顯微鏡

光學顯微鏡
使用	小型樣品的觀察
知名實驗	生物細胞的發現
發明者	漢斯·李普希; 查哈里亞斯·楊森（英語：Zacharias Janssen）
相關事物	顯微鏡; 電子顯微鏡

顯微鏡是可以將肉眼不可見之物的影像放大的工具。

**現代體視顯微鏡的光學設計**:
A - 物鏡 B - 伽利略望遠鏡（*rotating objectives*）
C - 縮放控制D - 內部物鏡E - 棱鏡
F - 中繼透鏡 G - 分劃板H - 接目鏡

日常用語中之顯微鏡多指光學顯微鏡，放大倍率和清析度（聚焦）為顯微鏡重要因素。

顯微鏡的類型有許多。最常見的（和第一個被發明的）是光學顯微鏡，其他主要的顯微鏡類型包括電子顯微鏡、掃描探針顯微鏡等。

歷史

在顯微鏡發明以前，人們通過瘟疫、腐爛等自然現象察覺到一種生物的存在，但人們無法直接觀察到微生物。顯微鏡的出現提高了人類對微生物的認識並對醫學發展做出了貢獻。

顯微鏡的發展史相當複雜，以下僅介紹其中最重要的部分：

現代意義的顯微鏡一般認為是在1590年由荷蘭人扎哈李斯·楊森（Zacharis Janssen）及其子或漢斯·利伯希所發明的。意大利科學家伽利略在1611年通過顯微鏡觀察到一種昆蟲後，第一次對它的複眼進行了描述。

十五世紀時，羅伯特·胡克運用顯微鏡發現了死亡的軟木細胞。

後來，安東尼·方·列文虎克改良了顯微鏡並成功觀察、發現到微生物的存在。

用途

顯微鏡的主要用途是觀察肉眼或放大鏡無法、難以觀測的微小物體。顯微鏡在生物學和刑偵學界被廣泛使用。

物質成分分析
礦物質分析
觀察分子、中子、原子
觀察細胞、基因、細菌、病毒
金相分析
集成電路生產中各種檢測。
電子器件檢測，如晶振、連接器、液晶屏扽。

種類

顯微鏡種類

下文並未把所有種類顯微鏡列表，只是簡介較知名的類型。其他尚有像紫外線顯微鏡、X光顯微鏡、場離子顯微鏡等，僅用於較專門需要而開發的，少量生產的特種用途顯微鏡。

光學顯微鏡

光學顯微鏡的基本結構（二十世紀90年代）：

1.目鏡（又稱為接目鏡或眼透鏡）
2.物鏡轉換器
3. 物鏡
4.粗調旋鈕
5.微調旋鈕
6.載物台
7. 光源
8.光闌和聚光器
9.推進器（又稱為推片器）

光學顯微鏡的基本結構（二十世紀初期）：

1.目鏡（又稱為接目鏡或眼透鏡）
2.物鏡轉換器
3. 物鏡
4.粗調旋鈕
5.微調旋鈕
6.載物台
7. 反光鏡
8.光闌和聚光器

利用透鏡放大物像送到眼睛或成像儀器，解像度大約為一微米，可以看到細胞大小的物品。一般來說顯微鏡大都是指光學顯微鏡，光學顯微鏡依設計的不同，又可分為正立顯微鏡、倒立顯微鏡（又稱倒置顯微鏡）和解剖顯微鏡（又稱實體顯微鏡或立體顯微鏡）；又有偏光顯微鏡：又稱為岩石顯微鏡、礦物顯微鏡或金屬顯微鏡，用以觀察岩石、礦物及金屬表面，是利用光的不同性質（偏光）而做成的；相襯顯微鏡：觀察變形蟲、草履蟲等透明生物時，所使用的顯微鏡。它的特殊裝置可以將光透過生物體所產生的偏差，改變為明暗不同；又結合光學顯微鏡並利用雷射光作為光源，以達到特殊觀察需求的有共聚焦顯微鏡（又譯作共軛焦顯微鏡）。

電子顯微鏡

體視顯微鏡

在20世紀初的一種光學顯微鏡顯著替代被開發，利用電子而不利用光線來產生圖像。於1931年，恩斯特·魯斯卡（Ernst Ruska）開始開發第一個電子顯微鏡- 透射電子顯微鏡（TEM）。透射電子顯微鏡的工作原理和光學顯微鏡有相同的原理，但在使用光的地方用電子代替，在使用玻璃透鏡的地方用電磁鐵代替。使用電子而不是光線允許更高的解像度。

緊接着透射電子顯微鏡的開發，是馬克斯·諾爾（英語：Max Knoll）在1935年開發的掃描電子顯微鏡（SEM）。^[1]

不使用光線而利用電子流來照射標本來觀察的顯微鏡。由於電子用肉眼看不出，因此就使電子透過觀察材料，而映在塗有螢光劑的板上，這種方法稱為穿透式電子顯微鏡。另一種方法是以電流在觀察材料的表面移動，然後使觀察材料所放出的二次電子流映在真空管上，以這種方式觀察的稱為掃描式電子顯微鏡。穿透式電子顯微鏡可放大80萬倍，可以看出分子的形象；掃描式電子顯微鏡可用以觀察立體的表面，放大倍率約20萬倍。電子顯微鏡分為透射電子顯微鏡、能量過濾透過式電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、場發射掃描電子顯微鏡、掃描透射電子顯微鏡等類型。某些電子顯微鏡甚至能看到單一原子。原理：物質波理論告訴我們，電子也具有波動性質，所以可以用類似光學顯微鏡的原理，做成顯微鏡。不一樣的是，這裏將凸透鏡改成磁鐵，由於電子的波長比可見光短，所以他可以比光學顯微鏡「看」到更小的東西，如：病毒。

掃描探針顯微鏡

是機械式地用探針在樣本上掃描移動以探測樣本影像的顯微鏡。

掃描隧道顯微鏡

STM用來看金屬表面，它是利用量子物理的穿隧效應。古典物理認為，物質不能穿過位壘，但量子物理告訴我們：物質有機會穿過位壘，而他穿過位壘的概率和位壘的寬度有關。利用一通電的針狀物體，靠近金屬表面，則電場使電子附近的位能出現位壘形式，此時就有機會觀測到跑出金屬表面的電子，再利用穿過位壘的概率和位壘的寬度有關的特性，就可以推出針到金屬表面的距離，因此可"看"到金屬表面，但這個看到金屬表面其實是看到金屬表面的dangling bond也就是電子，也是因為通常金屬表面每顆原子會有一個dangling bond，所以嚴格上來講只能說是看到原子上電子來當作看到原子，嚴格上來講並不是直接"看"到原子。