金相顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)主要由物鏡,、目鏡組成,;照明系統(tǒng)由光源、光欄及濾色片等組成,。
照明系統(tǒng)已經(jīng)介紹過,,本篇文章主要介紹物鏡的主要特征
物鏡的主要特征:
(1)物鏡的放大率
物鏡的放大率用Mo表示
MO=A′B′/ AB =fm/fo(5-12)
式中:fo物鏡的焦距;fm為鏡筒透鏡焦距,。
物鏡所成的像為實(shí)像,、倒立,。
生物顯微鏡的物鏡常用的放大率為:4×;10×,;40×,;63×;100×(油),。
金相顯微鏡物鏡常用的放大率為:5×,,10×,20×,,50×,,100×。除此之外根據(jù)樣品觀察的需要,,對于低倍的要求,,可以配1.25×、1.6×,、2.5×物鏡,。對于更高倍的要求,可以配150×,、250×的物鏡,,但由于一般無限遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)的金相顯微鏡,可以通過改變鏡筒透鏡的焦距來實(shí)現(xiàn)物鏡放大率的改變,,有些使用者要求顯微鏡配置1×,、1.5×、2×的中間變倍器,,而不是選擇100×以上的物鏡,。
(2) 物鏡的數(shù)值孔徑
物體一點(diǎn)所發(fā)出的光線中,通過系統(tǒng)光闌最外側(cè)光線的入射角叫孔徑角u,,該角的正弦值sinu和介質(zhì)折射率n乘積為數(shù)值孔徑,,用N·A表示,見圖
N·A= n*sin a/2
式中:n為物鏡與試樣之間的介質(zhì)折射率,。在干燥空氣中n=1,。在油浸系統(tǒng)香柏油中n=1.515,;甘油中n=1.473,;水中n=1.333。
數(shù)值孔徑表示物鏡的聚光能力,,增大聚光能力,,可提高物鏡的鑒別率。
數(shù)值孔徑(NA.)是物鏡的物理特性
數(shù)值孔徑兩個要素:物鏡的直徑(D),,工作距離(WD)
不同數(shù)值孔徑的分辨率:
(3)物鏡的景深
景深又稱焦點(diǎn)深度,,簡稱焦深,,表示物鏡對于高低不平物體能清晰成像的能力。
數(shù)值孔徑越大,,景深越小
分辨率越高,,景深越小
被觀察物體周圍介質(zhì)的折射率加大,可增大景深
(4)物鏡的分辨率
分辨率是物鏡能將兩個物點(diǎn)清晰分辨的最大能力,用兩個物點(diǎn)能清晰分辨的最小距離d的倒數(shù)表示,。物體通過光學(xué)儀器成像時,,每一物點(diǎn)對應(yīng)有一像點(diǎn),但由于光的衍射,,物點(diǎn)的像不再是個幾何點(diǎn),,而是不一定大小的衍射亮斑??拷膬蓚€物點(diǎn)所形成兩個亮斑,,如果互相重疊則使兩個物點(diǎn)分辨不清,從而限制了光學(xué)系統(tǒng)的分辨率,。顯然,,像面上衍射圖像亮斑半徑愈大,系統(tǒng)的分辨率則越小,。下圖中A1’A2’為物點(diǎn)A1A2的衍射圖像,,呈同心環(huán)狀,中心的光線強(qiáng)度最大,,衍射環(huán)的光線強(qiáng)度隨環(huán)的直徑增大而逐漸減弱,。
(5)物鏡的工作距離
物鏡的工作距離是指物鏡第一個表面到被觀察物體之間的距離。
物鏡的工作距離與物鏡數(shù)值孔徑有關(guān),,物鏡倍率越高,,數(shù)值孔徑越大,工作距離就越小,。
一般高倍率大孔徑的高級物鏡,,其工作距離在0.2 mm左右,為了避免由于操作不當(dāng)而產(chǎn)生物鏡與試樣表面的碰撞致使物鏡受損壞,,高倍物鏡及油鏡殼體內(nèi)裝有彈簧裝置,,以便物鏡受壓時能順利地退縮,使物鏡和試樣得到保護(hù),。
經(jīng)驗(yàn)總結(jié):
數(shù)值孔徑(NA.)正比于分辨率
數(shù)值孔徑(NA.)與景深DOF成反比
數(shù)值孔徑(NA.)與工作距離成反比
放大率增大,,數(shù)值孔徑(NA.)增大,但非線性
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