光学显微镜培训内部讲义
光学显微镜的使用教材课件
显微镜成像系统主要是由物镜和 目镜组成,物镜的焦距很短,目镜的 焦距较长,物镜的作用是得到物体的 放大的实像;目镜的作用是将物镜所 成的实像作为物体,进一步放大为虚 像。
物镜L1到物体A、B的距离稍大于物
镜焦距f1,通过物镜得到放大的实像 A’、B’。A’、B’位于目镜的焦距
f2以内,是目镜的“物体”,通过目
• 绘图要用黑色硬铅笔,不要用软铅笔或有 色铅笔,一般用 2H 铅笔为宜。
• 绘图大小要适宜,一般所作图的位置在靠近中央 略偏左,右边留下用来标写图注。图与图注之间 用水平注图线联系,注图线之间间隔要均匀,部 位接近时可用折线,但不能交叉,图注要排列整 齐。如果画两个或更多的图,图与图之间要留有 一定距离,以便标注图名。
生物绘图
• 对标本进行镜检后,对一些要重点掌握的 内容,需要及时绘图记录观察结果。生物 绘图不同于一般的美术绘图,要求将所观 察标本的外形和内部结构准确地描绘,然 后对各部分分别加以注字说明。
• 仔细观察实验对象,各部的结构都要看清 楚,再进行绘图。
• 形态结构要准确,比例要正确,要求有真 实感、立体感。注意区分正常的构造和由 于人为因素所造成的一些非正常的构造, 然后选择那些有代表性的典型的部位进行 绘图。
使左右眼的视场重叠
4)放置标本切片 将切片放在载物台上,盖玻片向上。拨开标本夹,卡住载玻片
5)调焦
(1)将4x的物镜移入光路。 (2)旋转粗调焦手轮,将载物台提升至最高点。移动载物台置要观察的目标
于光斑中。 (3)通过目镜进行观察,慢慢旋转粗调焦手轮,降低载物台。当标本像出现
时停止旋转。 (4)旋转微调焦手轮,进行精确对焦。
借助于什么仪器才能观察到
用肉眼无法看到的细微结
光学显微镜培训计划
光学显微镜培训计划
一、引言
光学显微镜是生物学、医学和材料科学等领域中常用的工具,能够帮助研究人员观察微观世界中的结构和现象。
本文将介绍一份关于光学显微镜的培训计划,旨在帮助使用者掌握光学显微镜的基本原理、操作技巧和维护方法,以提高其在科学研究和实验中的应用能力。
二、培训内容
1. 光学显微镜原理
•光学显微镜的基本构成
•焦距、放大倍数和视场的关系
•分辨率和对比度的影响因素 ### 2. 光学显微镜操作技巧
•调节光源亮度和聚光度
•调节目镜和物镜的焦距
•标本的准备和安装
•观察和记录样品信息 ### 3. 光学显微镜维护方法
•定期清洁镜片和光源
•避免长时间使用造成的疲劳
•防止震动和摔落
•定期检查和维修
三、培训流程安排
第一天
•9:00-10:00:光学显微镜基本原理讲解
•10:00-12:00:光学显微镜组装与调试实践
•13:00-15:00:光学显微镜操作技巧演示 ### 第二天
•9:00-11:00:标本准备与安装操作实践
•11:00-12:00:光学显微镜观察与记录指导
•13:00-15:00:光学显微镜维护与保养方法讲解
四、预期效果
经过本培训计划,参与者将掌握光学显微镜的基本原理和操作技巧,具备独立使用光学显微镜进行观察和记录的能力,能够有效维护和保养光学显微镜,为科学研究提供可靠支持。
五、总结
光学显微镜是一种重要的科研工具,通过系统的培训和实践,可以帮助用户更好地利用光学显微镜进行科学研究。
希望本文介绍的光学显微镜培训计划能够为相关人员的专业发展提供帮助。
以上是关于光学显微镜培训计划的详细内容,希望能够对您有所帮助。
显微镜的使用讲义
夹台器镜镜筒,连接物镜和目镜;遮光器,调节通光量;放光镜,反射光线;细准焦螺旋,升降镜筒;物镜转换器看,调换物镜;压片夹,固定玻片;课后巩固:1.下面是有关显微镜的几个操作步聚,图1是在显微镜视野中观察到的物像,要将图甲转换成图乙,下列操作次序正确的是( ) ①转动粗准焦螺旋 ②转动细准焦螺旋③调节光圈 ④转动转换器 ⑤移动载玻片 A ①②③④ B ④③②⑤ C ⑤④③② D ④⑤①③2、用显微镜观察植物细胞装片时,如果目镜不变,而物镜由“10×”转向“40×”,这时视野内细胞大小和数目变化正确的是( )A. 变大、变多B. 变小、变多C. 变大、变少D. 变小、变少 3.下列有关显微镜使用的叙述中,正确的是A .转动粗准焦螺旋使镜筒上升,转动细准焦螺旋使镜筒下降B .调节反光镜对光,光线较强时用凹面镜,光线较弱时用平面镜C .观察微小结构时,应先使用低倍镜,再使用高倍镜D .物像的放大倍数 = 物镜的放大倍数 + 目镜的放大倍数4.用显微镜的一个目镜与4个不同倍数的物镜组合来观察用低倍物镜观察印有“F ”字样的薄纸片,视野中的字样是血细胞涂片。
当成像清晰时,每一物镜与载玻片的距离如图所示。
如果载玻片位置不变,用哪一物镜在一个视野中看到的细胞最多()5.如右图所示,某学生在测一个视野中看到发了一行细胞。
此时显微镜头的读数是10×和10×,如果将镜头换成10×和40×,那么在一个视野中可以看到的细胞数目是()A 1个B 2个C 4个D 32个6.如下图所示,1、2为物镜长度;3、4为目镜长度;5、6为观察时物镜与标本切片距离大小。
欲获得最大倍数的观察效果,其正确的组合是()A 1、3、5B 2、4、6C 2、3、5D 2、4、57.某同学用显微镜观察水中微小生物,图甲表示显微镜视野中微生物游走方向,为了不使该微生物从视野中消失,则载玻片移动的方向是图乙中的( )A.A方向B.B方向C.C方向D.D方向8.使用中学里普遍使用的光学显微镜,不易看到的结构是()A细胞壁 B 细胞膜C细胞质D细胞核9、使用显微镜的低倍镜观察玻片时,在视野中发现一个黑点,当移动玻片时,小黑点不动;转动目镜时小黑点仍在原处、对这种现象最可能的解释是()A、光圈太小B、目镜不干净C、反光镜不干净D、物镜不干净10.(1)下面是小丽同学制作口腔上皮细胞装片的操作步聚,其正确的顺序是。
光学显微镜原理课件
数值孔径与显微镜的分辨率有密切关系,越短, NA越大,分辨率越高。
物镜数值孔径
3.5放大率 在显微镜下所看到的物像和实际物体 之间的大小比例叫显微镜的放大率或放 大倍数。显微镜下物像的放大主要由物 镜、镜筒长度、目镜所决定。适合的放 大倍数决定于物镜的数值孔径,一船应 为数值孔径的500――1000倍。
罗伯特· 虎克制造的显微镜(1665)放大倍数:140倍
列文虎克和他的显微镜(约1680)
2 显微镜的光学原理
2.1折射和折射率 光线在均匀的各向同性介质中,两点之间以直 线传播,当通过不同密度介质的透明物体时,则发 生折射现象,这是由于光在不同介质的传播速度不 同造成的。
2.2凸透镜的五种成象规律 (1) 当物体位于透镜物方二倍焦距以外时,则在象 方二倍焦距以内、焦点以外形成缩小的倒立实象; (2) 当物体位于透镜物方二倍焦距上时,则在象方 二倍焦距上形成同样大小的倒立实象; (3) 当物体位于透镜物方二倍焦距以内,焦点以外 时,则在象方二倍焦距以外形成放大的倒立实象; (4) 当物体位于透镜物方焦点上时,则象方不能成 象; (5) 当物体位于透镜物方焦点以内时,则象方也无 象的形成,而在透镜物方的同侧比物体远的位置形 成放大的直立虚象。
• 如果像偏离视野,可慢慢调节载物台移动手柄。 • 瞳距调节:左右推拉目镜,使两目镜距离与自己两 眼距离相等。 • 屈光度调节 • 高倍物镜观察:把物像中需要放大观察的部分移至 视野中央。将高倍物镜转入光路(一般具有正常功 能的显微镜,低倍物镜和高倍物镜基本齐焦,在用 低倍物镜观察清晰时,换高倍物镜应可以见到物像, 但物像不一定很清晰),微动调焦手轮进行调节。 • 根据需要调节孔径光阑的大小或聚光器的高低,使 光线符合要求(一般将低倍物镜换成高倍物镜观察 时,视野要稍变暗一些,所以需要调节光线强弱)。 • 观察完毕,应先将物镜镜头从通光孔处移开,并检 查物镜是否沾水沾油,检查处理完毕后即可装箱。
显微镜的使用方法课件好
8、换高倍物镜:如果进一步使用高倍物镜观察,应 在转换高倍物镜之前,把物像中需要放大观察的部分 移至视野中央(将低倍物镜转换成高倍物镜观察时, 视野中的物像范围缩小了很多)。如果换高倍物镜后 物像不一定很清晰,可以转动细准焦螺旋进行调节。 在转换高倍物镜并且看清物像之后,可以根据需要调 节光圈或聚光器,使光线符合要求(一般将低倍物镜 换成高倍物镜观察时,视野要稍变暗一些,所以需要 调节光线强弱)。
18
3.使用显微镜的注意事项
(1)显微镜安放位置, 显微镜应安放在离桌边缘5 cm、镜筒向前,
并讲清显微镜位置稍靠左侧的道理(两眼同 时睁开观察,眼不易疲劳,便于绘图。)
(2) 对光根据光线的强弱来选择平面镜或凹 面镜;用低倍镜进行对光,把低倍镜位置放 低;在转动转换器时,物镜到位,光圈调节 好,视野光线均匀、明亮.
2
粗准焦螺旋 细准焦螺旋 镜臂
倾斜关节
目镜
镜筒 转换器 物镜 载物台 集光器 通光孔 压片夹 反光镜 底座
3
1、机械部分 (1)镜座:是显微镜的底座,支持整个镜体, 使显微镜放置稳固。 (2)镜柱:镜座上面直立的短柱,支持镜体上 部的各部分。 (3)镜臂:弯曲如臂,下连镜柱,上连镜筒, 这取放镜体时手握的部位。镜臂的下端与镜柱连 接处有一活动关节,可使镜体在一定范围内后倾, 便于观察。
5
(7)调焦装置:为了得到清晰的物像,必须调 节物镜与标本之间的距离,使它与物镜的工作距 离相等。这种操作叫调焦。在镜臂两侧有粗、细 调焦螺旋各一对,旋转时可使镜筒上升或下降。 大的一对是粗准焦螺旋,调动镜筒升降距离大, 旋转一周可使镜筒移动2毫米左右。小的一对是 细焦螺旋,调动镜筒的升降距离很小,旋转一周 可使镜筒移动约0.1毫米。在用低倍物镜观察时, 使用粗调焦螺旋;用高倍物镜观察时,用细调焦 螺旋。
显微镜讲义 3
金牌生物高一专题一显微镜●导入:●知识点精讲:一、显微镜的结构普通光学显微镜由光学系统和机械系统两大部分组成。
光学系统包括物镜、目镜及反光镜等。
机械系统包括镜座、镜柱、镜臂、载物台、压片夹、遮光器、镜筒、粗(细)准焦螺旋。
二、显微镜的基础知识1、显微镜的放大倍数=物镜放大倍数乘以目镜的放大倍数放大倍数是指物体的长度或宽度的放大倍数,不是面积和体积的放大倍数。
2、镜头长度与放大倍数关系:目镜的长度与放大倍数成反比,即:放大倍数越大镜头越短;物镜的长度与放大倍数成正比,即:放大倍数越大镜头越长。
3、物像移动与装片移动的关系:由于显微镜下成的像是倒立的虚像,即上下、左右均是颠倒的,移动时遵循“偏那移那”规律。
4、目镜没有螺纹,直插式:长度和放大倍数成反比。
规格:5倍、10倍、16倍和40倍物镜有螺纹,螺旋式:长度和放大倍数成正比。
规格:10倍和40倍特别说明:放大倍数和与盖玻片之间的距离成反比。
5、放大倍数的变化与视野范围内细胞数量变化的关系。
第一种情况:一行细胞数量的变化,可根据放大倍数的变化与视野成反比的规律计算。
第二种情况:圆形视野范围内细胞数量的变化,可根据看到的实物范围与放大倍数的平方成反比的规律计算。
6.放大的倍数不是面积。
而是长和宽!三、使用低倍镜观察的步骤1、取镜与安放右手握镜臂,左手托镜座;把显微镜放在实验台的前方稍偏左。
2、对光(1)反向转动粗准焦螺旋,使镜筒缓缓上升(2)转动转换器,使低倍镜对准通光孔(3)选一较大的光圈对准通光孔,(4)左眼注视目镜,右眼同时睁开。
转动反光镜,使光线通过通光孔反射到镜筒内,通过目镜,可以看到白亮的视野。
3、低倍镜观察(1)把要观察的玻片标本放在载物台上,用压片夹压住,标本要正对通光孔的中心;(2)转动粗准焦螺旋,使镜筒缓缓下降,直到物镜接近玻片标本(约0.5cm)为止(眼睛从侧面看着物镜镜头与标本之间,防止两者相撞)(3)左眼看目镜内,同时反向缓缓转动粗准焦螺旋,使镜筒上升,直到看到物象为止,再稍稍转动细准焦螺旋,使看到的物象更加清晰四、使用高倍镜观察的步骤1、低倍镜观察;2、移动玻片,将要放大的物象移至视野中央;3、转动转换器,移走低倍镜,换上高倍物镜;4、缓缓调节细准焦螺旋,使物象清晰;5、调节光圈和反光镜,使视野亮度适宜。
01-光学显微镜基础知识
透射式照明
斜射照明
落射式照明
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
光轴调节
光源灯丝调节 聚光镜的中心调整 孔径光阑的调节
三、显微镜的重要光学技术参数
数值孔径 分辨率 放大率 焦深 视场直径 (Field of view) 覆盖差 工作距离
四、各种显微镜镜检术介绍
明视野观察 (Bright field)
暗视野观察 (Dark field)
目镜种类
• 从基本结构分析,目镜可分为两大类:一 是慧更斯目镜(Haygens eyepiece),另一个是 冉斯登目镜(Remsden eyepiece)。 • 从种类上分,目镜可分为:补偿目镜、高 接目点广视野平像场目镜、测微目镜、测 角目镜、投影目镜、摄影目镜及其他一些 特殊目镜。
聚光镜种类
相衬镜检法 (Phase contrast) 微分干涉镜检术 (Differential interference contrast, DIC)
荧光镜检术
偏光显微镜 (Polarizing microscope) X射线显微镜 倒置显微镜 (Inverted microscope) 立体显微镜 或 体视显微镜(Stereo microscope)或解剖镜 金相显微镜
第一章 光学显微镜的基础知识
光学原理 光学系统 技术参数 各种显微镜技术 维护保养
一、显微镜的基本光学原理
成像原理 影响成像的关键因素
眼睛成像原理图
放大镜的成像原理
显微镜系统成像原理图
显微镜的成像原理模式图
相干照明时显微镜成像的Abbe理论
影响显微镜成像的关键因素-相差
色差 (Chromatic aberration) 球差 (Spherical aberration) 慧差 (Coma) 像散 (Astigmatism) 场曲 (Curvature of field) 畸变 (Distortion)
光学显微镜的使用方法学习课件PPT
4、不要任意转动镜头转换器和准焦螺旋。转 动准焦螺旋时不要用力过猛,以防止机件损伤、 脱落。调节失灵。
5、使用显微镜时,一定要稳重、谨慎、轻 拿轻放。显微镜不要在实验桌的边缘,以防跌落 地面. 6、实验完毕,把显微镜擦拭干净。再转动镜 头转换器,把两个物镜偏到两旁。最后把显微 镜放进镜箱里,送回原处保存。
都很小,不能用肉
眼观察,要借助显
微镜来观察。
注意事顼
1、必须遵守实验操作规程,否则影响实验 效果或会损坏仪器。例如,光线若对不好,物 像就看不清,准焦螺旋如不按规定操作,就容 易砸碎装片或切片,甚至损坏物镜。 2、必须保护好镜头。不能用手抚摸透镜, 以防止汗渍沾污,更不能让透镜与硬物接触, 以防止损坏透镜,擦拭镜头一定要用专用的擦 镜纸。 3、载物台要保持清洁干燥,不要让装片或 切片上的水流到载物台上。
三、放置玻片标本
将写有“上”字的玻片,从压片夹后部
的 缝隙处插入,然后双手向前平推,使“上” 字正对通光孔中心。
四、观察
思考:在镜筒下降,物镜接近标本的 过程中,为什么要用眼睛看着物镜?
讨论
1.利用粗准焦螺旋和细准焦螺旋调节物 像时,镜筒上升下降的幅度变化有什么不同?调 节时应注意什么? 利用粗准焦螺旋和细准焦螺旋调节物像,转动 粗准焦螺旋,镜筒上升的下降幅度较大。因此, 在利用粗准焦螺旋下降镜筒时,要注意镜头的位 置,缓慢下降,防止镜头下降速度过快,将玻片 标本和物镜头损坏。
3.显微镜下看到的“上”字与玻片上的 “上”字有什么不同?
显微镜下看到的物像为玻片标本上物像 的倒像。
显微镜基础培训资料
显微镜基础知识培训日程交流、答疑Axio Vision软件安装及使用显微镜基础(显微镜观察模式)北京师范大学参观及仪器操作Axio Vision软件模块介绍显微镜基础(显微镜分类及光路)下午交流、颁发证书、信息反馈AxioCam原理及调节显微镜基础(显微镜硬件组成)显微镜基础(安全、光学原理)测验北京师范大学参观及仪器操作显微镜硬件调节及保养Allen致辞上午5月20日5月19日5月18日5月17日显微镜基础知识光学基础:安全: (图标含义,自身的保护)注意本标识提示某项说明需要特别注意本标识提示某项说明需要特别注意。
警告本标识提示可能对仪器或系统存在某种潜在的危害本标识提示可能对仪器或系统存在某种潜在的危害。
警告本标识提示可能对使用者存在潜在的危害本标识提示可能对使用者存在潜在的危害。
警告注意高温表面注意高温表面。
警告注意UV 辐射辐射。
警告仪器在打开前需断开电源仪器在打开前需断开电源。
安全: 图标的含义显微镜基础知识光学基础:安全: (图标含义,自身的保护)自身的保护: (UV 辐射,烫伤,用电安全)UV 光源对眼睛有很大的伤害,可以导致视网膜脱落,造成终身失明,因此调节的时候一定要注意保护眼睛,尽量通过调节工具来调节中心.另外非常强的可见光源依然会损伤眼睛,因此不要用眼睛直视光源部分.尽量通过保护屏来观察.HBO 光源和HAL 100卤素灯光源的灯箱外壳和灯泡部分在使用时或刚刚关闭的时候不要用手接触,以免烫伤.HBO 灯泡内含有汞蒸汽,因此使用时要小心在拆卸显微镜的带电部分的时候,一定要将电源线拔下,彻底断电.以保护自身安全.显微镜基础知识光学基础光学基础::凸透镜成像原理物在2倍焦距以外,成倒立缩小的实像,像在1倍与2倍焦距之间显微镜基础知识物在2倍焦距上,成倒立等大的实像,像在2倍焦距上光学基础光学基础::凸透镜成像原理显微镜基础知识光学基础光学基础::凸透镜成像原理物在1倍与2倍焦距之间,成倒立放大的实像,像在2倍焦距以外显微镜基础知识物在1倍焦距以内,成正立放大的虚像,像与物在同侧光学基础光学基础::凸透镜成像原理显微镜基础知识光学基础光学基础::显微镜的光学原理显微镜基础知识光学基础光学基础::显微镜常见的技术参数•工作距离•数值孔径•分辨率•焦深•放大倍率。
显微镜基础课件
主讲人:
一
结构
结 构(Structure)
3
01 光学显微镜由光学系 统和机械系统组成
光学系统是核心部件
02 成像系统:物镜、目镜
照明系统:聚光器、光源
,
机械系统
03 支撑
固定 调节
物 镜(Objective lens)
4
02
01 由几个透镜组合集成在金属筒内构成 02 焦距较短、靠近标本、成实像的透镜组
8
– 光源 • 自然光源:靠反光镜采光,受外界光源的影响较大 • 电光源:卤素灯或LED,随时照明、亮度可调
– 滤光片 • 选择入射光的光谱成分和改变光的强度
光学系统(Lighting system)
9
– 聚光器 • 由数个透镜组合而成 • 位于光源和样品间 • 会聚光束,使光束均匀并增强照明亮度
– 载玻片 • 光路的一部分,光学性能会影响成像质量
光学系统(Lighting system)
10
– 聚光器 • 由数个透镜组合而成 • 位于光源和样品间 • 会聚光束,使光束均匀并增强照明亮度
– 载玻片 • l System)
11
目 镜(Eyepiece)
7
分类: • 惠更斯目镜:主要应用于观测型显微镜 • 冉斯登目镜:常用于测量型显微镜 • 补偿目镜:补偿校正复消色差物镜的放大率色差缺陷 • 平场目镜:视野平坦,视场较大 • 无畸变目镜:可消除畸变,令观察舒适 • 广角目镜:可增大视场 • 摄影负目镜:有利于摄影
光学系统(Lighting system)
分类
物 镜(Objective lens)
5
01 依据放大率:低倍、中倍和高倍物镜 02 依据是否浸入液体媒介:干式和浸液式物镜 03 依据镜筒长度:筒长有限远、筒长无限远物镜 04 依据对像差与色差的消除能力:Ach、Apo、Plan
显微镜使用指南培训课件
应用广泛
讨论显微镜在科学研究、医学和工业领域的重要性。
显微镜的结构
管柱和底座
液晶面板和控制按钮
支撑并固定显微镜的主体结构。
用于调节显微镜的照明和其他设置。
物镜和目镜
旋转鼠标和焦距调节器
通过透镜放大样本以供观察。
用于调整焦距和样品的清晰度。
显微镜的使用技巧
1
镜片保护
使用显微镜时,确保避免碰触镜片并谨
3
透射电子显微镜 (TEM)
探索透射电子显微镜在材料科学和纳米技术领域的应用。
总结
通过本课程,您将掌握显微镜的基本知识和技巧,能够正确操作和维护显微
镜,并进行基本样品准备和观察。现在,开始您的显微镜之旅吧!
显微镜使用指南培训课件
让我们一起探索显微镜的神奇世界!从介绍显微镜的基本知识开始,逐步学
习各种显微镜的类型、结构和维护,以及使用显微镜的基本技巧。
什么是显微镜
1
3
发现微观世界
2
多种类型
了解显微镜的作用和价值,探索微生
介绍光学显微镜、电子显微镜、偏光
物、细胞和微小结构。
显微镜等不同类型的显微镜。
样品准备
2
慎操作。
展示准备样本的基本步骤,如制作干片、
涂色和准备湿装片。
3
焦距调整
演示如何通过转动鼠标来调整显微镜的
焦距以获得清晰图像。
常见问题与解答
1
3
为什么我的样品图像模糊?
2
如何更换目镜
向下旋转镜片旋钮,小心取下并更换
好。
镜头。
如何调整显微镜的照明亮度?
使用亮度调节按钮或旋钮来改变照明强度。
典型样品准备技术
制作显微镜干片
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光学显微镜培训内部讲义显微镜概念:广泛定义,能够将微观世界的物质形态展现在人眼前的设备就是显微镜。
狭隘定义,光学显微镜钢铁组织图片(光学显微镜) 蜘蛛照片(电子显微镜)人眼观察的局限性尽管科技在不断的发展,眼睛作为视觉器官同位于后面的大脑相配合,依然是目前最有效的成像系统。
所有的科学仪器在速度和分辨率上与眼睛都无法相提并论。
眼睛的构造类似于摄像机。
肌肉调节的水晶体(1a)与角膜(1)的曲面将一幅图像投射在视网膜(2)上。
入射光的强度则通过改变虹膜(3)的直径来控制。
通过这种方法,眼睛可以把位于大约20cm到无限远距离内的任意物体,经由水晶体,靠肌肉灵活调节焦距,从而形成一幅清晰的图像。
图像本身将会投射在视网膜上,经由大约130百万个柱状受体(识别黑白色)以及7百万个圆锥细胞(识别彩色)识别后,在最短的时间内,通过视神经传送至大脑。
下图是的光线经由眼睛形成的视角为30°之后的图示,都是在同样的视角下观看。
●从300m远的地方眺望161m高的乌尔姆大教堂(位于德国南部)。
●从25cm处观看一幅高13cm的相片。
视角小意味着什么?因为我们想要进一步观察植物茎部的细微的毛细管,我们从茎部切出一片非常薄的切片,将它放置载玻片上并用盖玻片保护。
当拿着做好的样品迎着光来观察时,我们依然无法观察到更多的细节。
仅仅能观察到与之前一样的的组织。
这些问题的原因很容易解释。
我们想要观察的细节大概只有1/100甚至1/1000个毫米。
然而在20cm 以内,眼睛无法聚焦到20cm内任意位置。
结果是我们得不到任何细节。
类似情形就像我们要在300m远的地方去观察先前提到的乌尔姆教堂的塔尖。
在这么远的距离上,石匠们所创造出许许多多的花纹将无法分辨出来,其原因就在于视角太小了。
补救方法:放大镜一个几个世纪以来就众所周知的解决方法:放大镜。
当把放大镜放在眼睛与被观察的物体之间时,所有的物体都被放大了。
然而这种方法的局限性是:放大倍数要超过8倍或者10倍是不可能的。
任何人想要观察更多的细节就必须使用“复合式”放大镜。
如果一个透镜的放大倍数不足以满足我们的需要,那么可以将若干个透镜一个接一个的排列起来。
此时的放大效果将会是乘积式增大,即形成了显微镜。
显微镜的发展史:早在公元前一世纪,人们就已发现通过球形透明物体去观察微小物体时,可以使其放大成像,后来逐渐对球形玻璃表面能使物体放大成像的规律有了认识。
1590年,荷兰和意大利的眼镜制造者已经造出类似显微镜的放大仪器。
1610年前后,意大利的伽利略和德国的开普勒在研究望远镜的同时,改变物镜和目镜之间的距离,得出合理的显微镜光路结构,当时的光学工匠遂纷纷从事显微镜的制造、推广和改进。
17世纪中叶,英国的胡克和荷兰的列文胡克,都对显微镜的发展作出了卓越的贡献。
1665年前后,胡克在显微镜中加入粗动和微动调焦机构、照明系统和承载标本片的工作台。
这些部件经过不断改进,成为现代显微镜的基本组成部分。
1673~1677年期间,列文胡克制成单组元放大镜式的高倍显微镜,其中九台保存至今。
胡克和列文胡克利用自制的显微镜,在动、植物机体微观结构的研究方面取得了杰出的成就。
19世纪70年代,德国人阿贝奠定了显微镜成像的古典理论基础。
在显微镜本身结构发展的同时,显微观察技术也在不断创新:1850年出现了偏光显微术;1893年出现了干涉显微术;1935年荷兰物理学家泽尔尼克创造了相衬显微术,他为此在1953年获得了诺贝尔物理学奖显微镜的成像原理当把待观察物体放在物镜焦点外侧靠近焦点处时,在物镜后所成的实像恰在目镜焦点内侧靠近焦点处,经目镜再次放大成一虚像。
观察到的是经两次放大后的倒立虚像透镜的成像缺陷——像差像差就是指理想的成像和光学系统的实际成像之间的差异。
无像差的成像,即理想成像的条件必须满足下述三点:(i)由一个点发出的、通过成像光学系统的所有光线应该归结于同一点。
(ii)与光轴垂直的、同一平面上各点的成像点应该在同一平面上。
(iii)与光轴垂直的、同一平面上的物体平面形状应该与成像平面上的形状有相似关系。
但是,在实际的光学系统中,完全满足理想成像的条件很难做到,往往存在着影响成像性能的“像差”。
1、色差:色差是不同颜色的光线穿过透镜之后汇聚在不同焦距上的现象。
色差分为位置色差和放大率色差两种。
位置色差使像在任何位置上观察都带有色斑与晕环,使图像模糊不清。
放大率色差使像带有彩色边缘,同样影响像的清晰度和分辨率。
色差的校正:1、采用单色光源,但在日常工作中,单色光源无法获得真实的彩色图像信息,往往很少采用。
2、利用凸、凹透镜组进行色差校正。
是常规手段。
2、球差:亦称球面像差。
轴上物点发出的光束,经光学系统以后,与光轴夹不同角度的光线交光轴于不同位置,因此,在像面上形成一个圆形弥散斑,这就是球差球差会使一个光点成像后不再是一个亮点,而是一个中间亮,边缘逐渐模糊的亮斑。
球差的校正依然采用凸凹透镜组来实现。
3、慧差:彗差属轴外点的单色像差。
轴外物点以大孔径光束成像时,发出的光束通过透镜后,不再相交一点,则一光点的像便会得到一逗点壮,型如彗星,故称“彗差”。
慧差因为会形成一个模糊的亮斑,因此会破坏图像的真实和清晰度。
慧差的校正与球场的校正方式一样,都是通过凸凹透镜组来实现的。
4、像散:当视场很大时,边缘上的物点离光轴远,光束倾向大,经透镜成像后则引起象散。
象散会使图像形成一个椭圆形的斑点,同样会影响图像的真实与清晰度。
5、场曲:场曲因大视场所引起,使得图像变得弯曲。
6、畸变:畸变是由于光束倾向度大而引起的,使像平面上个处的放大率不同,像的各部分表现出与原物体不成比例。
显微镜的结构光源(灯箱)灯箱,提供用户获得图像的光源,多采用卤素灯作为照明灯泡。
分为反射光照明光源和透射光照明光源两种。
反射光照明用户观察不透明或半透明材料,透射光照明用户观察透明材料。
现有厂家的显微镜都采用柯勒式照明方式。
透射光科勒照明反射光科勒照明功能模块盒功能模块盒用于放置观察分析模块(棱镜),用于不同材料的各类分析用,可放置明场、暗场、偏光、微分干涉等分析模块。
模块盒所能放置的模块个数各厂家的显微镜是有差异的。
也是考量显微镜研究级别高低的一个参数。
有些厂家的模块转换采用转盘形势,有些厂家采用推拉方式。
物镜转盘物镜转盘用户放置物镜的地方,各厂家不同类型显微镜物镜转盘所能放置的物镜个数也不相同,显微镜倍数的改变就是通过拨转物镜转盘改变观察物镜来实现的。
放置个数的多少也是衡量显微镜研究级别高低的一个参数。
物镜物镜是由若干个透镜组合而成的一个透镜组。
组合使用的目的是为了克服单个透镜的成像缺陷,提高物镜的光学质量。
显微镜的放大作用主要取决于物镜,物镜质量的好坏直接影响显微镜映像质量,它是决定显微镜的分辨率和成像清晰程度的主要部件。
一、物镜参数-数值孔径数值孔径又叫做镜口率,简写为N.A。
它是由物体与物镜间媒质的折射率n与物镜孔径角的一半(a\2)的正弦值的乘积,其大小由下式决定:N.A=n*sin a/2数值孔径简写NA(蔡司公司的数值孔径简写CF),数值孔径是物镜和聚光镜的主要技术参数,是判断两者(尤其对物镜而言)性能高低(即消位置色差的能力,蔡司公司的数值孔是代表消位置色差和倍率色差的能力),的重要标志。
其数值的大小,分别标科在物镜和聚光镜的外壳上。
显微镜观察时,若想增大NA值,孔径角是无法增大的,唯一的办法是增大介质的折射率η值。
基于这一原理,就产生了水浸系物镜和油浸物镜,因介质的折射率η值大于1,NA值就能大于1。
数值孔径与其它技术参数有着密切的关系,它几乎决定和影响着其它各项技术参数。
它与分辨率成正比,与放大率成正比,焦深与数值孔径的平方成反比,NA值增大,视场宽度与工作距离都会相应地变小。
二、物镜参数-分辨率分辨率是指显微镜能够区分的两个清晰点之间的最小距离。
分辨率的高低决定了获得图像组织细节信息的多少。
同一样品不同分辨率下的图像效果500倍图像效果1000倍图像效果分辨率计算公式为:注明:利用公式所得到的分辨率为理论值,实际显微镜获得的分别率根据样品的不同、周围光线环境的不同、显微镜技术的不同会有较大的变化。
因此通过公式计算的分别率只具有指导意义,不同厂家的实现技术不同,其获得的实际分辨率效果往往具有一定差距。
提高分辨率的方法:1、利用短波长的光作为光源,但因为现有光学显微镜往往采用可见光作为光源以保证图像的颜色信息的真实性,因此更为有效的方式应该是增加短波长的通过率,在这一点上只有蔡司做的极为专业。
2、增加NA值,因为物镜在制作完成后其NA值已经固定不变,因此实际所采用的手段就是更换物镜(高级别物镜、高介质折射率物镜、更高倍数物镜)。
3、增加明暗反差,采用光路处理技术,降低光路中杂散光对成像质量的影响,也可以提高分辨率。
三、物镜参数-放大倍数显微镜的放大倍数:是指物体经物镜放大在经过目镜放大后,人眼所看到的图像大小与原物体大小的比值。
显微镜常用的放大倍数有5、10、20、50、100几个倍数,有些倍数现有市场只有部分用户会使用如1.25、2.5、63、150等。
显微镜的放大倍数是指长度的放大,而不是指面积的放大。
显微镜总的放大倍数=物镜放大倍数×目镜的放大倍数。
目镜常用的放大倍数为10倍,也被称为标准放大倍数,因此显微镜的总放大倍数最高不会超过1000倍。
有效放大倍数:对于某一显微镜而言,在其可分辨能力之内的图像放大,叫做有效放大。
此时的图像放大不失图像表面的细节。
无效放大倍数:显微镜分辨能力以外的图像放大,叫做无效放大,无效放大只放大了图像的轮廓,而不能放大和分辨图像表面的细节。
四、物镜参数-景深(焦深)景深:对焦点前后景物较为清晰的范围,即为景深。
从对焦点至物镜前的最近清晰点为景深前界限,从对焦点至后面的最远清晰点为景深的后界限。
从前界限至对焦点为前景深,从对焦点至至景深的后界限为后景深前后景深之和为全景深,简称景深。
前景深的清晰范围小于后景深约为全景深的1/3。
显微镜景深的计算公式:其中K为常数240um ,M为显微镜总放大倍数通过公式我们可以了解到景深与放大倍数和分辨率是成反比的,因此在要求高数值孔径获得高分别率是一定会导致景深的降低。
通过计算我们也可以知道显微镜的景深范围大致是从几微米——零点几个微米。
这就要求我们的样本表面的高低起伏应该在微米级别内方可获得一幅清晰图像。
因此显微镜下观察的样品都需要制样(使用的常用设备为切割机、镶嵌机、磨抛机)。
因为样品的制备水平与实际操作人员的操作水平有一定的关系,因此高分辨率下的显微镜对于磨样人的水平是有一定严格要求的,也可以说只有在保证样品表面高低起伏在景深允许范围内的情况下,高分辨率才有意义。
五、物镜参数—工作距离工作距离也叫物距,即指物镜前透镜的表面到被检物体之间的距离。