真的久違了,上次把我的單式顯微鏡材料箱打開來,已經是好幾年前的事了。
這次重啟是因為輔導團的增能活動,我規劃了這個活動,以及用這個活動做AI相關的課程。
以往我做這個活動,其實有一個不確定性,因為過去總說雷文霍克這樣製作顯微鏡,但其實科學家們並不確定, 因為鏡片被緊緊鑲嵌在兩片黃銅板之間,孔徑極小,科學家過去無法在不破壞文物的情況下觀察鏡片的完整形態所以,大家只能猜測他的做法。不過2021年《科學進展》(Science Advances)的科學研究刊出了這篇文章,秘密揭曉!
Neutron tomography of Van Leeuwenhoek’s microscopes〈雷文霍克顯微鏡的中子斷層掃描〉
研究團隊決定使用中子輻射來進行非侵入式掃描,因為中子能輕易穿透金屬,並對玻璃產生良好的對比度,從而重建出精確的 3D 模型。
研究人員掃描了兩台保存在荷蘭的原始顯微鏡(一台放大倍率 118x,另一台則是現存最強的 266x),結果出人意料:
中倍率顯微鏡(118x): 證實使用了傳統的研磨與拋光技術,鏡片形狀如同一顆對稱的扁平豆子(透鏡狀)。但高倍率顯微鏡(266x): 內部竟然是一顆球形鏡片(Ball-shaped lens),3D 影像清楚顯示球形鏡片上連接著一根細小的玻璃梗(Stem)。
這種形狀完全符合虎克在 1678 年發表的「簡易熔融法」,是將玻璃絲末端加熱熔化成球狀。就是過去我帶課程時使用的方法,也就是說我過去說雷文霍克用這樣做顯微鏡鏡片,這是可以確認的。
這件事實的發現,有很重大的意義,因為這種製作鏡片的方式在虎克的Micrographia這本書裡早有記載。
"...take a very clear piece of a broken Venice Glass, and in a Lamp draw it out into very small hairs or threads, then holding the ends of these threads in the flame, till they melt and run into a small round Globul, or drop, which will hang at the end of the thread; and if further you stick several of these upon the end of a stick with a little sealing Wax, so as that the threads stand upwards, and then on a Whetstone first grind off a good part of them, and afterward on a smooth Metal plate, with a little Tripoly, rub them till they come to be very smooth..."
「……取一塊非常清澈的威尼斯碎玻璃,在燈火上將其拉成極細的絲線,接著將這些玻璃絲的末端置於火焰中,直到它們熔化並匯聚成一個懸掛在絲線末端的小圓球或小滴。
若進一步用少許密封蠟將其中幾顆固定在木棒末端,使玻璃絲朝上,接著先在磨刀石上磨掉大部分(球體),最後在光滑的金屬板上沾一點矽藻土(Tripoly)進行摩擦,直到它們變得非常平滑……」
虎克在 1665 年時建議將球體磨掉一部分以形成「平凸透鏡」,因為他當時擔心多重折射會導致影像模糊。然而,論文研究發現,雷文霍克顯然發現了直接使用完整球體(連帶著那根細小的玻璃梗作為把手)其實效果極佳,只要控制好光圈即可。
雷文霍克生前曾公開批評虎克的熔融法會產生雜質,宣稱自己不使用球形鏡片。但掃描結果證明他其實私下採用了虎克的技術,並將其改良至完美的境界。關鍵在於他對孔徑控制與鏡片安裝的極致追求,將當時已知的技術發揮到了物理極限。
接著用鋁箔膠帶,先將孔貼住
再使用縫衣針在圓孔正中央,將鋁箔膠帶穿一個小洞,此步驟務必直上直下,使洞口在正中
接著再把燒融的玻璃球或購置的玻璃球放入,用鋁箔膠帶的黏性把鏡片黏著就可以了。
這樣就做完全部的事情了。
這和以往我的材料有幾個不同
1.以前用卡紙,現在用厚紙板更厚實不變形
2.用鋁箔膠帶取代以前用卡點西德,更容易獲得完美的光圈
而光源的部分則是採用自製的LED光源
玻片標本的製作建議使用軟塑膠片,貼上標本(如洋蔥表皮)後貼上透明膠帶就可以。這樣製作的好處是你可以彎曲塑膠片為微調標本的位置,使標本落在鏡片的焦點。








