顯微鏡
最早的顯微鏡,是由一個叫詹森的眼鏡製造匠人於1590年前後發明的。它的結構很簡單,是由一個凹鏡和一個凸鏡做成的。雖說他是發明顯微鏡的第一人,他本人卻並沒有認識到顯微鏡的真正價值。
事隔90多年後,一個叫列文虎克的荷蘭人,又研製出一架顯微鏡,還第一次用它進行科學研究試驗,成了現代顯微技術的先驅。1632年,列文虎克生於荷蘭的德爾夫特市。他從小沒有念過多少書,也沒接受過正規的科學訓練,成年後在阿姆斯特丹一家布店當店員。但他是一個對新奇事物充滿強烈興趣的人。一次,他從朋友那裡聽說有家眼鏡店可以磨製放大鏡,用放大鏡可以把肉眼看不清的東西看得很清楚。他對這個神奇的放大鏡充滿了好奇心,但又因為價格太高而買不起。於是,他經常出入這家眼鏡店,認真觀察磨製鏡片的工作,暗自學習磨製鏡片的技術。
俗話說:功夫不負有心人。1665年,列文虎克終於製成了一塊直徑只有0.3釐米的小透鏡,還給它做了一個架子,把這塊小透鏡鑲在架子上,又在透鏡下邊裝了一塊銅板,上面鑽了一個小孔,使光線從這裡射進來而反射出所觀察的東西。這樣,列文虎克的第一臺顯微鏡就研製成功了。
列文虎克並沒有就此止步,他繼續下功夫改進顯微鏡,進一步提高性能,以便更好地去觀察了解神秘的微觀世界。為此,他辭退了工作,專心致志地研製顯微鏡。幾年後,他終於制出了能把物體放大300倍的顯微鏡1675年的一個雨天,列文虎克從院子裡舀了一杯雨水,然後用顯微鏡仔細觀察。他發現水滴中有許多奇形怪狀的小生物在蠕動,而且數量多得驚人。用他的話說,在一滴雨水中,這些小生物要比全荷蘭的人數還多出許多倍。以後,列文虎克又用顯微鏡發現了紅血球和酵母菌。一個個微小的世界,在他的顯微鏡底下被打開了。
作為世界上第一個微生物世界的發現者,1680年,英國皇家學會選舉列文虎克為會員。不久,他又當選為法國科學院院士。20世紀以來,現代顯微技術高速發展,紫外線顯微鏡、電子顯微鏡透射式電子顯微鏡、掃描式電子顯微鏡、掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡相繼問世,大大擴展了人類對微觀世界的認識。
經緯儀
在16世紀的歐洲,測量技術得到了空前的發展。人們希望有一種新的計算土地的距離和面積的方法,一些新的儀器於是紛紛出現。有的是天文學家們發明的儀器的簡化,有的是由若干種儀器結合而成的,可它們過於複雜而且難以操作,因而大多數也就很快被淘汰了,幾乎只有經緯儀得以存留下來。
經緯儀,是用來測量遠處的物體的方位角和仰角的一種儀器。它把中世紀佔星家的幾何象限,與建築家們為製圖而採用的水平刻度盤結合了起來。這種安有羅盤的刻度盤,在1510年前後用來測繪羅馬的地圖。它是個水平的盤,上面有一根中心柱,柱上有一個垂直的有刻度的半圓,半圓上有兩個插入的影矩尺。在1512年的一本普及讀物中,有一幅這種儀器的木刻插圖,稱之為 polimetrum,它就是現在能見到的最早的經緯儀插圖。
1571年,德國的迪格斯出版了《儀器》一書,書中有關於經緯儀的最早的文字描述,「經緯儀」這個名稱也最早出現於這本書。不過,他只把水平刻度盤稱為經緯儀,因而與 polimetrum這種經緯儀不同。
至今還有兩臺伊莉莎白時代的經緯儀保存下來,較早的一臺是一個叫科爾的人於1574年製作的。特別值得一提的是,德國的哈貝梅爾斯家族是一個儀器製造世家,16~18世紀流行的很多經緯儀就出自這個家族之手。不過,在很長的一個時期裡,搞測量的人,仍然習慣用那些分離的儀器。
1730年前後,一個叫西桑的人,製作出最早的有望遠鏡的經緯儀。他還用泡水平儀取代了鉛垂線,製造了有齒邊的垂直度盤,使它能用一個齒輪來轉動。消色差透鏡的發明,使望遠鏡的長度大大縮短,很容易安裝在可攜式的儀器上。1787年,拉姆斯登為英國軍械署製作了大型經緯儀,增添了顯微鏡和測微計,從而使近現代經緯儀大體定型。
氣壓計
氣壓計是由伽利略的學生託裡切利於17世紀發明的。1643年,託裡切利和他的同事維亞尼,在一根長約0.9米的一端封閉的管子裡,灌進一些水銀,用大拇指按住頂端;然後把它倒過來,把管口浸入一個裝有水銀的盤子裡。當他把大拇指拿開,管子裡的水銀就下降,在水銀的頂端,形成了六英寸長的一段真空,後人稱為「託裡切利真空」。
託裡切利解釋說,空氣的壓力向下壓盤中的水銀,把管內水銀託住,使水銀柱的重量,恰好與氣壓產生的上託力平衡為止,水銀柱的高度表示大氣壓力的大小。依據這個認識,他製成了第一個氣壓計。這就是今天用來量度大氣壓力的裝置。
後來,他的這個看法,為帕斯卡爾所證實。他把託裡切利的氣壓計帶到山頂上去。在他爬山時,水銀柱就慢慢下降。越向上爬,空氣就越稀薄,氣壓計受到的大氣壓力就越小。託裡切利和維亞尼,還注意到水銀柱的高度每天略有變化。不久,他們又發現氣壓低,往往表示天氣不穩定,要不就是快有暴風雨了。依據他們的這個發現,早在1649年,有些國家作系統的氣象觀察,而氣壓計提供很有用的資料,成了不可缺少的重要工具。
1843年,法國人維迪設計成第一個非水銀氣壓計。它有一個扁平的金屬盒,盒內空氣自然要完全抽出來。現在家用的,就是這種小巧堅固的無液氣壓計。