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光学显微镜基础仪器光学系统
发布时间:2021-08-26   点击次数:22次

光学显微镜基础仪器光学系统

        光学显微镜基础知识;显微镜的光学系统 显微镜的光学系统主要包括物镜、目镜、反射镜和聚光镜四部分。从广义上讲,它还包括光源、过滤器、盖玻片和载玻片。 (1)物镜物镜是决定显微镜性能的最重要的部件。它安装在物镜转换器上,靠近被观察物体,故称为物镜或连接物镜。一、物镜分类物镜根据使用条件的不同,可分为干式物镜和浸入式物镜;浸没物镜可进一步分为水浸物镜和油浸物镜(常用的放大倍数为90-100倍)。根据放大倍数的不同,可分为低倍物镜(10倍以下)、中倍物镜(20倍左右)和高倍物镜(40-65倍)。根据像差校正情况,分为消色差物镜(常用,可以校正光谱中两种颜色的色差)和多色物镜(可以校正光谱中三种颜色的色差的物镜)。频谱,这是昂贵且较少使用的)。光学显微镜 2、物镜的主要参数:物镜的主要参数包括:放大倍数、数值孔径和工作距离。 ①.放大倍数是指人眼看到的图像尺寸与相应标本尺寸的比值。它是指长度的比例而不是面积的比例。示例:放大倍数为 100 倍,指长度为 1μm 的试样。放大图像的长度为100μm。如果按面积计算,则放大10000倍。显微镜的总放大倍数等于物镜和目镜放大倍数的乘积。 ②.数值孔径又称透镜孔径比,简称NA或A,是物镜和聚光镜的主要参数,与显微镜的分辨率成正比。干物镜的数值孔径为0.05-0.95,油浸物镜(雪松油)的数值孔径为1.25。 ③.工作距离是指当被观察的试样清晰时,物镜前透镜底部到试样盖玻片顶部的距离。物镜的工作距离与物镜的焦距有关。物镜焦距越长,放大倍数越低,工作距离越长。示例:10x 物镜标有 10/0.25 和 160/0.17,其中 10 是物镜的放大倍数; 0.25 是数值孔径; 160为镜筒长度(mm); 0.17 是盖板玻璃的标准厚度(以毫米为单位))。 10倍物镜有效工作距离为6.5mm,40倍物镜有效工作距离为0.48 毫米。光学显微镜 3. 物镜的作用是对试样进行第一次放大。它是决定显微镜性能的最重要的组成部分——分辨率的高低。分辨力也称为分辨力或分辨力。分辨率的大小用分辨率距离(可分辨的两个物点之间的最小距离)的值来表示。在明视距离(25cm),正常人眼可以看到相距0.073mm的两个物点。这个0.073mm的值就是正常人眼的分辨距离。显微镜的分辨率距离越小,分辨率越高,这意味着它的性能越好。显微镜的分辨力由物镜的分辨力决定,物镜的分辨力由其数值孔径和照明光的波长决定。当使用普通*照明法(使光线均匀穿过试样的明视照明法)时,显微镜的分辨距离为d=0.61λ/NA,其中d为物镜的分辨距离,单位为nm。 λ——照明光的波长,nm。 NA——物镜的数值孔径。例如油浸物镜的数值孔径为1.25,可见光波长范围为400-700nm,平均波长为550nm,则d=270nm,约为照明光波长的一半.一般可见光照射显微镜的分辨率极限为0.2μm。 (2)目镜光学显微镜由于靠近观察者的眼睛,所以又称为目镜。安装在镜筒的上端。 1、目镜的结构通常由上下两组镜片组成。上面的透镜称为眼透镜,下面的透镜称为会聚透镜或场透镜。上下透镜之间或场镜下方安装一个光阑(它的大小决定了视场的大小),因为标本只是在光阑表面成像,可以在这个光阑上粘一小块头发作为一个指针来指示某个特征的目标。目镜千分尺也可以放置在其上以测量观察到的样品的尺寸。目镜长度越短,放大倍数越大(因为目镜的放大倍数与目镜焦距成反比)。 2、目镜的作用是将物镜放大后清晰分辨的实像进一步放大到人眼能轻易分辨清楚的程度。常用目镜的放大倍数为5-16倍。 3、目镜与物镜的关系 光学显微镜物镜已经过能分辨清楚的精细结构,若不经目镜重新放大,达不到人眼能分辨的大小,则不清晰;但是物镜无法分辨的精细结构,即使用高倍目镜重新放大,仍然看不清楚,所以目镜只能放大,不会提高分辨率显微镜。有时虽然物镜可以区分非常靠近的两个物点,但两个物点之间的像距小于人眼的分辨距离,仍然无法看清。因此,目镜和物镜是相互制约的。 (3) 集中器 集中器又称集中器。位于样品下方的冷凝器支架上。它主要由聚光镜和可变光阑组成。其中,聚光镜可分为明场聚光镜(普通显微镜配置)和暗场聚光镜。 1.光透镜的主要参数数值孔径(NA)是聚光镜的主要参数,最大数值孔径一般为1.2-1.4,数值孔径有一定的可变范围,通常是刻在上透镜上的数字frame表示最大光圈值,通过调节下可变光圈的开度,可以得到低于这个数值的各种数值孔径,以满足不同物镜的需要。一些聚光镜由几组透镜组成。可以将最上面的一组透镜移出或移出光路,使聚光镜的数值孔径更小,以适应低倍物镜观察的照明。光学显微镜 2. 聚光镜的作用 聚光镜相当于一个凸透镜,它会聚光以增强试样的照度。一般聚光镜的聚光焦点设计在上透镜平面上方1.25mm左右。 (焦点在待观察的标本上,载玻片的厚度约为1.1mm) 3. 虹膜隔膜又称虹膜。它位于冷凝器下方,由十几个金属片组成,中间有一个圆孔。它的作用是调节光强,使聚光器的数值孔径与物镜的数值孔径相适应。光圈开得越大,数值孔径越大(观察后应将光圈调到最大)。在虹膜下方,有一个圆形滤光片支架。注:中学实验室仅教师用显微镜(1600×或1500×)配备聚光镜,学生用显微镜(640×或500×)配备旋转光阑。靠近舞台底部,一个能够旋转的圆盘,旋转光圈(也叫快门),光圈有大小不一的圆孔,称为孔。直径分别为2、3、6、12、16mm。旋转旋转隔膜。光阑上的每个光阑都可以与光孔对齐,通过不同大小的孔径可以调节光强。 (4) Reflector Reflector为可随意旋转的双面镜,直径为50mm。一侧是平的,另一侧是凹的。它的作用是通过光孔反射来自任何方向的光。平面镜反光能力弱,光线强时使用,凹面镜反光能力强,光线弱时使用。反射器通常一侧是平面镜,另一侧是凹面镜。它安装在冷凝器下方,可以水平和垂直方向旋转。反射器的作用是使光源发出的光或自然光到达聚光器。使用聚光镜时一般使用平面镜,不用时使用凹面镜;光线强时使用平面镜,光线弱时使用凹面镜。观察后,反射器应垂直放置。 (5)照明光源显微镜的照明可以使用自然光源或人造光源。自然光源光来自天空,被白云反射。请勿使用阳光直射。 2.人造光源①。对人造光源的基本要求:有足够的发光强度;光源不能产生过多的热量。 ②常用人造光源:显微镜灯;荧光灯 (6) 滤光器安装在光源和聚光器之间。作用是让选定的某一波段的光通过,而吸收其他光,即改变光的光谱成分或减弱光的强度。分为两类:过滤器和液体过滤器。 (7) 盖玻片和载玻片盖玻片和载玻片的表面应相当平整,无气泡和划痕。选择无色、透明性好的,使用前洗净。盖板玻璃的标准厚度为0.17±0.02mm。如果不使用盖板玻璃或盖板玻璃厚度不合适,都会影响成像质量。载玻片标准厚度为1.1±0.04mm,一般使用范围为1-1.2mm。如果太厚,会影响冷凝器的性能,如果太薄,则容易破裂。
        

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