顯微鏡的電化

中學教學用生物顯微鏡 一般是作為(wei) 教師和學生個(ge) 體(ti) 觀察如生物切片等需要顯微放大的儀(yi) 器.因為(wei) 是個(ge) 體(ti) 觀察,所以教師與(yu) 學生之間,學生與(yu) 學生之間很難將感受到的內(nei) 容進行交流.一方麵,在課堂教學演示中,教師無法在講台上將所觀察到的畫麵呈現給學生;另一方麵,學生分組操作顯微鏡 時,教師很難對二十幾組（目前有的學校已增致五十幾組）的學生分別指導.因此對作為(wei) 中學生物實驗中的主要儀(yi) 器——生物顯微鏡的優(you) 化問題就擺在了我們(men) 麵前.而對生物顯微鏡 的"電化",又是實現優(you) 化的zui隹選擇.由此而引發的實驗範圍的拓寬,更叫人欣喜.

一．電化的過程    

     1．了解微型攝像頭的技術指標    目前市場上所能購到的微型攝像頭有CCD係列和MOC係列,就綜合性能而言,CCD微型攝像頭比較適宜.其主要理由是CCD頭具有以下特征:
     <1> 高靈敏度  CCD的像感靈敏度較高,除了對可見光靈敏外, 對紅外光（波長範圍0.4－1.1微米）也靈敏.經適當措施後的CCD可直接用於(yu) X射線的探測. 在可見光低照度（0.1勒克斯）的情況下也能攝像.
     <2> 抗輻射性  X射線對矽器件的輻射不會(hui) 產(chan) 生象高能粒子和γ射線那樣破壞其晶格而難於(yu) 恢複的損傷(shang) .即使在輻射能量較大時（約為(wei) 5－20KeV）也僅(jin) 表現為(wei) 暗電流的增加, 且可以通過紫外線照射或簡單加熱退火後恢複正常. 因此在X射線下工作的CCD具有抗輻射和壽命長的優(you) 點.
     <3> 體(ti) 積小    市售成品CCD頭的體(ti) 積很小.筆者采用的CCD頭重為(wei) 40克、 長44寬55高23（毫米）.還有比這更小更輕的成品.
     <4> 中國製式    輸出視頻製式為(wei) PAL的中國製式. 適合接駁能看國內(nei) 電視節目的所有電視機

 2.  製作要點    將微型攝像頭與(yu) 普通生物顯微鏡 經適當連接,是進行'電化'的關(guan) 鍵.具體(ti) 製作的方法如下:
     <1>.  將學生顯微鏡目鏡筒,以逆時針的方向小心旋下;
     <2>.  用內(nei) 徑與(yu) 目鏡的外徑相當的塑料圈填入物鏡筒內(nei) ,塑料圈的外徑的大小應適宜,並鑽有與(yu) CCD頭相固定的螺絲(si) 孔.
     <3>.  在塑料圈外端安裝CCD頭時,應細心調整,使鏡筒軸線與(yu) CCD頭廣角鏡的軸線相重合.

  二．電化的目標   所謂"電化",就是把普通生物顯微鏡 改造成與(yu) 現有電教設備終端（如電視機等）有機結合的圖像信號源,即通過把電子原器件嫁接到普通生物顯微鏡上,實現把普通生物顯微鏡所能觀察到的內(nei) 容,轉換成電視機或投影電視機的畫麵呈現給學生的過程.目前在電子市場上流行的用於(yu) 電子監控的各類微型攝像頭,就是我們(men) 用來嫁接的原料 ,而已普及於(yu) 普通教室的電視機和多媒體(ti) 教室的投影機就是微型攝像頭呈現畫麵的現存終端.

  三．'電化'後的收獲  經過上述'電化'後的普通生物顯微鏡,不僅(jin) 保留原有的各種放大率,而且又增加了CCD頭所*的對可見光和非可見光以及X光均能靈敏感像的特性.因此,它不僅(jin) 為(wei) 生物顯微實驗的創新帶來了新思路,,而且為(wei) 拓展物理實驗的空間、實現儀(yi) 器跨學科的綜合應用開辟了廣闊的前景.
    <1>    生物實驗的優(you) 化  對於(yu) 涉及生物顯微演示實驗,'電化'後的顯微鏡所產(chan) 生的效果是顯而易見的.原先在講台上教師難以從(cong) 顯微鏡中拿出的切片內(nei) 容,現在可以通過電視機或投影機變成放大了的清晰畫麵呈現給全體(ti) 同學,實現了既方便操作調節又能師生共享畫麵的目標.對於(yu) 一向令教師心煩的顯微鏡分組學生實驗,當在講台上擺上一台'電化'後的生物顯微鏡 ,教師可以通過對它各個(ge) 構件的操作配合電視畫麵的變化來指導每一組學生的實驗.這樣的'邊講邊實驗',使學生較快地掌握顯微鏡操作的要領,也避免了因誤操作而損壞裝片的現象發生.事實已經表明顯微鏡的'電化',對生物實驗教學的促進提高是功不可抹.
    <2>    物理實驗的拓寬  從(cong) 整個(ge) 中學物理實驗的儀(yi) 器配備來看,僅(jin) 在'布朗運動'演示實驗中用到生物顯微鏡.但由於(yu) '電化'前的生物顯微鏡隻能個(ge) 體(ti) 觀察,不能師生共享裝片內(nei) 容,因此絕大多數教師棄之不用,以摸擬的布朗運動實驗器來取代.作為(wei) 生物實驗專(zhuan) 門配置的顯微鏡,很難在物理實驗中發揮作用.然而經'電化'而成的生物顯微鏡,卻成了物理實驗的新秀.它不僅(jin) 把'布朗運動實驗'從(cong) 不得意而為(wei) 之的'摸擬演示'拉回到由大屏幕顯示的'真實演示',師生可以在電視畫麵中領略到真真的'布朗運動';利用它對紅外光靈敏的像感特征而設計的'紅外泊鬆亮斑'演示實驗裝置,把實驗間距從(cong) 弧光的7公裏、氦氖激光的6--8米縮短到紅外光的1.2米,從(cong) 而不僅(jin) 實現了可以在講台上演示的目標,也避免了弧光或激光可能給學生帶來的傷(shang) 害;通過紅外發射管的點亮與(yu) 遙控器的動作在'電化'後的顯微鏡終端顯像狀態的比較,又可以用來演示說明紅外遙控器的工作原理;如果把周圍遠處被觀察物的光線通過一根可彎曲的光導纖維的引導進入顯微鏡攝光口,那麽(me) 演示醫用胃鏡的光纖應用實驗裝置,就十分簡潔地展示在學生麵前;利用CCD頭在低照度下對X線激發的屏光圖簡接攝像的原理,隻要在顯微鏡鏡頭處做一個(ge) 帶有螢光屏的暗盒,入射光源改成X射線,我們(men) 以可以解決(jue) X射線實驗中的安全和可見度的兩(liang) 大難題.……可見電化後的生物顯微鏡已不僅(jin) 僅(jin) 是生物實驗中的主角,也成拓寬物理實驗的'功臣'.