显微镜的四大光学原理 显微镜操作规程

显微镜的四大光学原理显微镜操作规程
一．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亮物体时，则发生折射现像，这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。

当与透亮物面不垂直的光线由空气射入透亮物体一．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亮物体时，则发生折射现像，这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。

当与透亮物面不垂直的光线由空气射入透亮物体（如玻璃）时，光线在其介面更改了方向，并和法线构成折射角。

二．透镜的性能
透镜是构成显微镜光学系统的最基本的光学元件，物镜、目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜构成。

依其外形的不同，可分为凸透镜（正透镜）和凹透镜（负透镜）两大类。

当一束平行于光轴的光线通过凸透镜后相交于一点，这个点称“焦点”，通过交点并垂直光轴的平面，称“焦平面”。

焦点有两个，在物方空间的焦点，称“物方焦点”，该处的焦平面，称“物方焦平面”；反之，在像方空间的焦点，称“像方焦点”，该处的焦平面，称“像方焦平面”。

光线通过凹透镜后，成正立虚像，而凸透镜则成正立实像。

实像可在屏幕上显现出来，而虚像不能。

三．影响成像的关键因素—像差
由于客观条件，任何光学系统都不能生成理论上理想的像，各种像差的存在影响了成像质量。

下面分别简要介绍各种像差。

1．色差色差是透镜成像的一个严重缺陷，发生在多色光为光源的情况下，单色光不产生色差。

白光由红橙黄绿青蓝紫七种构成，各种光的波长不同，所以在通过透镜时的折射率也不同，这样物方一个点，在像方则可能形成一个色斑。

光学系统最紧要的功能就是消色差。

色差一般有位置色差，放大率色差。

位置色差使像在任何位置察看都带有色斑或晕环，使像模糊不清。

而放大率色差使像带有彩色边缘。

2．球差球差是轴上点的单色相差，是由于透镜的球形表面造成的。

球差造成的结果是，一个点成像后，不在是个亮点，而是一个中心亮边缘渐渐模糊的亮斑，从而影响成像质量。

球差的矫正常利用透镜组合来除去，由于凸、凹透镜的球差是相反的，可选配不同材料的凸凹透镜胶合起来予以除去。

旧型号显微镜，物镜的球差没有完全矫正，应与相应的补偿目镜搭配，才能达到矫正效果。

一般新型显微镜的球差完全由物镜除去。

3．慧差慧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状，型如慧星，故称“慧差”。

4．像散像散也是影响清楚度的轴外点单色像差。

当视场很大时，边缘上的物点离光轴远，光束倾斜大，经透镜后则引起像散。

像散使原来的物点在成像后变成两个分别并且相互垂直的短线，在理想像平面上综合后，形成一个椭圆形的斑点。

像散是通过多而杂的透镜组合来除去。

5．场曲场曲又称“像场弯曲”。

当透镜存在场曲时，整个光束的交点不与理想像点重合，虽然在每个特定点都能得到清楚的像点，但整个像平面则是一个曲面。

这样在镜检时不能同时看清整
个像面，给察看和照相造成困难。

因此讨论用显微镜的物镜一般都是平场物镜，这种物镜已经矫正了场曲。

6．畸变前面所说各种像差除场曲外，都影响像的清楚度。

畸变是另一种性质的像差，光束的同心性不受到破坏。

因此，不影响像的清楚度，但使像与原物体比，在形状上造成失真。

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a.在库勒照明系统调整好的基础上，用明视野方法把样品调焦清楚；
b.把聚光镜转到Ph1对准转盘刻度线位置，选用10×相差物镜，换上待察看的透亮样品；
c.拔掉其中一个目镜，换上对中望
远镜，并调焦 a.在库勒照明系统调整好的基础上，用明视野方法把样品调焦清楚；
b.把聚光镜转到Ph1对准转盘刻度线位置，选用10×相差物镜，换上待察看的透亮样品；
c.拔掉其中一个目镜，换上对中望远镜，并调焦于视野中的两个相差环上（物镜的黑色相差环和聚光镜的透光相差环）；
d.视野中的两个相差环不愿定重合，调整聚光镜上的两个调整装置（调整相差环左右位置的调整杆和调整前后位置的摩擦式转钮），使透光环作前后左右移动而与黑环重合；
e.调整好后，换回察看用目镜，将绿色滤光片按入光路中，即可察看到样品的相差像；
f.有20×和40×物镜察看时，聚光镜应设在Ph2位置上，用100物镜时，聚光镜应设在Ph3位置上。

适用范围：适用于察看透亮、未染色或不能染色的样品，如各种细胞、活组织、未染色或不染色的组织切片、水生生物等。

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目前，光学显微镜已由传统的生物显微镜演化成诸多种类的专
用显微镜，依照其成像原理可分为：
①几何光学显微镜：包括生物显微镜、落射光显微镜、倒置显微镜、金相显微镜、暗视野显
微镜等。

②物理光学显微镜：包括相差显微镜、偏光显微镜、干涉显微镜、相差偏振光显微镜、相差
干涉显微镜、相差荧光显微镜等。

③信息转换显微镜：包括荧光显微镜、显微分光光度计、图像分析显微镜、声学显微镜、照
相显微镜、电视显微镜等。

列举几种显微镜的用途:
a生物显微镜:一般来说显微镜可分大类为体视显微镜与生物显微镜。

由于用途不同、要求不同，因而产生了很多分支，但基本原理还是一样的。

偏光、相衬、透射和落射等等还是归属于生物显微镜。

b体视显微镜:又称解剖显微镜、实体显微镜和立体显微镜，是用途比较多的显微镜。

其操作简便，对标本要求不高，工作距离长，察看时有较强的立体感，可以对实物进行察看，也可以在察看的同时对标本进行一些操作。

而不是像生物显微镜那样需要对标本进行切片处理，切片需要相应的技术和设备。

因此，体视显微镜在微电子、精密仪器仪表装配与维护和修理、微雕等领域有很广泛的应用。

在生物、医学领域广泛用于解剖操作和显微外科手术（目前已归类为手术显微镜）,用于生物、医学领域其光源只能用冷光源（光纤）；在工业中用于微小零件和集成电路的观测、装配、检查等工作。

c金相显微镜:很多人都喜好写成"金像显微镜"，金相显微镜是专门用于察看金属和矿物等不透亮物体金相组织的显微镜。

这些不透亮物体无法在一般的透射显微镜中察看，故相和一般显微镜的紧要差别在于前者以反射光，而后者以透射光照明。

在金相显微镜中
照明光束从物镜方向射到被察看物体表，被物面反射后再返回物镜成像。

这种反射照明方式也广泛用于集成电路硅片的检测工作。