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光鏡分類 光學顯微鏡主要分為兩大類,簡單顯微鏡和復合顯微鏡。其中,復合顯微鏡存在構成復雜并且結構等可以改變,因此可演變出多種類型的復合顯微鏡。例如立體顯微鏡,視頻顯微鏡,移動顯微鏡,巖相顯微鏡,金相顯微鏡,偏光顯微鏡,相差顯微鏡,熒光顯微鏡,共聚焦顯微鏡,雙光子顯微鏡,超微顯微鏡等。 光學顯微鏡的成象(幾何成象)原理 ![]() 1. 放大鏡的成像原理 表面為曲面的玻璃或其他透明材料制成的光學透鏡可以使物體放大成像。位于物方焦點F以內的物AB,其大小為y,它被放大鏡成一大小為y’的虛像A’B’。 F=250/f’ 式中250為明視距離,單位為mm,f’為放大鏡焦距,單位為mm 該放大率是指在250mm的距離內用放大鏡觀察到的物體像的視角同沒有放大鏡觀察到的物體視角的比值。 2. 顯微鏡的成像原理 顯微鏡和放大鏡起著同樣的作用,就是把近處的微小物體成一放大的像,以供人眼觀察。只是顯微鏡比放大鏡可以具有更高的放大率而已。 顯微鏡的光學技術參數(shù) 顯微鏡的光學技術參數(shù)包括:數(shù)值孔徑、分辨率、放大率、焦深、視場寬度、覆蓋差、工作距離等。這些參數(shù)并不都是越高越好,它們之間是相互聯(lián)系又相互制約的。 1. 數(shù)值孔徑 數(shù)值孔徑簡寫NA,數(shù)值孔徑是物鏡和聚光鏡的主要技術參數(shù),是判斷兩者(尤其對物鏡而言)性能高低(即消位置色差的能力)的重要標志。數(shù)值孔徑(NA)是物鏡前透鏡與被檢物體之間介質的折射率(η)和孔徑角(u)半數(shù)的正玄之乘積。用公式表示如下:NA=ηsinu/2 孔徑角又稱“鏡口角”,是物鏡光軸上的物體點與物鏡前透鏡的有效直徑所形成的角度??讖浇窃酱?,進入物鏡的光通亮就越大,它與物鏡的有效直徑成正比,與焦點的距離成反比。 2. 分辨率 分辨率又稱“鑒別率”,“解像力”。是衡量顯微鏡性能的又一個重要技術參數(shù)。顯微鏡的分辨率用公式表示為:d=0.61λ/NA 式中d為最小分辨距離;λ為光線的波長;NA為物鏡的數(shù)值孔徑??梢娢镧R的分辨率是由物鏡的NA值與照明光源的波長兩個因素決定。NA值越大,照明光線波長越短,則d值越小,分辨率就越高。因此,提高分辨率有下途徑: (1)減小d值,降低波長λ值,使用短波長光源。 (2)曾大介質η值和提高NA值(NA=ηsinu/2)。 (3)消色差。 (4)增加明暗反差。 3. 放大率 放大率就是放大倍數(shù),是指被檢驗物體經(jīng)物鏡放大再經(jīng)目鏡放大后,人眼所看到的最終圖像的大小對原物體大小的比值,是物鏡和目鏡放大倍數(shù)的乘積。 4. 焦深 焦深為焦點深度的簡稱,即在使用顯微鏡時,當焦點對準某一物體時,不僅位于該點平面上的各點都可以看清楚,而且在此平面的上下一定厚度內,也能看得清楚,這個清楚部分的厚度就是焦深。焦深大, 可以看到被檢物體的全層,而焦深小,則只能看到被檢物體的淺層。焦深與其它技術參數(shù)有以下關系: 1.焦深與總放大倍數(shù)及物鏡的數(shù)值孔鏡成反比。 2.焦深大,分辨率降低。 由于低倍物鏡的景深較大,所以在低倍物鏡照相時造成困難。 5. 視場直徑 觀察顯微鏡時,所看到的明亮的原形范圍叫視場,它的大小,是由目鏡里的視場光闌決定的。視場直徑也稱視場寬度,是指在顯微鏡下看到的圓形視場內所能容納被檢物體的實際范圍。 6. 覆蓋差 顯微鏡的光學系統(tǒng)也包括蓋玻片在內。由于蓋玻片的厚度不標準,光線從蓋玻片進入空氣產(chǎn)生折射后的光路發(fā)生了改變,從而產(chǎn)生了像差,這就是覆蓋差。覆蓋差的產(chǎn)生影響了顯微鏡的成像質量。 |