显微镜基础

显微镜基础知识
显微镜包含两组不同光学系统
1 = 灯丝 2 = 孔径光阑 3 = 物镜光瞳 4 = 观察者的瞳孔
A = 视场光阑 B = (物平面)样品平面 C = 目镜中的中间像平面 D = 观察者眼睛的视网膜
显微镜包含两组不同光学系统
1 = 灯丝 2 = 孔径光阑 3 = 物镜光瞳 4 = 观察者的瞳孔
A = 视场光阑 B = (物平面)样品平面 C = 目镜中的中间像平面 D = 观察者眼睛的视网膜
• 蔡司物镜的分辨率---------0.2um(明场)
光学显微镜的景深
景深：即焦点的深度，能够同时看清楚物体上
下两个平面的深度。
h =
Fra Baidu bibliotekn:
X (0.15 ~ 0.30) mm (N.A.) ·M
目的物所在介质的折射率 物镜的数值孔径
n
(N.A.):
M:
显微镜的放大倍数
关于景深
景深的意义 是否物镜决定了观察的景深
可使用调整孔径光阑大小和改变照明方式适当 的调整景深。
关于自动孔径光阑
关于体式镜的景深（D）
总放大倍率
总放大倍数：物体经过物镜、中间变倍器和
目镜放大后，人眼所看到的最终图像的大小与 原物体大小的比值。 Mob=Δ/F1 Moc=250/F2
总放大倍率
放大的实际意义
总倍率=物镜倍率(Mob)*目镜倍率
显微镜的物镜
• 蔡司物镜的分类，透反物镜的区别 透反物镜透射反射都可以观察，反射物镜 透反也可以观察，透射只能观察透射 • 蔡司物镜的一些优势 Neofluor物镜引进短波长，分辨率提高，可观 察紫外波段，比萤石物镜平场度高
显微镜的目镜
• 为什么目镜不能提高分辨率 只放大物镜在目镜中间焦面上所成的像，不 与物体直接成像。 • 蔡司的目镜标识的意义 • 为什么标准物镜都是10倍 视场大小合适，和放大倍数都匹配的较好 • 关于目镜视场数
显微镜的分辨率
分辨率：又称鉴别率、解象力、和分辨本领。能够分辨两个点之
间的最小距离。它与δ相反，δ与入射光的波长成正比，与数值孔径 N.A.成反比。
关于分辨率
• 分辨率的重要性 • 实际观测时分辨率的调整
①调整聚光镜的孔径光阑，使其数值孔径与物镜的数值孔径 一致 ②减小照明光线的波长 ③调整孔径光阑大小，使其数值孔径与物镜对应
工作距离的意义 如何选择合适的工作距离
一般被检物体的工作距离在物镜1倍—2倍焦 距之间。
显微镜各指标之间关系
• 清晰度的概念：指图像的锐利程度。 • 清晰度的影响因素。 它是镜像亮度、分辨率、景深、对比度的综 合作用。
显微镜的光源
• 卤素灯、汞灯、氙灯、LED、激光等的特点 及在显微镜中的应用。 卤素灯：热激发发光，连续谱，波段为可见 光+紫外+红外，波峰高比LED灯亮、经济， 综合效果好，但寿命短2000h。 汞灯：原子激发发光，线光谱，波长短，波 段350nm、420nm、455nm，热量和温度高， 选取滤色片是关键，寿命为200h。 氙灯：白光单色性，比卤素灯的色温、强度 和亮度高，通过光导管传输，寿命2000h， 比汞灯贵。
• 孔径光阑的作用 控制显微镜中的进光亮，调整分辨率和景深。 • 孔径光阑的调节，及主要事项 应该与物镜的数值孔径相对应。 • 孔径光阑的特别应用 适当改变照明的方式
显微镜的孔径光阑
什么是科勒照明 有两套成像光路， ①灯丝，孔径光阑，物镜光瞳，观察者的 瞳孔 ②视场光阑，(物平面)样品平面，目镜中 的中间像平面，观察者眼睛的视网膜
显微镜的聚光镜
• 聚光镜的分类 • 聚光镜的作用 聚光，调整光路和调节数值孔径，可影响到 成像的分辨率、景深、亮度、对比度 • 聚光镜的调节 光路对中和孔径光阑的调节 • 关于长焦距聚光镜
关于蔡司的光学系统
• 各部件完美配合的ICCS光学系统： • 1、管镜和物镜配合校正色差 • 2、各光学部件完美设计和配合，有效利用 光源的能量，在很弱的光强下得到锐利的 图像 • 3、蔡司光学部件的加工精度 • 4、蔡司原材料的选择及预处理 • 5、蔡司对于供应商供应产品的严格检验
显微镜的视场光阑
• 视场光阑的作用 调节视域的范围和矫正光路 • 视场光阑的调节 • 视场光阑在反射率测量中的注意事项
显微镜的物镜
• 物镜的主要分类 ①消色差②复消色差③半复消色差 • 关于萤石物镜的问题 • 关于镀膜问题，镀膜层数及位置，其他厂家 关于镀膜的谎言 • 关于透过率问题，透过率与实际成像质量的 关系 • HD、POL、PH、DIC物镜的区别 HD为明暗场物镜， POL消应力偏光物镜， PH 相衬物镜， DIC
显微镜基础知识的扩展
• 1、显微镜的主要指标 • 显微镜的主要指标包括分辨能力，总放大 倍率、景深、视场宽度、镜像亮度、工作 距离等。 • 2、显微镜的的组成，及主要部件 • 显微镜由光学和机械系统组成 • 光学系统主要光源、孔径光阑、视场光阑、 聚光镜、物镜、目镜等 • 机械系统包括调焦机构，载物台
显微镜基础知识
•
如果看到的不是一个边缘清楚的多边形，则说明光路中的聚光 镜上下位置不准确，此时通过调节聚光镜左手侧的上下调节旋钮 使得视场中形成一个边缘清晰的多边形，此时的聚光镜位置就是 Z轴上最佳位置，以后的调节或观察的时候都不要再移动其位置 了。 • 3，视野中的多边形的正确位置应该是在视野的正中心，如果不 在说明聚光镜在水平面上有偏移，需要调节柯勒照明光路调节旋 钮（聚光器对中螺钉）,通过调节聚光镜上的柯勒照明光路调节 旋钮（两个银色的旋钮）使多边形在视野的中心。 • 4，将视场光栏慢慢放大，当多边形正好外切于视场的时候就是 视场光栏的最佳工作位置。在此过程中其他位置的调节不可以再 动。
显微镜的光源
LED：白光，寿命10000h，不能于研究级显 微镜。
激光：单色性，亮度高，会聚性好，偏振性 好，但是价格昂贵。 • 蔡司照明系统的优势 灯泡功率大，透镜的透过率高，光线均匀， 利用率高。 • 关于蔡司的35瓦灯泡 由于光线利用率高，35低功率的灯泡足以在 金相显微镜上使用。
显微镜的孔径光阑
(Moc)*中间镜倍率
实际放大倍率
有效总倍率在500N.A和1000N.A之间
镜像亮度
镜像亮度：显微镜下图像的亮度。 镜像亮度的意义 镜像亮度和数值孔径及总放大倍数 关系
它与物镜数值孔径值的平方成正比，与放大 倍数的平方成反比。
工作距离
工作距离：也叫物距，是指物镜前透镜的
表面到被检物体之间的距离。
• 2 透射光路 • 1）单偏光 • 将检偏滑尺（图11）置于拔出状态，并将功能转盘（图 12）转到空位置即可。200倍以上观察时，需将聚光镜前 透镜（图14）通过图15装置推入到光路。并将透射光孔径 光阑（图16）适当调小，从而使成像质量达到最佳效果。 • 正交偏光 • 将检偏滑尺（图11）置于推入状态，并将功能转盘 （图12）转到空位置即可。 • 锥光 • 找到合适的视场以后，将物镜转换到高倍（不低于40X）， 然后将功能转盘（图12）转到锥光位置，并将聚光镜前透 镜（图14）转换到光路中即可。 • 3荧光 • 如果显微镜配有荧光部分，观察时先将荧光电源打开， 然后将光路转换到荧光光路，并将功能转盘（图12）转到 荧光激发模块（激发的波长不同）位置即可。
科勒照明的调节
使用10X物镜,明场照明状态（聚光镜转轮选择 H或 BF，功能模块选择空位， DIC 附件全部拉出光路，照相光路转换到观察状态,通过粗调和微调将样品调 节到样本能观察到的最清楚的状态。然后不要再动调焦螺旋。
2，将视场光栏调到最小的状态，如果显微镜的调节状态正确的话，此时在 视野中应该可以看到一个边缘清楚的多边形(如下图)。
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1 反射光光源 2 反射光孔径光阑 3 反射光视场光阑 4 光强调节旋钮 5 显微镜电源开关 6 反射/透射光路切换开关 7 微调 8 粗调 9 试样夹 10 聚光镜系统 11 检偏滑尺 12 功能模块转盘 13 目镜 14 聚光镜前透镜 15前透镜推入装置 16 透射光孔径光阑
• 1. 目镜 （10X,16X,25X) • 2. 双目镜筒(安装目镜及输出） • 3. 检偏器滑块的插槽（仅能用于左侧没有安装照相接口的显 微镜，安装检偏滑尺） • 4. 分光镜（观察及照相光路转换） • 5. HBO/XBO调节器（调节荧光灯丝相时使用） • 6. 灯箱（提供光源，带有反光碗，增加光线利用率） • 7. 视场光栏滑尺（调节光路对中，改变视域大小） • 8. 双滤光轮（安装滤色片，改变光线色温或亮度） • 9. 孔径光阑滑尺（调节光路对中，调小时增大景深，图像亮 度变暗，分辨率降低，衬度增大） • 10. HAL 100 灯箱 • 11. RL按钮－带有指示器LED的反射光开关ON/OFF • 12. 3200K按钮－带有指示器LED的色温3200K ON/OFF • 13. TL按钮－带有指示器LED的透射光开关ON/OFF • 14. 光强控制（调节显微镜光线亮度） • 15. 双滤光轮
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16. 毛玻璃（均匀光线） 17. 透射光视场光阑 18. 聚焦螺旋－细焦螺旋，右侧 19. 聚焦螺旋－粗焦螺旋，右侧 20. 机械式载物台X轴方向移动的控制杆 21. 机械式载物台Y轴方向移动的控制杆 22. 机械式载物台 23. 聚光镜支架（同样参见图4-2） 24. 聚光镜（汇聚光线） 25. 带有物镜的物镜转换器 26. 反射光功能转换器（安装功能模块，实现明场，暗场偏光等功能） 27. ON/OFF显微镜开关 28. 按钮（可设为光强调节，光源开关） 29. 按钮 30. 聚焦螺旋－细焦螺旋，左侧 31. 聚焦螺旋－粗焦螺旋，左侧 32. 按钮（未使用） 33. 透射光开关ON/OFF按钮 34. 反射光开关ON/OFF按钮 35. 透射光/反射光光路切换开关
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偏光显微镜各功能使用 1 反射光路 普通观察 将功能模块转盘（图12）转到明场位置， 并将检偏滑尺（图11）置于拔出状态。 高倍下可以将反射光孔径光阑（图2）适 当调小（向外拔）。 正交观察 将功能模块转盘（图12）转到偏光位置 检偏滑尺（图11）置于推入状态，并将 其刻度调结到90度。如想观察其他角度 的干涉，将检偏滑尺(图11)调节到适当位 置即可。