(4)目鏡 目鏡的作用是把物鏡放大了的實(shí)像再放大一次,并把物像映入觀察者的眼中,。目鏡的結(jié)構(gòu)較物鏡簡單,,的目鏡通常由兩塊透鏡組成,上端的一塊透鏡稱“接目鏡”,,下端的透鏡稱“場鏡”,。上下透鏡之間或在兩個(gè)透鏡的下方,,裝有由金屬制的環(huán)狀光闌或叫“視場光闌”,物鏡放大后的中間像就落在視場光闌平面處,,所以其上可安置目鏡測微尺,。 常用的目鏡為惠更斯目鏡(Huygens eyepiece),如要進(jìn)行研究用時(shí),,一般選用性能更好的目鏡,,如補(bǔ)償目鏡(K)、平場目鏡(P),、廣視場目鏡(WF),。照相時(shí)選用照相目鏡(NFK)。
(二)光學(xué)顯微鏡的成像原理
顯微鏡的放大是通過透鏡來完成的,,單透鏡成像具有像差,,影響像質(zhì)。由單透鏡組合而成的透鏡組相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡,,放大作用更好,。圖1—4是顯微鏡的成像原理模式。AB為標(biāo)本
(三)顯微鏡的性能
顯微鏡分辨能力的高低決定于光學(xué)系統(tǒng)的各種條件,。被觀察的物體必須放大率高,,而且清晰,物體放大后,,能否呈現(xiàn)清晰的細(xì)微結(jié)構(gòu),,首先取決于物鏡的性能,其次為目鏡和聚光鏡的性能,。
1,、數(shù)值孔徑 也叫做鏡口率(或開口率),簡寫為N.A,,在物鏡和聚光器上都標(biāo)有它們的數(shù)值孔徑,,數(shù)值孔徑是物鏡和聚光器的主要參數(shù),也是判斷它們性能的zui重要指標(biāo),。數(shù)值孔徑和顯微鏡的各種性能有密切的關(guān)系,,它與顯微鏡的分辨力成正比,與焦深成反比,,與鏡象亮度的平方根成正比,。
數(shù)值孔徑可用下式表示:
式中:
n—物鏡與標(biāo)本之間的介質(zhì)析射率
α—物鏡的鏡口角
所謂鏡口角是指從物鏡光軸上的物點(diǎn)發(fā)出的光線與物鏡前透鏡有效直徑的邊緣所張的角度,見圖1—5,。
鏡口角α總是小于180°,。因?yàn)榭諝獾恼凵渎蕿?,所以干燥物鏡的數(shù)值孔徑總是小于1,,一般為0.05—0.95,;油浸物鏡如用香柏油(折射率為1.515)浸沒,,則數(shù)值孔徑zui大可接近1.5。雖然理論上數(shù)值孔徑的極限等于所用浸沒介質(zhì)的折射率,,但實(shí)際上從透鏡的制造技術(shù)看,,是不可能達(dá)到這一極限的。通常在實(shí)用范圍內(nèi),,油浸物鏡的zui大數(shù)值孔徑是1.4,。
幾種物質(zhì)的介質(zhì)的折射率如下:
空氣為1.0,水為1.33,,玻璃為1.5,,甘油為1.47,香柏油為1.52,。
介質(zhì)折射率對(duì)物鏡光線通路的影響見圖1—6,。
2、分辨力
D可用下式表示:
D=λ/2N.A.
可見光的波長為0.4—0.7微米,,平均波長為0.55微米,。若用數(shù)值孔為0.65的物鏡,則D=0.55微米/2×0.65=0.42微米,。這表示被檢物體在0.42微米以上時(shí)可被觀察到,若小于0.42微米就不能視見,。如果使用數(shù)值孔徑為1.25的物鏡,,則D=2.20微米。凡被檢物體長度大于這個(gè)數(shù)值,,均能視見,。由此可見,D值愈小,,分辨力愈高,,物象愈清楚。根據(jù)上式,,可通過:(1)減低波長,;(2)增大折射率;(3)加大鏡口角來提高分辨力,。紫外線作光源的顯微鏡和電子顯微鏡就是利用短光波來提高分辨力以檢視較小的物體的,。物鏡分辨力的高低與造象是否清楚有密切的關(guān)系。目鏡沒有這種性能,。目鏡只放大物鏡所造的象,。
3、放大率:
顯微鏡放大物體,,首先經(jīng)過物鏡*次放大造象,,目鏡在明視距離造成第二次放大象,。放大率就是zui后的象和原物體兩者體積大小之比例。因此,,顯微鏡的放大率(V)等于物鏡放大率(V1)和目鏡放大率(V2)的乘積,,即:
V=V1×V2
比較的計(jì)算方法,可從下列公式求得
F1=接物鏡焦距,,F(xiàn)2=接目鏡焦距 △=光學(xué)筒長,,D=明視距離(=250毫米)
△ | =接物鏡的放大倍數(shù) | D | =接目鏡放大倍數(shù) | M=顯微鏡放大倍數(shù) |
F1 | F2 |
設(shè)△=160毫米 F1=4毫米 D=250毫米 F2=150毫米
則M= | △ | × | D | = | 160 | × | 250 | =40×16.7=668倍 |
F1 | F2 | 4 | 15 |
4、焦深:在顯微鏡下觀察一個(gè)標(biāo)本時(shí),,焦點(diǎn)對(duì)在某一象面時(shí),,物象zui清晰,這象面為目的面,。在視野內(nèi)除目的面外,,還能在目的面的上面和下面看見模糊的物象,這兩個(gè)面之間的距離稱為焦深,。物鏡的焦深和數(shù)值孔徑及放大率成反比:即數(shù)值孔徑和放大率愈大,,焦深愈小。因此調(diào)節(jié)油鏡比調(diào)節(jié)低倍鏡要更加仔細(xì),,否則容易使物象滑過而找不到,。
二、顯微鏡的使用操作及注意事項(xiàng)
顯微鏡結(jié)構(gòu)精密,,使用時(shí)必須細(xì)心,,要按下述操作步驟進(jìn)行。
(一)觀察前的準(zhǔn)備
1,、顯微鏡從顯微鏡柜或鏡箱內(nèi)拿出時(shí),,要用右手緊握鏡臂,左手托住鏡座,,平穩(wěn)地將顯微鏡搬運(yùn)到實(shí)驗(yàn)桌上,。
2、將顯微鏡放在自己身體的左前方,,離桌子邊緣約10cm左右,,右側(cè)可放記錄本或繪圖紙。
3,、調(diào)節(jié)光照 不帶光源的顯微鏡,,可利用燈光或自然光通過反光鏡來調(diào)節(jié)光照,但不能用直射陽光,,直射陽光會(huì)影響物像的清晰并刺激眼睛,。
將10×物鏡轉(zhuǎn)入光孔,將聚光器上的虹彩光圈打開到zui大位置,,用左眼觀察目鏡中視野的亮度,,轉(zhuǎn)動(dòng)反光鏡,,使視野的光照達(dá)到zui明亮zui均勻?yàn)橹埂9饩€較強(qiáng)時(shí),,用平面反光鏡,,光線較弱時(shí),用凹面反光鏡,。自帶光源的顯微鏡,,可通過調(diào)節(jié)電流旋鈕來調(diào)節(jié)光照強(qiáng)弱。
4,、調(diào)節(jié)光軸中心 顯微鏡在觀察時(shí),,其光學(xué)系統(tǒng)中的光源、聚光器,、物鏡和目鏡的光軸及光闌的中心必須跟顯微鏡的光軸同在一直線上,。帶視場光闌的顯微鏡,先將光闌縮小,,用10×物鏡觀察,,在視場內(nèi)可見到視場光闌圓球多邊形的輪廓像,如此像不在視場中央,,可利用聚光器外側(cè)的兩個(gè)調(diào)整旋鈕將其調(diào)到中央,,然后緩慢地將視場光闌打開,能看到光束向視場周緣均勻展開直至視場光闌的輪廓像*與視場邊緣內(nèi)接,,說明光線已經(jīng)合軸,。
(二)低倍鏡觀察 鏡檢任何標(biāo)本都要養(yǎng)成必須先用低倍鏡觀察的習(xí)慣。因?yàn)榈捅剁R視野較大,,易于發(fā)現(xiàn)目標(biāo)和確定檢查的位置,。
將標(biāo)本片放置在載物臺(tái)上,,用標(biāo)本夾夾住,,移動(dòng)推動(dòng)器,使被觀察的標(biāo)本處在物鏡正下方,,轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)節(jié)旋鈕,,使物鏡調(diào)至接近標(biāo)本處,用目鏡觀察并同時(shí)用粗調(diào)節(jié)旋鈕慢慢升起鏡筒(或下降載物臺(tái)),,直至物像出現(xiàn),,再用細(xì)調(diào)節(jié)旋鈕使物像清晰為止。用推動(dòng)器移動(dòng)標(biāo)本片,,找到合適的目的像并將它移到視野中央進(jìn)行觀察,。
(三)高倍鏡觀察 在低倍物鏡觀察的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)換高倍物鏡。較好的顯微鏡,,低倍,、高倍鏡頭是同焦的,,在正常情況下,高倍物鏡的轉(zhuǎn)換不應(yīng)碰到載玻片或其上的蓋玻片,。若使用不同型號(hào)的物鏡,,在轉(zhuǎn)換物鏡時(shí)要從側(cè)面觀察,避免鏡頭與玻片相撞,。然后從目鏡觀察,,調(diào)節(jié)光照,使亮度適中,,緩慢調(diào)節(jié)粗調(diào)節(jié)旋鈕,,使載物臺(tái)上升(或鏡筒下降),直至物像出現(xiàn),,再用細(xì)調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)至物像清晰為止,,找到需觀察的部位,并移至視野中央進(jìn)行觀察,。
(四)油鏡觀察 油浸物鏡的工作距離(指物鏡前透鏡的表面到被檢物體之間的距離)很短,,一般在0.2mm以內(nèi),再加上一般光學(xué)顯微鏡的油浸物鏡沒有“彈簧裝置”,,因此使用油浸物鏡時(shí)要特別細(xì)心,,避免由于“調(diào)焦”不慎而壓碎標(biāo)本片并使物鏡受損。
使用油鏡按下列步驟操作:
1,、先用粗調(diào)節(jié)旋鈕將鏡筒提升(或?qū)⑤d物臺(tái)下降)約2cm,,并將高倍鏡轉(zhuǎn)出。
2,、在玻片標(biāo)本的鏡檢部位滴上一滴香柏油,。
3、從側(cè)面注視,,用粗調(diào)節(jié)旋鈕將載物臺(tái)緩緩地上升,,(或鏡筒下降),使油浸物鏡浸入香柏油中,,使鏡頭幾乎與標(biāo)本接觸,。
4、從接目鏡內(nèi)觀察,,放大視場光闌及聚光鏡上的虹彩光圈(帶視場光闌油鏡開大視場光闌),,上調(diào)聚光器,使光線充分照明,。用粗調(diào)節(jié)旋鈕將載物臺(tái)徐徐下降(或鏡筒上升),,當(dāng)出現(xiàn)物像一閃后改用細(xì)調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)至zui清晰為止。如油鏡已離開油面而仍未見到物象,必須再從側(cè)面觀察,,重復(fù)上述操作,。
5、觀察完畢,,下降載物臺(tái),,將油鏡頭轉(zhuǎn)出,先用擦鏡紙擦去鏡頭上的油,,再用擦鏡紙蘸少許乙醚酒精混合液(乙醚2份,,純酒精3份)或二甲苯,擦去鏡頭上殘留油跡,,zui后再用擦鏡紙擦拭2—3下即可,,(注意向一個(gè)方向擦拭)。
6,、將各部分還原,,轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡轉(zhuǎn)換器,使物鏡頭不與載物臺(tái)通光孔相對(duì),,而是成八字形位置,,再將鏡筒下降至zui低,降下聚光器,,反光鏡與聚光器垂直,,用一個(gè)干凈手帕將接目鏡罩好,以免目鏡頭沾污灰塵,。zui后用柔軟紗布清潔載物臺(tái)等機(jī)械部分,,然后將顯微鏡放回柜內(nèi)或鏡箱中。