光學顯微鏡基礎(chǔ)知識;顯微鏡的光學系統(tǒng)

顯微鏡的光學系統(tǒng)主要包括物鏡,、目鏡,、反光鏡和聚光器四個部件,。廣義的說也包括照明光源,、濾光器,、蓋玻片和載玻片等,。

　?。ㄒ唬?、物鏡

　　物鏡是決定顯微鏡性能的zui重要部件,，安裝在物鏡轉(zhuǎn)換器上，接近被觀察的物體,，故叫做物鏡或接物鏡,。

　　1．物鏡的分類

　　物鏡根據(jù)使用條件的不同可分為干燥物鏡和浸液物鏡；其中浸液物鏡又可分為水浸物鏡和油浸物鏡（常用放大倍數(shù)為90—100倍）,。

　　根據(jù)放大倍數(shù)的不同可分為 低倍物鏡（10倍以下）,、中倍物鏡（20倍左右）高倍物鏡（40—65倍）。

　　根據(jù)像差矯正情況,，分為消色差物鏡（常用,，能矯正光譜中兩種色光的色差的物鏡）和復(fù)色差物鏡（能矯正光譜中三種色光的色差的物鏡，價格貴,，使用少）,。

2、物鏡的主要參數(shù)：

　　物鏡主要參數(shù)包括：放大倍數(shù),、數(shù)值孔徑和工作距離,。

　　①,、放大倍數(shù)是指眼睛看到像的大小與對應(yīng)標本大小的比值,。它指的是長度的比值而不是面積的比值。例：放大倍數(shù)為100×,，指的是長度是1μm的標本,，放大后像的長度是100μm，要是以面積計算,，則放大了10,000倍,。

　　顯微鏡的總放大倍數(shù)等于物鏡和目鏡放大倍數(shù)的乘積,。

　　②,、數(shù)值孔徑也叫鏡口率,，簡寫NA 或A，是物鏡和聚光器的主要參數(shù),，與顯微鏡的分辨力成正比,。干燥物鏡的數(shù)值孔徑為0.05-0.95，油浸物鏡（香柏油）的數(shù)值孔徑為1.25,。

　?、邸⒐ぷ骶嚯x是指當所觀察的標本zui清楚時物鏡的前端透鏡下面到標本的蓋玻片上面的距離,。物鏡的工作距離與物鏡的焦距有關(guān),，物鏡的焦距越長，放大倍數(shù)越低,，其工作距離越長,。例：10倍物鏡上標有10/0.25和160/0.17，其中10為物鏡的放大倍數(shù),；0.25為數(shù)值孔徑,；160為鏡筒長度（單位mm）；0.17為蓋玻片的標準厚度（單位 mm）,。10倍物鏡有效工作距離為6.5mm,，40倍物鏡有效工作距離為0.48mm 。

3,、物鏡的作用是將標本作*次放大,，它是決定顯微鏡性能的zui重要的部件——分辨力的高低。

　　分辨力也叫分辨率或分辨本領(lǐng),。分辨力的大小是用分辨距離（所能分辨開的兩個物點間的zui小距離）的數(shù)值來表示的,。在明視距離（25cm）之處，正常人眼所能看清相距0.073mm的兩個物點,，這個0.073mm的數(shù)值,，即為正常人眼的分辨距離。顯微鏡的分辨距離越小,，即表示它的分辨力越高,，也就是表示它的性能越好。

　　顯微鏡的分辨力的大小由物鏡的分辨力來決定的,，而物鏡的分辨力又是由它的數(shù)值孔徑和照明光線的波長決定的,。

　　當用普通的*照明法（使光線均勻地透過標本的明視照明法）時，顯微鏡的分辨距離為d=0.61λ/NA

　　式中d——物鏡的分辨距離,，單位 nm,。

　　λ——照明光線波長,，單位 nm。

　　NA ——物鏡的數(shù)值孔徑

　　例如油浸物鏡的數(shù)值孔徑為1.25,，可見光波長范圍為400—700nm ,，取其平均波長550 nm，則d=270 nm,，約等于照明光線波長一半,。一般地，用可見光照明的顯微鏡分辨力的極限是0.2μm,。

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因為它靠近觀察者的眼睛,，因此也叫接目鏡。安裝在鏡筒的上端,。

　　1．目鏡的結(jié)構(gòu)

　　通常目鏡由上下兩組透鏡組成,，上面的透鏡叫做接目透鏡，下面的透鏡叫做會聚透鏡或場鏡,。上下透鏡之間或場鏡下面裝有一個光闌（它的大小決定了視場的大?。驗闃吮菊迷诠怅@面上成像,，可在這個光闌上粘一小段毛發(fā)作為指針,，用來指示某個特點的目標。也可在其上面放置目鏡測微尺,，用來測量所觀察標本的大小,。

　　目鏡的長度越短，放大倍數(shù)越大（因目鏡的放大倍數(shù)與目鏡的焦距成反比）,。

　　2．目鏡的作用

　　是將已被物鏡放大的,，分辨清晰的實像進一步放大，達到人眼能容易分辨清楚的程度,。

　　常用目鏡的放大倍數(shù)為5—16倍,。

　　3．目鏡與物鏡的關(guān)系

物鏡已經(jīng)分辨清楚的細微結(jié)構(gòu)，假如沒有經(jīng)過目鏡的再放大,，達不到人眼所能分辨的大小,，那就看不清楚；但物鏡所不能分辨的細微結(jié)構(gòu),，雖然經(jīng)過高倍目鏡的再放大,，也還是看不清楚，所以目鏡只能起放大作用,，不會提高顯微鏡的分辨率,。有時雖然物鏡能分辨開兩個靠得很近的物點,，但由于這兩個物點的像的距離小于眼睛的分辨距離，還是無法看清,。所以,，目鏡和物鏡即相互，又彼此制約,。

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　　聚光器也叫集光器,。位于標本下方的聚光器支架上,。它主要由聚光鏡和可變光闌組成。其中,，聚光鏡可分為明視場聚光鏡（普通顯微鏡配置）和暗視場聚光鏡,。

　　1．光鏡的主要參數(shù)

　　數(shù)值孔徑（NA ）是聚光鏡的主要參數(shù)，zui大數(shù)值孔徑一般是1.2—1.4,，數(shù)值孔徑有一定的可變范圍,，通常刻在上方透鏡邊框上的數(shù)字是代表zui大的數(shù)值孔徑,，通過調(diào)節(jié)下部可變光闌的開放程度,，可得到此數(shù)字以下的各種不同的數(shù)值孔徑，以適應(yīng)不同物鏡的需要,。有的聚光鏡由幾組透鏡組成,，zui上面的一組透鏡可以卸掉或移出光路，使聚光鏡的數(shù)值孔徑變小,，以適應(yīng)低倍物鏡觀察時的照明,。

2、聚光鏡的作用

　　聚光鏡的作用相當于凸透鏡,，起會聚光線的作用,，以增強標本的照明。一般地把聚光鏡的聚光焦點設(shè)計在它上端透鏡平面上方約1.25mm處,。（聚光焦點正在所要觀察的標本上,，載玻片的厚度為1.1mm左右）

　　3．可變光闌

　　可變光闌也叫光圈，位于聚光鏡的下方,，由十幾張金屬薄片組成,，中心部分形成圓孔。其作用是調(diào)節(jié)光強度和使聚光鏡的數(shù)值孔徑與物鏡的數(shù)值孔徑相適應(yīng),?？勺児怅@開得越大，數(shù)值孔徑越大（觀察完畢后,，應(yīng)將光圈調(diào)至zui大）,。

　　在可變光闌下面,，還有一個圓形的濾光片托架。

　　說明：在中學實驗室只有教師用顯微鏡（1600×或1500×）才配有聚光器,，學生用顯微鏡（640×或500×）配的是旋轉(zhuǎn)光欄,。緊貼在載物臺下，能做圓周轉(zhuǎn)動的圓盤,，旋轉(zhuǎn)光欄（也稱為遮光器）,，光欄上有大小不等的圓孔，叫光圈,。直徑分別為2,、3、6,、12,、16mm,轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)光欄，光欄上每個光圈都可以對正通光孔,，通過大小不等的光圈來調(diào)節(jié)光線的強弱,。

　　（四）反光鏡

　　反光鏡是一個可以隨意轉(zhuǎn)動的雙面鏡,，直徑為50mm，一面為平面,，一面為凹面,，其作用是將從任何方向射來的光線經(jīng)通光孔反射上來。平面鏡反射光線的能力較弱,，是在光線較強時使用,，凹面鏡反射光線的能力較強，是在光線較弱時使用,。

　　反光鏡通常一面是平面鏡,，另一面是凹面鏡，裝在聚光器下面,，可以在水平與垂直兩個方向上任意旋轉(zhuǎn),。

　　反光鏡的作用是使由光源發(fā)出的光線或天然光射向聚光器。當用聚光器時一般用平面鏡,，不用時用凹面鏡,；當光線強時用平面鏡，弱時用凹面鏡,。

　　觀察完畢后,，應(yīng)將反光鏡垂直放置。

　?。ㄎ澹┱彰?/strong>光源