相衬显微镜是一种特殊的显微镜，特别适用于观察具有很高透明度的对象，例如生物切片、油膜和位相光栅等等。光波通过这些物体，往往只改变入射光波的位相而不改变入射光波的增幅，由于人眼及所有能量检测器只能辨别光波强度上的差别，也即振幅上的差别，而不能辨别位相的变化，因此用普通显微镜是难以观察到这些物体的。
透明度很高的物体，也称为位相物体。相衬法（也叫位相反衬法）是通过空间滤波器将物体的位相信息转换为相应的振幅信息，从而大大提高透明物体的可分辨性，所以从这个意义上说，相衬法是一种光学信息处理方法，而且是最早的信息处理的成果之一，因此在光学的发展史上具有重要意义。1935年泽尔尼克根据阿贝成像原理，首先提出位相反衬法，由改变频谱的位相以改善透明物体成像的反衬度，1953年泽尔尼克因此获诺贝尔物理学奖。这是诺贝尔物理学奖中少数几项与光学有关的奖项之一。
实际的做法可以是，在玻璃基片的中心处加一滴液体，液滴的光程引起一定的相移，这样就形成了一块位相板，将这块位相板放置在显微镜的后焦面上，当作一个空间滤波器。在相干光的照射下，像面上出现与物的位相信息相关的图像。像面上的强度分布与样品位相成线性关系，也就是说，样品的位相分布调制了像面上的光强。
泽尔尼克1888年7月16日出生于荷兰阿姆斯特丹一个数学教师的家庭里。他父母都是数学教师。父亲当过小学校长，编过数学教材，以注重教学法闻名。泽尔尼克的几位兄妹都是大学教授和文化界著名人士。
泽尔尼克从他父亲那里继承了对物理学的爱好。他小时候就有自己的实验器材库。由于偏爱科学课程，希腊文和拉丁文往往考不及格。在学生时代他把大量时间投入实验，特别是彩色照像术。由于经费有限，他不得不自己备制彩色摄影所需的酒精。他还靠自己的智慧自制了一台照像机和小型天文观测器，配上旧唱机中的发条，竟可用于拍摄彗星照片。他还和其父母一起解过许多数学难题。
1905年泽尔尼克进入阿姆斯特丹大学，主修化学，辅修数学和物理。1908年曾获数学金奖。据说，颁奖前人们问他，愿意拿金质奖章还是要奖金，他回答说：“愿意要钱。”因为他已经享受过获得金质奖章的殊荣。1915年泽尔尼克以应用吉布斯统计力学获博士学位。以后他在这个领域与人合作继续开展研究。
1913年泽尔尼克接受格丁根大学天文学教授卡普顿（kapteyn）的邀请当其助手。1915年任格丁根大学讲师，主讲数学物理，1920年升为正教授。他在统计物理学方面有广泛论著。在实验方面则以灵敏电流计的设计著称，后来这种灵敏电流计被厂家大批生产，得到广泛应用。1930年他回到光学研究，写了关于凹面光栅的像差和空间相干等论著。1938年—1948年他和他的学生们合作，研究透镜像差对衍射花样的影响。
相衬法不是在使用显微镜的过程中发现的，而是泽尔尼克在工作于别的光学领域时发现的。这要从1920年泽尔尼克对衍射光栅产生兴趣时说起。这种反射式光栅是由平面或凹面镜片构成，镜片表面上刻有大量等距的刻痕。刻痕位置稍有差错，就会明显影响光栅的光学效果。刻机周期性重复出现的误差，使光程差发生相应的变化，观察者在观察镜面时，就会看到镜面似乎变得起伏不平。光栅表面细致的刻线直接用肉眼是看不见的，看到的只是在镜面上出现相隔较宽的粗线。用这样的光栅所形成的光谱，往往在每根强度谱线两侧伴随有一系列杂乱的弱线，这就叫“罗兰鬼线”。一块完善的光栅，像手掌那么大，拿在手里，在均匀照明之下，看上去色彩丰富，斑斓绚丽，展现出可见光谱里的各种颜色。可是，实际上有的光栅看上去却是“伤痕”遍布，在彩带上叠加了一条条粗线。1902年阿伦（h.s.allen）曾宣称，这些粗线不是真实的，乃是主要谱线与其鬼线互相干涉抵消的结果。