图片放大会失真，显微镜成像就不会，显微镜的放大原理是什么？

当我们想要细致观察一张图片的某处细节时，我们会将这张图片放大，然而可放大的比例是有极限的，一旦超过了这个极限，图片就会变得模糊、失真。

然而同样是放大，显微镜下的放大成像就不会出现模糊和失真的问题，即便是将物体放大数千倍、数万倍，都是一样的清晰，这是为什么呢？先来说说普通的图片为什么会失真吧，我们现在所说的普通图片指的就是在电脑和手机等电子设备上所看到的图片，这些图片本质上是由一个个像素点所组成的。在电脑上查看一张图片的信息时，有一项信息非常重要，那就是图片的像素，它表示了这张图片是由多少个像素点所组成的。

假设一张图片的像素为1800X1000，那么就代表了这张图片每一行由1800个像素点所组成，一共有1000行。

在正常尺寸之下，我们是看不到这些像素点的，但如果我们将图片不断放大，这些像素点就会显现出来，于是图片就会变得模糊、失真。这就导致了一个问题，那就是图片的应用范围受限，比如我们绘制了一个企业LOGO，当该企业想要将这个LOGO应用于大型宣传海报，图片就会因放大而模糊、失真，所以这些特殊的图像就要通过特殊的软件来绘制出“矢量图”。矢量图并不是真正意义上的图片，它是通过直线和曲线来描述一个具体的图形，这些直线和曲线全部是通过数学公式计算获得的，所以可以将其转化为任意大小的图片，而不会出现失真的问题。

矢量图虽然可以解决失真的问题，但本质上它并不是真正的图像，而是一些数学公式，但显微镜就不同了，它是实实在在地放大了物体的影响，却仍旧不会出现模糊和失真的问题，这是为什么呢？

其实道理很简单，显微镜下所看到的图像并不是由像素点所组成的，它是对物体真实信息的反映，而物体的真实信息是客观存在的，所以不存在“失真”的概念。这听起来有些难懂？那就让我们来了解一下显微镜是如何成像的吧。最早出现的显微镜就是光学显微镜，它的放大原理很简单，就是依靠凸透镜。

通过凸透镜的光学效应，可以放大物体的影像，但一块凸透镜再怎么“凸”，想要将生物细胞放大到可见的程度，也是办不到的，不过没关系，一块不行，就用两块。

光学显微镜主要由两个镜片组成，一个是物镜，一个是目镜，两块镜片都拥有倍数，于是乘法的魅力在这里就体现了出来。比如一台显微镜的目镜放大倍数为10倍，而物镜的放大倍数为20倍，那么10乘以20，这台显微镜的放大倍数就是200倍。所以要提高一台显微镜的放大倍数，只需要分别提高它的目镜倍数和物镜倍数就可以了。不过，光学显微镜所放大的影像虽然不会模糊失真，但也不能无限放大。

光学显微镜利用的是可见光，而可见光的波长是有限的，受此制约，光学显微镜最多能够将物体的影像放大2000倍，所以使用光学显微镜来观察生物的细胞是没有问题的，但如果想要窥探更加微观的世界，它就无能为力了。

为了能够看到比细胞更小的物质，于是人类又发明了电子显微镜。电子显微镜要比光学显微镜大得多，它通常由镜筒、真空装置和电源柜三部分组成。电子显微镜所使用的是磁透镜，它并不是真正意义上的透镜，它是通过电场或磁场使电子轨迹向轴线弯曲形成聚焦，也就是说电子显微镜的放大原理不依靠于可见光，而是用电子束代替了可见光，用磁场替代了光学透镜。

由于摆脱了可见光的束缚，所以电子显微镜的放大倍数比光学显微镜提高了1000多倍，也就是说它的放大倍数可以达到数百万倍，在电子显微镜下，细胞核内的DNA将无所遁形。

不过，DNA也只是一种大分子物质，并非物质的最微观形态，我们希望能够亲眼看到单个的原子，于是一种更加强大的显微镜出现了，那就是“扫描隧道显微镜”。扫描隧道显微镜是当今世界上放大能力最强的显微镜，它利用了量子理论中的隧道效应。扫描隧道显微镜的放大倍数超过了3亿倍，所以通过这台庞大的仪器，科学家们甚至可以观察和定位单个原子。

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