澤爾尼克（發(fā)明相襯顯微鏡）

澤爾尼克因論證相襯法，特別是發(fā)明相襯顯微鏡，獲得了1953年度諾貝爾物理學獎。

人物簡介

澤爾尼克于1915年在阿姆斯特丹大學獲得博士學位。他的重大貢獻是在1934年發(fā)明了“相襯顯微鏡”。這種顯微鏡把衍射光的相位相對于入射光稍微作了一些改變，結(jié)果使得細胞中的不同目標帶上了不同的顏色（這些目標在普通顯微鏡下看起來本來是沒有顏色的），這樣，細胞內(nèi)的情況既能清晰可見，又不用給細胞染色，因而細胞不致被殺死。

相襯法

相襯法?(也叫位相反襯法 )是一種光學信息處理方法 ,它通過空間濾波器將物體的位相信息轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的振幅信息 ,用改變頻譜的位相來改善透明物體成像的反襯度 ,從而大大提高透明物體的可分辨性 .

顯微鏡中所觀察的許多物體，如生物切片、油膜和位相光柵等，均具有較高的透明度。光波通過這些物體時，只改變?nèi)肷涔獠ǖ奈幌喽桓淖兯恼穹?，這種物體稱為“位相物體”。因為人眼只能辨別強度的差別，亦即振幅的變化，而不能識別位相的變化，因而用普通顯微鏡無法觀察位相物體。1935年，澤爾尼克（圖1）?提出“相襯法”，指出對于因位相變化而產(chǎn)生的看不見的影響，可以轉(zhuǎn)化為與之等價的可見的振幅變化，也就是通過空間濾波器將物體的位相分布轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的振幅分布，從而大大提高了透明物體的可分辨性。澤爾尼克不僅給出了上述的理論分析，而且還制造了第一臺相襯顯微鏡。光通過透明物體時是要慢下來的，為了把直接傳播的光和被物體衍射的光區(qū)分開來，在聚光器的焦平面上放一環(huán)形光柵，并在兩個物鏡之間插入一個相板，使相板上的環(huán)形條紋與環(huán)形光柵的象恰好重合。這樣，直接光全部穿過位相板上的環(huán)紋，而衍射光多半穿過紋道的外部，從而使直接光和衍射光之間產(chǎn)生了相差。如果相板做得能使入射光波延遲1/4波長，那么兩波的峰及谷將會重合，這將給出大振幅的合成波，細節(jié)就會明顯地呈現(xiàn)出來。

近代科學的發(fā)展，對顯微鏡提出了各種特殊要求，澤爾尼克發(fā)明相襯顯微鏡使人們有可能觀測到普通顯微鏡無法觀察的位相物體，這無疑是一項重要的進展。