【资料】相衬显微镜的发明者

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2009/03/21

私聊

金相显微镜

泽尔尼克（Frits Frederik Zernike, 1888-1966）因论证相衬法，特别是发明相衬显微镜，获得了1953年度诺贝尔物理学奖。

显微镜中所观察的许多物体，如生物切片、油膜和位相光栅等，均具有较高的透明度。光波通过这些物体时，只改变入射光波的位相而不改变它的振幅，这种物体称为“位相物体”。因为人眼只能辨别强度的差别，亦即振幅的变化，而不能识别位相的变化，因而用普通显微镜无法观察位相物体。1935年，泽尔尼克提出“相衬法”，指出对于因位相变化而产生的看不见的影响，可以转化为与之等价的可见的振幅变化，也就是通过空间滤波器将物体的位相分布转换为相应的振幅分布，从而大大提高了透明物体的可分辨性。泽尔尼克不仅给出了上述的理论分析，而且还制造了第一台相衬显微镜。光通过透明物体时是要慢下来的，为了把直接传播的光和被物体衍射的光区分开来，在聚光器的焦平面上放一环形光栅，并在两个物镜之间插入一个相板，使相板上的环形条纹与环形光栅的象恰好重合。这样，直接光全部穿过位相板上的环纹，而衍射光多半穿过纹道的外部，从而使直接光和衍射光之间产生了相差。如果相板做得能使入射光波延迟1/4波长，那么两波的峰及谷将会重合，这将给出大振幅的合成波，细节就会明显地呈现出来。
近代科学的发展，对显微镜提出了各种特殊要求，泽尔尼克发明相衬显微镜使人们有可能观测到普通显微镜无法观察的位相物体，这无疑是一项重要的进展。