必修一显微镜的结构和使用方法

显微镜的结构和使用方法普通光学显微镜简介显微镜可分为电子显微镜和光学显微镜两大类。

光学显微镜包括：明视野显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、偏光显微镜、荧光显微镜、立体显微镜等。

其中明视野显微镜为最常用普通光学显微镜，其它显微镜都是在此基础上发展而来的，基本结构相同，只是在某些部分作了一些改变。

明视野显微镜简称显微镜。

一、显微镜的构造普通光学显微镜的构造可以分为机械和光学系统两大部分。

(斜筒式光学显微镜) 1.物镜转换器2. 接物镜 3.游标卡尺 4.载物台 5.聚光器 6. 彩虹光阑7.光源8. 镜座9. 电源开关10. 光源滑动变阻器11.粗调螺旋12. 微调螺旋13. 镜臂14.镜筒15.目镜16.标本移动螺旋1、机械系统（1）镜座：是显微镜的底座，用以支持整个镜体。

（2）镜柱：是镜座上面直立的部分，用以连接镜座和镜臂。

（3）镜臂：一端连于镜柱，一端连于镜筒，是取放显微镜时手握部位。

（4）镜筒：连在镜臂的前上方，镜筒上端装有目镜，下端装有物镜转换器。

（5）物镜转换器(旋转器)简称“旋转器”：接于棱镜壳的下方，可自由转动，盘上有3－4个圆孔，是安装物镜部位，转动转换器，可以调换不同倍数的物镜，当听到碰叩声时，方可进行观察，此时物镜光轴恰好对准通光孔中心，光路接通。

转换物镜后，不允许使用粗调节器，只能用细调节器，使像清晰。

（6）镜台(载物台)：在镜筒下方，形状有方、圆两种，用以放置玻片标本，中央有一通光孔，我们所用的显微镜其镜台上装有玻片标本推进器(推片器)，推进器左侧有弹簧夹，用以夹持玻片标本，镜台下有推进器调节轮，可使玻片标本作左右、前后方向的移动。

（7）调节器：是装在镜柱上的大小两种螺旋，调节时使镜台作上下方向的移动。

①粗调节器(粗准焦螺旋)：大螺旋称粗调节器，移动时可使镜台作快速和较大幅度的升降，所以能迅速调节物镜和标本之间的距离使物像呈现于视野中，通常在使用低倍镜时，先用粗调节器迅速找到物像。

②细调节器(细准焦螺旋)：小螺旋称细调节器，移动时可使镜台缓慢地升降，多在运用高倍镜时使用，从而得到更清晰的物像，并借以观察标本的不同层次和不同深度的结构。

2、光学系统显微镜的光学系统主要包括物镜、目镜、反光镜和聚光器四个部件。

（一）物镜：物镜是决定显微镜性能的最重要部件，安装在物镜转换器上，接近被观察的物体，故叫做物镜或接物镜。

1．物镜的分类①物镜根据使用条件的不同可分为干燥物镜和浸液物镜；其中浸液物镜又可分为水浸物镜和油浸物镜（常用放大倍数为90—100倍）。

②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）高倍物镜（40—65倍）。

2、物镜的主要参数：放大倍数、数值孔径和工作距离。

①、放大倍数是指眼睛看到像的大小与对应标本大小的比值。

它指的是长度的比值而不是面积的比值。

例：放大倍数为100×，指的是长度是1μm的标本，放大后像的长度是100μm，要是以面积计算，则放大了10,000倍。

物镜的长度越长，放大倍数越大，反之亦然。

②、数值孔径也叫镜口率，简写NA 或A，是物镜和聚光器的主要参数，与显微镜的分辨力成正比。

干燥物镜的数值孔径为0.05-0.95，油浸物镜（香柏油）的数值孔径为1.25。

③、工作距离是指当所观察的标本最清楚时物镜的前端透镜下面到标本的盖玻片上面的距离。

物镜的工作距离与物镜的焦距有关，物镜的焦距越长，放大倍数越低，其工作距离越长。

例：10倍物镜上标有10/0.25和160/0.17，其中10为物镜的放大倍数；0.25为数值孔径；160为镜筒长度（单位mm）；0.17为盖玻片的标准厚度（单位mm）。

10倍物镜有效工作距离为6.5mm，40倍物镜有效工作距离为0.48mm 。

（二）目镜：因为它靠近观察者的眼睛，因此也叫接目镜。

安装在镜筒的上端。

1．目镜的结构通常目镜由上下两组透镜组成，上面的透镜叫做接目透镜，下面的透镜叫做会聚透镜或场镜。

上下透镜之间或场镜下面装有一个光阑（它的大小决定了视场的大小），因为标本正直筒式光学显微镜斜筒式光学显微镜好在光阑面上成像，可在这个光阑上粘一小段毛发作为指针，用来指示某个特点的目标。

也可在其上面放置目镜测微尺，用来测量所观察标本的大小。

目镜的长度越短，放大倍数越大，反之亦然。

2．目镜的作用是将已被物镜放大的，分辨清晰的实像进一步放大，达到人眼能容易分辨清楚的程度。

常用目镜的放大倍数为5—16倍。

3．目镜与物镜的关系物镜已经分辨清楚的细微结构，假如没有经过目镜的再放大，达不到人眼所能分辨的大小，那就看不清楚；但物镜所不能分辨的细微结构，虽然经过高倍目镜的再放大，也还是看不清楚，所以目镜只能起放大作用，不会提高显微镜的分辨率。

有时虽然物镜能分辨开两个靠得很近的物点，但由于这两个物点的像的距离小于眼睛的分辨距离，还是无法看清。

所以，目镜和物镜即相互联系，又彼此制约。

（三）聚光器聚光器也叫集光器。

位于标本下方的聚光器支架上。

它主要由聚光镜和可变光阑组成。

其中，聚光镜可分为明视场聚光镜（普通显微镜配置）和暗视场聚光镜。

（四）反光镜反光镜是一个可以随意转动的双面镜，直径为50mm，一面为平面，一面为凹面，其作用是将从任何方向射来的光线经通光孔反射上来。

平面镜反射光线的能力较弱，是在光线较强时使用，凹面镜反射光线的能力较强，是在光线较弱时使用。

反光镜通常一面是平面镜，另一面是凹面镜，装在聚光器下面，可以在水平与垂直两个方向上任意旋转。

反光镜的作用是使由光源发出的光线或天然光射向聚光器。

当用聚光器时一般用平面镜，不用时用凹面镜；当光线强时用平面镜，弱时用凹面镜。

观察完毕后，应将反光镜垂直放置。

二、显微镜的性能物镜的作用是将标本作第一次放大，它是决定显微镜性能的最重要的部件——分辨力的高低。

分辨力也叫分辨率或分辨本领。

分辨力的大小是用分辨距离（所能分辨开的两个物点间的最小距离）的数值来表示的。

在明视距离（25cm）之处，正常人眼所能看清相距0.073mm的两个物点，这个0.073mm的数值，即为正常人眼的分辨距离。

显微镜的分辨距离越小，即表示它的分辨力越高，也就是表示它的性能越好。

显微镜的分辨力的大小由物镜的分辨力来决定的，而物镜的分辨力又是由它的数值孔径和照明光线的波长决定的。

当用普通的中央照明法（使光线均匀地透过标本的明视照明法）时，显微镜的分辨距离为d=0.61λ/NA式中d——物镜的分辨距离，单位nm。

λ——照明光线波长，单位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 ，取其平均波长550 nm，则d=270 nm，约等于照明光线波长一半。

一般地，用可见光照明的显微镜分辨力的极限是0.2μm。

三、显微镜的成像原理显微镜的放大作用是由物镜和目镜共同完成，标本经物镜放大后，在目镜的焦平面上形成一个倒立实像，再经目镜进一步放大形成一个虚像，被人眼所观察到，如右图所示：四、显微镜的使用方法1、低倍镜的使用方法（1）取镜和放置：显微镜平时存放在柜或箱中，用时从柜中取出，右手紧握镜臂，左一手托住镜座,将显微镜放在自己左肩前方的实验台上，镜座后端距桌边5--7厘米为宜，便于操作。

（2）对光：用拇指和中指移动旋转器(切忌手持物镜移动)，使低倍镜对准载物台的通光孔(当转动听到碰叩声时，说明物镜光轴已对准镜筒中心)。

调节为较大光圈并将反光镜转向光源，左眼在目镜上观察(右眼睁开),同时调节反光镜偏转角度，直到视野内出现明亮光斑为止。

（3）放置玻片标本：取一玻片标本放在载物台上，一定使有盖玻片的一面朝上，切不可放反，用压片夹夹住，然后移动玻片，将所要观察的部位调到视野范围内。

（4）调节焦距：以左手按顺时针方向转动粗准焦螺旋，使镜筒缓慢地下降至物镜距标本片约5毫米处，应注意在下降镜筒时，切勿在目镜上观察。

一定要从右侧看着镜筒下降，以免下降过多，造成镜头或标本片的损坏。

然后，两眼同时睁开，用左眼在目镜上观察，左手逆时针方向缓慢转动粗准焦螺旋，使镜筒缓慢上升，直到视野中出现清晰的物像为止。

注意：如果物像不在视野中心，可移动玻片，将所要观察的部位调到视野范围内。

(注意移动玻片的方向与视野物象移动的方向是相反的)。

如果视野内的亮度不合适，可通过调整光圈的大小来调节，如果在调节焦距时，镜台下降已超过工作距离(>5.40mm)而未见到物像，说明此次操作失败，则应重新操作，切不可心急而盲目地上升镜台。

2、高倍镜的使用方法（1）选好目标：一定要先在低倍镜下把需进一步观察的部位调到视野中心，同时把物像调节到最清晰的程度，才能进行高倍镜的观察。

（2）转动转换器，调换上高倍镜头：转换高倍镜时转动速度要慢，并从侧面进行观察(防止高倍镜头碰撞玻片)，如高倍镜头碰到玻片，说明低倍镜的焦距没有调好，应重新操作。

（3）调节焦距：转换好高倍镜后，用左眼在目镜上观察，此时一般能见到一个不太清楚的物象，可将细调节器的螺旋逆时针移动约0.5－1圈，即可获得清晰的物像(切勿用粗调节器!)如果视野的亮度不合适，可用集光器（反光镜）和光圈加以调节，如果需要更换玻片标本时，必须顺时针(切勿转错方向)转动粗调节器使镜台下降，方可取下玻片标本。

五、显微镜使用的注意事项1、持镜时必须是右手握臂、左手托座的姿势，不可单手提取，以免零件脱落或碰撞到其它地方。

2、轻拿轻放，不可把显微镜放置在实验台的边缘，以免碰翻落地。

3、保持显微镜的清洁，光学和照明部分只能用擦镜纸擦拭，切忌口吹手抹或用布擦，机械部分用布擦拭。

4、水滴、酒精或其它药品切勿接触镜头和镜台，如果沾污应立即用擦镜纸擦净。

5、放置玻片标本时要对准通光孔中央，且不能反放玻片，防止压坏玻片或碰坏物镜。

6、要养成两眼同时睁开观察的习惯，以左眼观察视野，右眼用以绘图。

7、不要随意取下目镜，以防止尘土落入物镜，也不要任意拆卸各种零件，以防损坏。

8、使用完毕后，必须复原才能放回镜箱内，其步骤是：取下标本片，转动旋转器使镜头离开通光孔，下降镜台，平放反光镜，下降集光器(但不要接触反光镜)、关闭光圈，推片器回位，盖上绸布和外罩，放回实验台柜内。

最后填写使用登记表。

(注：反光镜通常应垂直放，但有时因集光器没提至应有高度，镜台下降时会碰坏光圈，所以这里改为平放)六、显微镜使用的若干问题1、显微镜在目镜中观察成倒立虚像【例析】（1）、若在载玻片上用钢笔写一个“上”字，那么在显微镜目镜中观察到的是怎样一个字？（2）、若在显微镜下发现黑藻细胞的细胞质流动方向是顺时针方向，则细胞质流动的实际方向如何？2、显微镜的放大倍数：显微镜放大倍数＝目镜放大倍数×物镜放大倍数（1）放大倍数越大，视野中细胞的数量越少，观察到的范围越小，视野越暗（2）放大倍数越小，视野中细胞的数量越多，观察到的范围越大，视野越亮（3）放大倍数的实质：放大的是观察对象的长度或者宽度，不是面积例：放大倍数为100×，指的是长度是1μm的标本，放大后像的长度是100μm，要是以面积计算，则放大了10,000倍。