顯微鏡可以幫助我們看清楚肉眼看不見的東西。顯微鏡的種類很多,構造也很複雜,我們自己是做不出來的。但是,如果要了解顯微鏡的基本原理,隻要有一隻放大鏡和一滴水就可以了。
你一定很熟悉放大鏡。在使用放大鏡的時候,被觀察的物體應該距離透鏡很近,也就是說,物體應該放在透鏡和它的焦點之間。這樣,你才能通過透鏡看到一個正立、放大而清晰的虛像。
一般的放大鏡可以把物體放大兩三倍,有的放大鏡能把物體放大二三十倍。放大鏡的放大倍數和它的焦距有密切的關係:焦距越短,放大倍數越大。焦距短,鏡麵的凸度就必需大。凸度很大的透鏡是不容易磨得很準確的,所以這種凸透鏡不太容易找到。其實,一個小小的透明的水滴就是一個凸度很大的透鏡。小水滴很容易得到,自己就能製造,你不妨用水滴試一下。
在桌子上放兩支鉛筆,它們之間的距離約為4厘米。在兩支鉛筆下麵鋪上一張鈔票做我們觀察的對象。把一塊無色透明的塑料薄膜蓋在鉛筆上。拿一支幹淨的毛筆沾一些水,小心地把一個水滴滴在塑料薄膜上(水滴的直徑約為4~5毫米)。它就是一個放大鏡。
透過水滴可以看到鈔票上的一些細小的圖案都被放得很大,這說明水滴是一個放大倍數很高的透鏡。
水滴的直徑越小,凸度就越大。你可以在透明的塑料薄膜上,分別滴上幾個直徑不一樣的水滴,來看看放大倍數和透鏡的凸度的關係。不過,利用大小不同的水滴觀察物體的時候,還要注意分別調節水滴和桌麵的距離。水滴越小,離桌麵越要近一些。
既然透鏡的凸度越大,放大倍數也越大,那麼,為了提高放大倍數,是不是可以任意增加凸度呢?不行,你如果細心地觀察一下,就會發現,凸度很大的水滴,雖然放大倍數大,但是存在著3個缺點:
第一,觀察到的像大大走了樣。
第二,凸度越大,“透鏡”就越要靠近被觀察的東西,實際上不容易做得到。
第三,凸度越大,能看清楚的範圍就越小,被觀察的物體,隻有中間一小塊能夠看得很清楚,旁邊的都很模糊。
看來,用增加凸度的辦法是不行了。有沒有更好的辦法呢?
17世紀初,荷蘭有一位製造眼鏡的工人發現,把兩塊放大鏡按一定距離排列在一起,比一塊放大鏡的放大率要大好多倍。這就是世界上第·台顯微鏡。
這個發明現在看起來,好像很簡單,可是在科學發展史上卻是了不起的。正是由於這個看來簡單的發明,科學家們才找到了提高倍數的道路。以後,又經過許多科學家的努力,人們終於有了能把物體放大幾百倍和幾千倍的光學顯微鏡。
顯微鏡中最基本的構件有兩個,一個是靠近被觀察物體的那麵凸透鏡,叫做物鏡;另個是靠近觀察者眼睛的那麵凸透鏡,叫做目鏡。現在,我們用水滴當做物鏡,用一隻放大鏡當做目鏡,來做一個簡單的顯微鏡。
水滴做物鏡跟做放大鏡不同,它應該離被觀察的物體遠一些。這時候應該把承載水滴的塑料薄膜支高一點。可以放在兩個平放的火柴盒上,離桌麵大約15毫米。水滴的直徑仍然是4~5毫米。為了盡快地找好目鏡和物鏡的合適距離,先在火柴盒下鋪上一張白紙,在紙上畫一個極小的箭頭,作為你的觀察對象。
透過這個小水滴,應該看到一個和原來方向相反的放大了的箭頭(如果不是這樣,就要調整水滴跟桌麵的距離,或者改變水滴的直徑)。這是一個被水滴放大了的實像。然後你再用一隻放大鏡來觀察水滴。剛開始,你可能什麼也看不清,不要著急,慢慢改變那隻放大鏡和水滴之間的距離,你就能找到一個合適的位置,看到一個清晰的被放得很大的箭頭(和紙上畫的方向是相反的)。這時候,你的顯微鏡就算調整好了。請你注意,在整個實驗過程中,要保持放大鏡始終是水平的,眼睛離放大鏡距離不要太近。隻要有耐心,你一定可以調整好你的顯微鏡。