全域养老服务网络,渐渐成为京津老人跨城养老的热门目的地。如今,唐山正把“老有所养、老有所乐”的民生承诺,一步步变成老人触手可及的幸福日常。
2026-10-26 10:20
在南京,数据标注企业提供“燃料”、大模型企业主攻算法、政府持续推动场景开放,一体化产业生态逐步成型。会上,江苏发布“物理AI与世界模型高质量数据集建设行动计划”,展示一批“物理AI与世界模型”典型成果与典型场景,为全国行业发展提供实践参考。
2026-10-26 10:20
供需适配不能局限于满足企业眼前的用工需求,还应兼顾产业升级方向、人才培养周期和学生发展需要。建设技能型高校“国家队”,不仅要办好一批头部学校,更要探索其他学校可借鉴、可复制的改革发展路径。
2026-10-26 10:20
抵抗宏观物理破坏的“划不坏”能力,正是低功耗量子器件最重要的特质之一。
2026-10-23 04:20
2025年我国海洋生产总值突破11万亿元,占国内生产总值比重为7.9%。
2026-10-23 04:20
海洋能规模化利用迈出坚实步伐、取得积极成效。
2026-10-23 04:20
应急监测队不惧艰险、不计得失,以监测为刃、以坚守为盾。
2026-10-23 04:40
10月22日,工业和信息化部、国家发展改革委等八部门发布《产业基础能力提升“十五五”规划》。
2026-10-23 04:40
职工基本医疗保险(含生育保险)统筹基金收入14473.64亿元,城乡居民基本医疗保险统筹基金收入8554.69亿元。
2026-10-22 09:57
明确了如何衡量河湖复苏标准,如何确定河湖复苏目标,如何制定河湖复苏措施等技术要求,为指导母亲河复苏行动提供技术依据。
2026-10-22 09:48
聚焦医学人才培养的思想碰撞,正是学校探索育人新模式的一个缩影。
2026-10-22 09:47
形成覆盖重点领域、辐射全国的专精特新赋能网络,推动中小企业专精特新发展质量明显提升、专精特新“小巨人”企业持续涌现。
2026-10-22 09:46
这是我国首次提出全经济范围、包括所有温室气体的绝对量减排目标,为我国的绿色低碳转型指明了方向,提振了国际社会对全球气候治理的信心。
2026-10-22 09:43
2026年全国城市联合招聘高校毕业生秋季专场已推出新一批155场就业服务活动,包括面向人工智能、新能源、装备制造、现代服务、医疗卫生等重点行业领域的线上线下专场(校园)招聘会105场。
2026-10-22 09:44
担心被人工智能(AI)取代的员工,更容易在工作中消极怠工、迟到早退,甚至出现顺手拿走同事的午餐等人际越界行为。
2026-10-21 10:48
中国职业教育专题展上,摆着新能源汽车、港口航运、船舶焊接三个领域的未来实训中心项目。“无论实训条件和方式如何改变与优化,梳理并稳定现场关键岗位能力图谱,依然是未来实训中心的重要基石。
2026-10-21 10:48
记者日前从国家医保局了解到,医保钱包已升级到2.0版本,职工医保个人账户跨省共济功能实现全国全面落地。2.0版本的医保钱包都升级了哪些内容,谁可以使用,又如何使用呢?
2026-10-21 10:48
从基础化疗到双抗、多抗,再到抗体偶联药物(ADC),抗肿瘤新药正加速涌向临床。近日,京津冀第四届医药创新发展大会抗肿瘤新药安全与药学服务创新主题分会上,河北医科大学第四医院药学部主任冯锐用“百花齐放”形容当下的创新药格局。
2026-10-21 10:47
加载更多