教學儀器廠家用樂高積木也能做出顯微鏡？可用

　

還記得小時候在學校里使用的顯微鏡嗎？現在你可以用樂高積木 DIY 一個出來。

這十分符合現在的「節儉科學」的趨勢：使用廉價的消費級硬件和開源軟件來構建低成本的科學儀器。DIY 儀器非常適合用于教學。

▲用紙片做成的顯微鏡——Foldscope，圖片來自：MoMA

在教學活動中，學生們接觸最多的儀器，往往就是顯微鏡。

哥廷根大學的蒂莫·貝茨（Timo Betz）認為，顯微鏡是必不可少的科學儀器，但由于儀器的成本和脆弱性，它們在教室中的使用受到了極大的限制，特別是在疫情期間。因此，他們決定用樂高積木搭建一個更便宜的顯微鏡。

貝茨的靈感來自于加州大學舊金山分校的研究生哈里森·劉（Harrison Liu）等人于 2013 年做出的樂高顯微鏡——LegoScope。但 LegoScope 實際上并不能算一個「低成本的」顯微鏡，它仍需要用到定制的 3D 打印部件。

▲LegoScope，圖片來自：Synapse

而貝茨等人的樂高顯微鏡則有所不同。他們的顯微鏡中，只有兩個部件不是樂高積木——高倍物鏡與低倍物鏡。他們將 iPhone 5 的相機模塊中的塑料鏡片用作高倍物鏡，低倍物鏡則是一枚玻璃透鏡。

「從相機模組中小心地分離出鏡片后，我們用透明膠帶將它連接到了樂高積木上。」貝茨在論文中寫到。

▲蒂莫·貝茨，圖片來自：Ars Technica

對于照明，他們使用了一種集成了 LED 的特殊樂高積木，另外他們還將一張薄紙放置在 LED 與樣品之間，作用類似于攝影燈上的柔光燈罩。

你可能會好奇，用樂高積木來做顯微鏡，最難完成的是哪一部分呢？答案可能會是：物鏡支架。

經過一番研究，貝茨和他的同事將齒條與蝸桿組合在一起，使得用戶可以調整焦距。

「雖然物鏡支架是顯微鏡的所有單個部件中最小的，但它對于結構的強度和穩定性的要求卻是最高的。」貝茨說道，「因此，這部分的搭建應該由更年長的、更有經驗的孩子來完成，至少要有成年人的陪同，以防止在搭建顯微鏡的早期階段就出現錯誤。」

完成顯微鏡的設計后，貝茨在一組 9 至 13 歲的兒童的幫助下測試了他們的 DIY 顯微鏡。

他們一起搭建了顯微鏡并進行了一些實驗。這個 DIY 顯微鏡很好地幫助了這群小朋友探索微觀世界，并且讓他們了解了顯微鏡的工作原理。

「對科學的了解不僅有助于進行決策，還可以為日常生活帶來許多好處，例如培養解決問題的思維和能力。」貝茨說。