显微镜结构及其原理

目镜 眼 睛
Fe
Fe’
-y1’
D
xa
-x2’
(4) 物镜成实像，可以在物镜的实物面上设置分划 板，可以对物的线度进行测量；
(5) 通过目镜的离焦，可以将微小物体二次成放大 的实像进行显示或记录。
1、光度学基本概念－显微镜聚光本领
(1)光源的辐射通量(P)：单位时间的辐射能量。
(2)光源的光通量(P)：单位时间的视觉辐射能量。
d
2、像面照度公式－显微镜聚光本领
设显微光学系统的基本亮 度为L0，则像面的照度为
Hi L0 (n'sin U ' )2
1
2
L0 (n sin U )2
出瞳
Image
-U’
d
例题－显微镜
例题1、 用两个焦距都是50mm的正透
镜组成一个10倍的显微镜，问物镜的 倍率、目镜的倍率以及物镜和目镜之 间的间隔各为多少?
(3)光源的光辐出度(M): 单位面积在半空间的光通量。
(4)光源的发光强度(I)：单位立体角的光通量。
(5)光源的光亮度(L)：单位面积单位立体角的光通量。
(6)物面的照度(H)：单位面积接受到的光通量。
(7)辐射亮度定理：
光学系统各面上亮度满足L/n2=const.
(8)扩展源的照度：
L
物面
j
H L sin2 j
镜目距：自目镜最后一个折射面到出瞳的距离。
二、光束限制－显微镜
孔径光阑：因物镜而异。 单组低倍物镜，其镜框即为孔径光阑； 多组透镜构成的复杂物镜，或者以最后一组
透镜框作为孔径光阑，或者在物镜的像方焦平 面上或附近设置专门的孔径光阑。
视场光阑：通常设置在物镜的像平面上。 入窗和入瞳重合，可以保证消除渐晕。 视场光阑的大小等于物面的视场可见范围与
一、基本结构－显微镜
1、结构
物镜
目镜 眼 睛
y
2、几个概念
Fo
Fo’
光学筒长：目镜和物镜
之间的光学间隔D。
-y’
D
Fe -y1’
Fe’ xa
机械筒长：从显微镜的镜筒中抽出目镜和物镜，留下的 镜筒的长度，其值一般为160~190mm。我国为160mm。
目镜的工作距离：目镜的物方焦平面到目镜的第一个几 何面的距离。
物镜的垂轴放大率的乘积。
三、分辨本领－显微镜
1、分辨率
显微镜刚好能够分辨的物 出瞳D’
平面上两点的最小距离。
2、表示
s 0.61 /(n sinU ) 0.61 / N.A.
s'
s'
q0
ຫໍສະໝຸດ Baidu
U’ A’
d
N.A. (Numeric aperture) 称为数值孔径。
▪不发光物体被别的光源照明: s / N.A.
x1' fo' -
250 fo' fe' / D
250 f'
25cm
2、有效视角放大率－显微镜放大本领
使用显微镜要求:
(1)、显微镜光学系统的性能得到充分的利用; (2)、没有赝像;
视角放大率的要求:
线度正好等于显微镜分辨极限的物体放大后
对眼睛的视角为2’~4’
2' 0.5 / NA 4'
▪斜照明:
s 0.5 / N.A.
1、视角放大率－显微镜放大本领
tanw' tan w
物镜
y
Fo
Fo’
250 y
xa
y'' - x2 '
oe
-y’
目镜 眼 睛
Fe -y1’
D
x1’
-w’Fe’
xa
o
y' , y
e
250 fe '
x2 ' x2 '-xa
250 fe '
-x2’
y
w
oe
- 250 fe'
500NA 1000NA
250
物镜有四种，即－4×、－10×、－40×和－100×
目镜有三种，即5×，10×和15×
3、显微镜成像特点－显微镜放大本领
(1) 有高的放大率；
物镜
(2) 眼睛和像的位置 y
适度，适于使用；
Fo
Fo’
(3) 通过调换物镜和 目镜可以改变显微镜
-y’
的视角分辨率，扩展 显微镜的使用范围；
例题－显微镜
例题2、一显微镜的光学筒长为150mm,
如果物镜的焦距为20mm，目镜的视放 大率为12.5×,求：
(1) 总的视放大率； (2) 系统的焦距； (3) 如果物镜的数值孔径为0.1，问该视 放大率是否在适用范围内? (4) 物体到物镜之间的距离。
作业－显微镜
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