透明活细胞的隐形衣破解术：泽尔尼克与相差显微镜的环形相板
1942 年 7月1日 · 相差物镜环形相板（Phase Plate）与聚光镜环形光阑（Annular Diaphragm）
你知道吗？
生命在死后被染得花花绿绿，但在活着时却纯净透明；物理学家用一片巧妙镀膜的玻璃环，给无色光波踩下了一脚刹车，让活细胞不再隐形。
在相差显微镜问世前，生物学家若想观察细胞内部结构，唯有将细胞杀死、固定并涂上浓重染料。活细胞几乎是完全透明的“相位物体”——可见光穿过无色细胞质和水时振幅几乎不衰减，仅因细胞器微弱的折射率差异产生肉眼无法识别的波峰微小延迟（相位差）。
1930年代初，荷兰物理学家弗里茨·泽尔尼克（Frits Zernike）在研究望远镜凹面镜瑕疵时敏锐察觉到光干涉的妙用。他巧妙地在显微物镜的后焦平面上置入一块涂有金属吸收膜与介质厚度差的“环形相板（Phase Plate）”，配合聚光镜下方的环状光阑，强制将未偏折的背景直射光推进或滞后四分之一波长（90度相位延迟），同时削减其过强的直射光强。
这样一来，经过样品的微弱衍射光与经相板调相后的背景光发生强烈相消或相长干涉，原本隐形的微小光程差瞬间被放大为明暗清晰的灰度反差，细胞分裂与细胞器蠕动首次在免染色的活态下纤毫毕现。这项让透明细胞“现形”的物理绝技，为泽尔尼克赢得了1953年诺贝尔物理学奖。