生物显微镜的基本结构

生物显微镜的基本结构

显微镜的基本结构可分为光学系统、光源照明系统和机械装置三部分。下面分别对它们予以介绍。

一、生物显微镜的光学系统

显微镜的光学系统主要包括物镜、目镜、聚光镜和光源系统四个主要部件。其次还包括滤光片、载玻片和盖玻片。

（一）物镜

物镜一般都是在物镜转换器上旋着。它是显微镜的最主要部件。显微镜的放大及分辨作用主要由它来担当。其优劣直接决定了显微镜的主要光学性能。普通物镜的结构如图10-2-1所示。

为了校正像差和色差（所谓像差是指所成的像与原物在形

状上的差别，色差是指所成的像与原物在颜色上的差别），

物镜都由多块透镜组成，而且放大倍数越高，结构越复杂。

普通物镜所观察到的像面总有些弯曲，即靠中间部分清晰，

靠边缘部分比较模糊。要想让边缘清楚，需要调节显微镜

的微调钮。但是边缘部分清楚后，中间部分又变得模糊了。

这除了不便观察外，更主要地是无法对其进行摄影。平场

物镜可以较好地校正像面弯曲，使视场平坦。但其结构也

相应地复杂些。

现在，多数高倍物镜和油镜内都装有弹簧。在物镜前端受

压时，镜头可以退缩回来。这样一方面可以保护镜头，另一方面也不会把载玻片和盖玻片压碎。这种物镜称为弹簧物镜。

１、物镜的分类显微镜的物镜虽然细分起来多达数百种，但是一般可采用下述三种分法：

（１）按物镜使用空间介质的不同可分为：

干燥系物镜：使用时，物镜与标本之间以空气为介质。

油浸系物镜：简称油镜。使用时，物镜与标本之间以油类为介质。

（２）按物镜的放大倍数不同，可分为：

低倍物镜：放大10倍以下；中倍物镜：放大10～25倍：高倍物镜：放大40～80倍；油镜：放大倍数一般为100倍。

（３）按物镜对像差和色差的校正程度不同，可分为：

消色差物镜（ACH）；复消色差物镜（APO）；平场消色差物镜（PLAN ACH）；平场半复消色差物镜；平场复消色差物镜（PLAN APO）。

这五种物镜的区别主要是消除色差与校正场曲的程度不同。其性能和复杂程度均是递增的。即平场复消色差物镜质量最好，但其价格也最高，结构也最复杂。

２．物镜的识别物镜通常都标有表示物镜光学性能和使用条件的一些数字和符号。如“40/0.65”和

“160/0.17”。此处的40表示它的放大倍数（有的写成40谆?0：1）；0.65表示它的“数值孔径”（有的写成N.A.0.65或A.0.65）；160表示使用该物镜时，显微镜的机械筒长应为160mm（所谓机械筒长是指取下物镜和目镜以后，所剩下的镜筒长度。显微镜的机械筒长现已统一规定为160mm）；0.17表示使用该物镜时，盖玻片的厚度应为0.17mm。有些低倍物镜，在有、无盖玻片的情况下都可以使用，所以不标0.17 而代之以横线“－”。有些油镜上标有“油（或oil）”字。

（二）目镜

普通目镜的结构如图10-2-2所示。目镜通常插在镜筒上。根据需要可以方便地拔插更换。其作用是把物镜放大后的像作进一步的放大，使人眼能够清楚地观察标本。它有单目和双目两种工作方式。廉价显微镜多采用单目形式，使用时，只能用一只眼睛观察。双目显微镜配有两个相同的目镜，可供两只眼睛同时观察。一般的目镜是由上下两块或两组透镜组成。下面的一块大透镜叫场镜，上面的一块小透镜叫接目镜。两块透镜之间有一个环状光栏，用它来限制视场的大小，只留下成像质量较好的像供观察，通常把它叫做视场光栏。光栏上一般粘有一个细丝，用来指示特定的观察目标。当此细丝掉下后，可粘一小段头发或细铜丝代替。但

要注意，其尖端要落在光栏平面内。否则，观察时，指示不清晰。

目镜可分为惠更斯目镜、冉斯登目镜、平场补偿目镜、平场广视野目镜和其它特殊目镜等多种。其中，上下两块透镜的凸透面都朝下的惠更斯目镜在普通显微镜上用得最多。平场补偿目镜一般标有“p”，国产也有标有“PB”的。它和平场物镜相配用。属于高档目镜。

（三）聚光镜

聚光镜又叫集光器，一般安装在镜台下面。它由手旋螺丝固定，安装方便。通常，它由聚光镜和可变光栏两个部件组成。有的聚光镜的下方还安装有一个放置滤光片的圆环形架子。聚光镜的作用一是将光源来的光线会聚到标本上，以便观察。二是使照明光线获得一个与物镜数值孔径相适应的孔径角，以保证物镜充分地被利用。普通聚光镜的结构如图10-2-3所示。可变光栏又叫光圈或虹彩光栏，装在聚光镜的下方，由十几块金属薄片组成。中央通光孔为圆形，移动可变光栏的把手，可以任意调节通光孔的大小。改变聚光镜的孔径角，以配合物镜的数值孔径。

聚光器的主要参数是数值孔径。但它的数值孔径是可变

的，受光栏孔的大小控制。光孔开大，数值孔径增大，反

之则减小。聚光镜外壳上所标的是数值孔径的最大值。

整个聚光镜安装在支承架上。支承架是由滑板连接，利用

齿轮齿条，作高低升降够动。聚光镜的光轴应和显微镜物

镜的轴重合。当发现偏差时，可调节聚光器支承架两侧的

中心调节螺钉，使二者重合。

除了上述普通的聚光镜外，还有暗视场聚光镜、相衬聚光

镜、偏光聚光镜等多种不同用途的聚光镜。以满足不同场

合的使用。

有的显微镜在镜座部分还有一个聚光镜，此聚光镜仅仅起普通的会聚光线的作用。

（三）其它

1、滤光片

有些显微镜配有不同波长的滤光片供选用。显微镜所用的滤光片通常为几个毫米厚的有色玻璃片。滤光片可以滤出与其本身颜色相同颜色的光。使用不同的滤光片，可以有选择地使用不同颜色的照明光线，使观察效果更佳。滤光片常被放置在聚光镜最下方的圆环内，也有的放置在底座上。

2、载玻片和盖玻片

顾名思义，载玻片是用来承载样本的，盖玻片是用来复盖样本的。即，通常观察标本时，标本被夹在两块玻璃片之间，下面的一块叫载玻片，上面的叫盖玻片。二者一般是用长方形的透明玻璃片制成，只是薄厚有所区别。标准盖玻片的厚度为0.17mm；载玻片的厚度则为1.1mm。即厚的一块为载玻片，薄的一块为盖玻片。二者的长、宽相同，通常为45mm?6mm。厚的一块为载玻片，薄的一块为盖玻片。二者的长、宽相同，通常为45mm?6mm。

二、光源照明系统

光源照明系统用来供给照亮标本用的光线。显微镜所用的光源有自然光和电光源两种。对采用自然光的显微镜，其光源系统只有一个反射镜。反射镜又叫反光镜。它安装在聚光器下面的镜臂上。反射镜有两个反射面：一面为平面，另一面为凹面。可在水平和垂直两个方向上任意转动。它的作用主要是改变室内光线的方向（凹面镜也有一定的聚光作用），使光线射向聚光镜。

现代显微镜多使用电光源进行照明。其光源系统由光源灯电路、光源灯、透镜、反射镜，聚光镜等组成。整个光源照明系统安装在灯座内。光源灯一般使用钨灯或卤钨灯。灯的功率从十几瓦到数十瓦不等。光源灯所使用的电压通常为12V以下的低电压，并要求电压可调，以改变光线的亮度。在光源灯的电路部分通常都设有光亮调节器。通过调节光亮调节器，可以很方便地改变投照在标本上光的亮度。

光源灯的电路的结构形式多种多样。但通常都是采用改变变压器初级线圈电压的方法来进行调压的。常用的改变变压器初级线圈电压的方法有：改变变压器初级所串联的电阻分档来改变变压器的初级电压；用单结晶体管或双向二极管控制可控硅的导通角来改变变压器的初级电压等。具体电路这里不再介绍。