显微镜和显微镜技术 PPT
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NA=nsinβ
油 低数值孔径Βιβλιοθήκη Baidu干物镜 较高数值孔径 干物镜
油
最高数值孔径 油浸物镜
(三 ) 分 辨 率
• 分辨率：显微镜的最重要参数，能够区 分开两个质点的最小距离。 D：分 辨 率 λ ：光波的波长 N：介质折射率 α ：物镜镜口角
D=
0.61λ N•sinα/2
N与D成反比 ，λ与D成正比
提高显微镜分辨率的方法
的性能参数相关。
镜像清晰度是指图像的轮廓清晰、衬 度适中的程度。
(七 ) 工 作 距 离
工作距离是指从物镜前表面中心到被观察标本 间满足工作要求的距离范围，与物镜的数值孔径成
反比。
一般情况下，物镜的数值孔径赿大，其工作距 离赿小。
四、像 差 和 色 差 (一) 像 差 (aberration)
像差是指透镜所成的像与理想像
在形状、颜色等方面存在差异。
(二 ) 色 差
色差(chromatic aberration )是一种由白光或 复色光经透镜成像时，会因各种色光存在着光程 差而造成颜色不同、位置不重合、大小不一致的 不同成像效果，从而造成像和物的较大失真。
透镜的色差
透镜的轴向色差（Ａ）和垂轴色差（Ｂ）
Ａ
B
五、光学显微镜的不足之处
显微镜和显微镜技术
教 学 基 本 要 求
掌握常 用显微 镜的结 构及性 能特点
熟悉显微 技术的基 础理论， 显微镜的 应用
了解显微 镜的维护， 显微技术 的进展
内
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
容
提
要
光学显微镜 光学显微镜的分类及其应用 电子显微镜 显微镜的维护、常见故障及排除 显微摄影术
(二 ) 数 值 孔 径
数值孔径(numerical aperture)又叫镜 口率，是物体与物镜间媒质的折射率n与物 镜孔径角的一半(β)正弦值的乘积，通常缩 写为NA，即 NA=nsinβ
显微镜的数值孔径与其放大率成正比， 与分辨率、景深成反比，它的平方与图像 亮度成正比。
(二 ) 数 值 孔 径
第一节 光 学 显 微 镜
一、光学显微镜的工作原理 二、光学显微镜的基本结构 三、光学显微镜的性能参数 四、像差和色差
五、光学显微镜的不足之处
一、光学显微镜的工作原理
显微镜是由两组会聚透镜组成的光学折射成像系统。把
焦距较短、靠近观察物、成实像的透镜组称为物镜（object
lens），而焦距较长，靠近眼睛、成虚像的透镜组称为目镜 （ocular lens）。被观察物体位于物镜的前方，被物镜作第 一级放大后成一倒立的实像，然后此实像再被目镜作第二级 放大， 得到最大放大效果的倒立的虚像，位于人眼的明视距
1.放大倍数的极限： 2000 2.分辨率的极限： 0.2m （可见光照明） 3.景深的极限： 0.1m （要求金相准备） 4.不能分析化学成分
第二节 光学显微镜的分类及其应用
一、双目生物显微镜 二、荧光显微镜 三、倒置显微镜 四、体视显微镜 五、暗场显微镜 六、偏光显微镜 七、激光扫描共聚焦显微镜
一、双 目 生 物 显 微 镜
双目显微镜(binocular microscope)的结构是
利用一组复合棱镜把透过物镜后的光束分成强度相
同的两束而形成两个中间像，分别再由左右目镜放
大。来自物镜的光线经棱镜组分光成两束平行光束，
进入目镜，双目显微镜必须满足分光后两束光的光 程必须相同和两束光的光强度大小一致这两个基本 要求。
荧光显微镜的种类
A 透射式
B 落射式
荧光显微镜的主要部件
透射式
落射式 • 汞灯光源 • 激发滤色镜 • 分色镜 • 吸收滤色镜
• 汞灯光源
• 激发滤色镜
• 暗场聚光镜
• 吸收滤色镜
透射荧光显微镜的构造
吸收滤色镜
二、荧 光 显 微 镜
荧光（Fluorescence）： 细胞中的某些物质 （如叶绿素）经紫外线照射后能发出可见光线， 称为荧光。 自发荧光：由细胞本身存在的物质经紫外线 照射后发出的荧光。 诱发荧光：一些细胞成分本身经紫外线照射 后不发荧光，但用荧光染料（酸性品红、甲基绿、 吖叮橙等荧光色素）进行活体染色或固定后切片 染色，就能在荧光镜下看见荧光，这种荧光叫诱 发荧光。
离处。
光学显微镜的工作原理图
二、光学显微镜的基本结构
1. 机械部分：镜座、 镜柱、镜臂、镜筒、调焦装
置、载物台（物镜转换器）
2.光学部分：目镜、物 镜、反光镜、聚光镜 放大倍数： 目镜的放大倍数×物镜的
放大倍数
三、光学显微镜的性能参数
(一) 放大率
(二)数值孔径
(三)分辨率 (四)视野 (五) 景深与焦长 (六)镜像亮度和清晰度 (七)工作距离
一、双 目 生 物 显 微 镜
目镜
物镜
聚光器
光源
二、荧 光 显 微 镜
荧光显微镜 (fluorescence microscopy)是以 紫外线为光源来激发生物标本中的荧光物质，产 生能观察到各种颜色荧光的一种光学显微镜。利
用它可研究荧光物质在组织和细胞内的分布。
为防止紫外线进入物镜，可以采用暗视场照明。
（1）增大物镜的数值孔径 在物镜和盖玻片之间充以n 较大的油， 如香柏油n =1.52,不仅使n 增大，而且孔径 角也增大。 （2）用短波长的光照射 如紫外光显微镜，电子显微镜。
(四 ) 视 野
视野(visual field)又称视场 (field)，是指通过显微镜所能看到
标本所在空间的范围。
(五 ) 景 深 与 焦 长
(一 ) 放 大 率
显微镜的放大率(amplification)或称放大倍数是 指显微镜经多次成像后最终所成(放大的)像的大小相
对于原物体大小的比值，常记作M。
M=maq
M是显微镜的总放大倍数；m是物镜的放大倍数；a是目镜的放大 倍率，一般表达为明视距离(正常视力者为25cm)与目镜焦距之比；q为 在双目显微镜中所增设的棱镜所起的放大倍数，一般取值为1.6倍。
景深(depth of field)又称焦点深度， 是指在成一幅清晰像的前提下，像平面 不变，景物沿光轴前后移动的距离称 “景深”。
景物不动，像平面沿光轴前后移动 的距离称“焦长”。
(六 ) 镜 像 亮 度 和 清 晰 度
镜像亮度即显微镜的图像亮度的简称。 高倍率工作条件下的暗场、偏光、摄影显 微镜等都需要足够的亮度，与照明及物镜
油 低数值孔径Βιβλιοθήκη Baidu干物镜 较高数值孔径 干物镜
油
最高数值孔径 油浸物镜
(三 ) 分 辨 率
• 分辨率：显微镜的最重要参数，能够区 分开两个质点的最小距离。 D：分 辨 率 λ ：光波的波长 N：介质折射率 α ：物镜镜口角
D=
0.61λ N•sinα/2
N与D成反比 ，λ与D成正比
提高显微镜分辨率的方法
的性能参数相关。
镜像清晰度是指图像的轮廓清晰、衬 度适中的程度。
(七 ) 工 作 距 离
工作距离是指从物镜前表面中心到被观察标本 间满足工作要求的距离范围，与物镜的数值孔径成
反比。
一般情况下，物镜的数值孔径赿大，其工作距 离赿小。
四、像 差 和 色 差 (一) 像 差 (aberration)
像差是指透镜所成的像与理想像
在形状、颜色等方面存在差异。
(二 ) 色 差
色差(chromatic aberration )是一种由白光或 复色光经透镜成像时，会因各种色光存在着光程 差而造成颜色不同、位置不重合、大小不一致的 不同成像效果，从而造成像和物的较大失真。
透镜的色差
透镜的轴向色差（Ａ）和垂轴色差（Ｂ）
Ａ
B
五、光学显微镜的不足之处
显微镜和显微镜技术
教 学 基 本 要 求
掌握常 用显微 镜的结 构及性 能特点
熟悉显微 技术的基 础理论， 显微镜的 应用
了解显微 镜的维护， 显微技术 的进展
内
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
容
提
要
光学显微镜 光学显微镜的分类及其应用 电子显微镜 显微镜的维护、常见故障及排除 显微摄影术
(二 ) 数 值 孔 径
数值孔径(numerical aperture)又叫镜 口率，是物体与物镜间媒质的折射率n与物 镜孔径角的一半(β)正弦值的乘积，通常缩 写为NA，即 NA=nsinβ
显微镜的数值孔径与其放大率成正比， 与分辨率、景深成反比，它的平方与图像 亮度成正比。
(二 ) 数 值 孔 径
第一节 光 学 显 微 镜
一、光学显微镜的工作原理 二、光学显微镜的基本结构 三、光学显微镜的性能参数 四、像差和色差
五、光学显微镜的不足之处
一、光学显微镜的工作原理
显微镜是由两组会聚透镜组成的光学折射成像系统。把
焦距较短、靠近观察物、成实像的透镜组称为物镜（object
lens），而焦距较长，靠近眼睛、成虚像的透镜组称为目镜 （ocular lens）。被观察物体位于物镜的前方，被物镜作第 一级放大后成一倒立的实像，然后此实像再被目镜作第二级 放大， 得到最大放大效果的倒立的虚像，位于人眼的明视距
1.放大倍数的极限： 2000 2.分辨率的极限： 0.2m （可见光照明） 3.景深的极限： 0.1m （要求金相准备） 4.不能分析化学成分
第二节 光学显微镜的分类及其应用
一、双目生物显微镜 二、荧光显微镜 三、倒置显微镜 四、体视显微镜 五、暗场显微镜 六、偏光显微镜 七、激光扫描共聚焦显微镜
一、双 目 生 物 显 微 镜
双目显微镜(binocular microscope)的结构是
利用一组复合棱镜把透过物镜后的光束分成强度相
同的两束而形成两个中间像，分别再由左右目镜放
大。来自物镜的光线经棱镜组分光成两束平行光束，
进入目镜，双目显微镜必须满足分光后两束光的光 程必须相同和两束光的光强度大小一致这两个基本 要求。
荧光显微镜的种类
A 透射式
B 落射式
荧光显微镜的主要部件
透射式
落射式 • 汞灯光源 • 激发滤色镜 • 分色镜 • 吸收滤色镜
• 汞灯光源
• 激发滤色镜
• 暗场聚光镜
• 吸收滤色镜
透射荧光显微镜的构造
吸收滤色镜
二、荧 光 显 微 镜
荧光（Fluorescence）： 细胞中的某些物质 （如叶绿素）经紫外线照射后能发出可见光线， 称为荧光。 自发荧光：由细胞本身存在的物质经紫外线 照射后发出的荧光。 诱发荧光：一些细胞成分本身经紫外线照射 后不发荧光，但用荧光染料（酸性品红、甲基绿、 吖叮橙等荧光色素）进行活体染色或固定后切片 染色，就能在荧光镜下看见荧光，这种荧光叫诱 发荧光。
离处。
光学显微镜的工作原理图
二、光学显微镜的基本结构
1. 机械部分：镜座、 镜柱、镜臂、镜筒、调焦装
置、载物台（物镜转换器）
2.光学部分：目镜、物 镜、反光镜、聚光镜 放大倍数： 目镜的放大倍数×物镜的
放大倍数
三、光学显微镜的性能参数
(一) 放大率
(二)数值孔径
(三)分辨率 (四)视野 (五) 景深与焦长 (六)镜像亮度和清晰度 (七)工作距离
一、双 目 生 物 显 微 镜
目镜
物镜
聚光器
光源
二、荧 光 显 微 镜
荧光显微镜 (fluorescence microscopy)是以 紫外线为光源来激发生物标本中的荧光物质，产 生能观察到各种颜色荧光的一种光学显微镜。利
用它可研究荧光物质在组织和细胞内的分布。
为防止紫外线进入物镜，可以采用暗视场照明。
（1）增大物镜的数值孔径 在物镜和盖玻片之间充以n 较大的油， 如香柏油n =1.52,不仅使n 增大，而且孔径 角也增大。 （2）用短波长的光照射 如紫外光显微镜，电子显微镜。
(四 ) 视 野
视野(visual field)又称视场 (field)，是指通过显微镜所能看到
标本所在空间的范围。
(五 ) 景 深 与 焦 长
(一 ) 放 大 率
显微镜的放大率(amplification)或称放大倍数是 指显微镜经多次成像后最终所成(放大的)像的大小相
对于原物体大小的比值，常记作M。
M=maq
M是显微镜的总放大倍数；m是物镜的放大倍数；a是目镜的放大 倍率，一般表达为明视距离(正常视力者为25cm)与目镜焦距之比；q为 在双目显微镜中所增设的棱镜所起的放大倍数，一般取值为1.6倍。
景深(depth of field)又称焦点深度， 是指在成一幅清晰像的前提下，像平面 不变，景物沿光轴前后移动的距离称 “景深”。
景物不动，像平面沿光轴前后移动 的距离称“焦长”。
(六 ) 镜 像 亮 度 和 清 晰 度
镜像亮度即显微镜的图像亮度的简称。 高倍率工作条件下的暗场、偏光、摄影显 微镜等都需要足够的亮度，与照明及物镜