一、显微镜的诞生。
16世纪末,荷兰眼镜商詹森之子拿着父亲赠予的凸透镜玩耍时,意外发现眼前竟呈现出巨大且清晰的图像。而将人们真正引领至微观世界的是列文虎克。他凭借单镜片显微技术,亲手磨制出一个球形镜片,其放大倍数近300倍,为人类打开了微观世界的大门。
科学家们逐渐认识到,光学显微镜的分辨率与照明辐射波长密切相关,波长越短,分辨率越高。如今,现代光学显微镜的最大有效放大倍数已可达2000倍,甚至能够观察到最小的细菌。然而,对于尺寸远小于细菌的病毒,光学显微镜力不从心。
1932年,鲁斯卡与克诺尔成功研制出首台电子显微镜,其放大倍数高达12000倍,远超当时的光学显微镜。时至今日,电子显微镜的技术已日新月异,工作电压可达100万伏,有效放大倍数更是高达几百万倍。电子显微镜已成为科研领域的得力助手,助力科学家们深入观察蛋白质分子、细胞乃至病毒的结构,极大地推动了生物学研究的进步。
在电子显微镜的观察过程中,待观测物体需置于真空环境中,经历脱水处理,并承受高速电子的撞击,这一系列严苛条件极大地限制了可观测样本的范围,进而影响了观测结果的全面性。1981年,宾宁与罗雷尔成功研制出扫描隧道显微镜。该显微镜首次利用隧道效应直接探测材料表面结构,无须透镜辅助,对样品无损伤,且能生成三维图像,实现了观测技术的飞跃。扫描隧道显微镜以其超乎寻常的分辨率著称,水平方向可达0.2纳米,垂直方向更是可以精确至0.001纳米,足以捕捉样品表面原子级别的细微信息。
1. 判断题。
(1)扫描隧道显微镜可直接探测材料表面结构,生成三维图像。 (
(2)光学显微镜的放大倍数可以达到上亿倍,能看清病毒结构。 (
2. 把人类真正引领到微观世界,磨制出放大倍数近300倍镜片的科学家是(
A. 列文虎克 B. 詹森 C. 鲁斯卡
3. 按诞生的时间对不同种类的显微镜进行排序,下列排序正确的是(
A. 电子显微镜→光学显微镜→扫描隧道显微镜
B. 光学显微镜→电子显微镜→扫描隧道显微镜
C. 光学显微镜→扫描隧道显微镜→电子显微镜
4. 下列显微镜中,能观察单个原子结构的是(
A. 光学显微镜 B. 电子显微镜 C. 扫描隧道显微镜
5. 关于显微镜,下列说法错误的是(
A. 现代光学显微镜可观察到最小的细菌 B. 首台电子显微镜的放大倍数达12000倍
C. 扫描隧道显微镜仍需借助透镜辅助
16世纪末,荷兰眼镜商詹森之子拿着父亲赠予的凸透镜玩耍时,意外发现眼前竟呈现出巨大且清晰的图像。而将人们真正引领至微观世界的是列文虎克。他凭借单镜片显微技术,亲手磨制出一个球形镜片,其放大倍数近300倍,为人类打开了微观世界的大门。
科学家们逐渐认识到,光学显微镜的分辨率与照明辐射波长密切相关,波长越短,分辨率越高。如今,现代光学显微镜的最大有效放大倍数已可达2000倍,甚至能够观察到最小的细菌。然而,对于尺寸远小于细菌的病毒,光学显微镜力不从心。
1932年,鲁斯卡与克诺尔成功研制出首台电子显微镜,其放大倍数高达12000倍,远超当时的光学显微镜。时至今日,电子显微镜的技术已日新月异,工作电压可达100万伏,有效放大倍数更是高达几百万倍。电子显微镜已成为科研领域的得力助手,助力科学家们深入观察蛋白质分子、细胞乃至病毒的结构,极大地推动了生物学研究的进步。
在电子显微镜的观察过程中,待观测物体需置于真空环境中,经历脱水处理,并承受高速电子的撞击,这一系列严苛条件极大地限制了可观测样本的范围,进而影响了观测结果的全面性。1981年,宾宁与罗雷尔成功研制出扫描隧道显微镜。该显微镜首次利用隧道效应直接探测材料表面结构,无须透镜辅助,对样品无损伤,且能生成三维图像,实现了观测技术的飞跃。扫描隧道显微镜以其超乎寻常的分辨率著称,水平方向可达0.2纳米,垂直方向更是可以精确至0.001纳米,足以捕捉样品表面原子级别的细微信息。
1. 判断题。
(1)扫描隧道显微镜可直接探测材料表面结构,生成三维图像。 (
√
)(2)光学显微镜的放大倍数可以达到上亿倍,能看清病毒结构。 (
×
)2. 把人类真正引领到微观世界,磨制出放大倍数近300倍镜片的科学家是(
A
)。A. 列文虎克 B. 詹森 C. 鲁斯卡
3. 按诞生的时间对不同种类的显微镜进行排序,下列排序正确的是(
B
)。A. 电子显微镜→光学显微镜→扫描隧道显微镜
B. 光学显微镜→电子显微镜→扫描隧道显微镜
C. 光学显微镜→扫描隧道显微镜→电子显微镜
4. 下列显微镜中,能观察单个原子结构的是(
C
)。A. 光学显微镜 B. 电子显微镜 C. 扫描隧道显微镜
5. 关于显微镜,下列说法错误的是(
C
)。A. 现代光学显微镜可观察到最小的细菌 B. 首台电子显微镜的放大倍数达12000倍
C. 扫描隧道显微镜仍需借助透镜辅助
答案
1.(1)√ (2)× 2.A 3.B 4.C 5.C
解析 1.(1)参考文中第4段的第3~4行。
(2)参考文中第2段的第2~3行。
2. 参考文中第1段的第2~3行。
3.16世纪末,光学显微镜诞生。1932年,电子显微镜诞生。1981年,扫描隧道显微镜诞生。按诞生的时间对不同种类的显微镜进行排序,应该是光学显微镜→电子显微镜→扫描隧道显微镜。
4. 参考文中第4段的第5~6行。
5. 参考文中第4段的第3~4行。
解析 1.(1)参考文中第4段的第3~4行。
(2)参考文中第2段的第2~3行。
2. 参考文中第1段的第2~3行。
3.16世纪末,光学显微镜诞生。1932年,电子显微镜诞生。1981年,扫描隧道显微镜诞生。按诞生的时间对不同种类的显微镜进行排序,应该是光学显微镜→电子显微镜→扫描隧道显微镜。
4. 参考文中第4段的第5~6行。
5. 参考文中第4段的第3~4行。
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