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你知道嗎？為什麼暗場顯微鏡能在無染色樣本中創造驚人對比？
在科學研究中，尤其是生物學領域，顯微鏡技術的創新一直是推動知識邊界的重要力量。其中，暗場顯微鏡因其獨特的影像對比方式，成為了觀察無染色樣本的利器。它是如何工作的？為什麼我們能在樣本中看到如此驚人的對比效果呢？
什麼是暗場顯微鏡？
暗場顯微鏡是一種特殊的顯微鏡技術，它通過排除未散射光束來生成圖像。這意味著在顯微鏡下，樣本周圍的背景通常是黑暗的，只有光線被樣本散射後才能進入鏡頭。這種方法不僅能適用於光學顯微鏡，也運用於電子顯微鏡。
暗場顯微鏡的基本原理是，當樣本受到光源照射時，只有散射光才能進入目標鏡頭形成影像，而未散射的光則會被阻擋。
暗場顯微鏡的工作原理
在光學顯微鏡中，使用暗場凝聚透鏡來創造一個圓形的光束，避免直接照射到樣本的焦平面。這種技術特別適用於觀察生物樣本，因為無需染色或其他處理就能看見細胞的細微結構。
這種技術生成的圖像典型地呈現為明亮的物體在黑色背景上，創造出鮮明的對比。
使用暗場顯微鏡的優勢
暗場顯微鏡的最大優點在於它對活細胞的觀察，特別是那些未經染色的細胞。這允許研究人員在不干擾樣本的情況下進行觀察和分析。此外，儘管其設置簡單，但所獲得的影像質量常常讓人印象深刻。
然而，這種顯微鏡技術也有其局限性：最終影像的光線較低，這意味著樣本需要強烈的照明，這可能會導致樣本損壞。此外，影像中可能缺乏某些相位信息，解釋這些影像時必須謹慎。
儘管暗場顯微鏡的圖像可能最初看起來似乎是亮場顯微鏡的負片，但其實每種技術顯示的效果是不同的。
暗場顯微鏡在計算機中的應用
最近，暗場顯微鏡也被應用於計算機滑鼠的指點設備中，允許滑鼠在透明的玻璃表面上工作，通過成像微小的瑕疵和灰塵以獲得更好的操作精度。
結合高光譜影像技術的暗場顯微鏡
當暗場顯微鏡與高光譜影像技術結合時，這為納米材料在細胞中嵌入的特性提供了一種強有力的研究工具。例如，研究人員曾使用這種技術研究金奈米粒子如何附著在癌細胞上。
電子顯微鏡中的暗場技術
在透射電子顯微鏡中，暗場圖像被廣泛應用於晶體及其缺陷的研究。這種技術使得研究者能夠僅映射來自單一晶體平面的散射強度，揭示材料的內部結構。
暗場顯微鏡無疑是科學界的一項重要創新，它提供了一種獨特有效的方法來觀察樣本，尤其是在無染色的情況下。那麼，未來隨著技術不斷進步，暗場顯微鏡將如何引領我們進一步探索微觀世界的奧秘呢？
