普通光學(xué)顯微鏡的構(gòu)造-分析大課堂

1、 普通光學(xué)顯微鏡的構(gòu)造普通光學(xué)顯微鏡的構(gòu)造可分為兩大部分：一為機(jī)械裝置，一為光學(xué)系統(tǒng)，這兩部分很好地配合，才能發(fā)揮顯微鏡的作用。顯微鏡的機(jī)械裝置包括鏡座、鏡臂、鏡筒、物鏡轉(zhuǎn)換器、載物臺(tái)和調(diào)節(jié)裝置等部件。1.鏡座 鏡座是顯微鏡的基座，位于顯微鏡最底部，多呈馬蹄形、三角形或丁字形等。2.鏡臂 鏡臂是顯微鏡用以支鏡筒、載物臺(tái)和照明裝置的結(jié)構(gòu)。對(duì)于鏡筒能升降的顯微鏡，鏡臂是活動(dòng)的；對(duì)于鏡臺(tái)活動(dòng)的顯微鏡，鏡座和鏡臂是固定的。 降的顯微鏡、鏡臂是活動(dòng)的對(duì)于鏡臺(tái)活動(dòng)的顯微鏡，鏡臂和鏡座是固定的。3.鏡簡(jiǎn) 鏡簡(jiǎn)是連接目鏡和物鏡的金屬空心圓筒，圓筒的上端可插入目鏡，下端與物鏡轉(zhuǎn)換器相連。鏡筒長(zhǎng)度一般為160mm

2、。有的鏡筒有分枝呈雙筒，可同時(shí)裝兩個(gè)目鏡。4.物鏡轉(zhuǎn)換器 物鏡轉(zhuǎn)換器在鏡筒下端與螺紋口相接，是一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的圓盤，其上裝有34個(gè)不同放大倍數(shù)的物鏡，可以隨時(shí)轉(zhuǎn)換物鏡與相應(yīng)的目鏡構(gòu)成一組光學(xué)系統(tǒng)。由于物鏡長(zhǎng)度的配合，鏡頭轉(zhuǎn)換后僅需稍微調(diào)焦即可觀察到清晰的物像。5.載物臺(tái) 載物臺(tái)是放置被檢標(biāo)本的平臺(tái)，中心部位有孔可透過光線。一般方形，載物臺(tái)上裝有標(biāo)本移動(dòng)器，轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋可使標(biāo)本前后、左右移動(dòng)。有的在移動(dòng)器上裝有游標(biāo)尺，構(gòu)成精密的平面直角坐標(biāo)系，以便固定標(biāo)本位置重復(fù)觀察。6.調(diào)焦裝置 在鏡臂兩側(cè)裝有使載物臺(tái)或鏡筒上下移動(dòng)的調(diào)焦裝置一粗調(diào)螺旋和微調(diào)螺旋。一般粗調(diào)螺旋只做粗調(diào)焦距，使用低倍物鏡時(shí)，僅用粗調(diào)螺

3、旋便可獲得清晰的物像；當(dāng)使用高倍鏡和油鏡時(shí)，用粗調(diào)螺旋找到物像，再用微調(diào)螺旋調(diào)節(jié)焦距，才能獲得清晰的物像。微調(diào)螺旋每轉(zhuǎn)一圈，載物臺(tái)上升或下降0.lmm。因此，微調(diào)螺旋只在用粗調(diào)螺旋找到物像后，為進(jìn)一步獲得清晰物像時(shí)使用。顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)主要包括物鏡、目鏡、集光器、彩虹光闌、反光鏡和光源等。1.物鏡 統(tǒng)稱為鏡頭，是在金屬圓筒內(nèi)裝有許多塊透鏡而組成的。根據(jù)物鏡和標(biāo)本之間的介質(zhì)的性質(zhì)不同，物鏡可分為干燥系物鏡和油浸系物鏡。干燥系物鏡指物鏡和標(biāo)本之間的介質(zhì)是空氣(折光率n=1)，包括低倍鏡和高倍鏡兩種。油浸系物鏡指物鏡和標(biāo)本之間的介質(zhì)是一種和玻璃折光率(n=1.52)相近的香柏油(n=1.515)或液

4、體石蠟(n=1.52)，這種物鏡也稱為油鏡。油鏡的鏡頭上一般標(biāo)有“HI”或“OI”的字樣，鏡頭下緣刻有一黑圈。使用油鏡時(shí)需將鏡頭浸在香柏油中，這樣就消除了光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)發(fā)生散射，也增大了物鏡的數(shù)值孔徑。放大倍數(shù) 物鏡的放大倍數(shù)可由外形來辨別，鏡頭長(zhǎng)度越短，口徑越大，放大倍數(shù)越低。物鏡的放大倍數(shù)在都標(biāo)在鏡頭上，常用的低倍鏡為10×、20×；高倍鏡為40×、45×；油鏡為90×、100×。工作距離 工作距離是指觀察標(biāo)本最清晰時(shí)，物鏡透鏡的下表面與標(biāo)本之間(無蓋玻片時(shí))或與蓋玻片之間的距離。物鏡的放大倍數(shù)越大，工作距離越短。一

5、般油鏡的工作距離最短，約為0.2mm。因此，要求蓋玻片的厚度為0.170.18mm，若蓋玻片太厚，就不可能將被檢物體看清，且易引起物鏡的意外損傷。焦距 焦距是指平行光線經(jīng)過單一透鏡后集中于一點(diǎn)，由這一點(diǎn)到透鏡中心的距離。物鏡的放大倍數(shù)越大，焦距越短。焦點(diǎn)深度 在視野中垂直范圍內(nèi)所能清晰觀察到的物體界限，稱為焦點(diǎn)深度。物鏡放大倍數(shù)越大，焦點(diǎn)深度越淺。通常，焦點(diǎn)深度與顯微照相有密切關(guān)系。鏡口率 鏡口率是物鏡與標(biāo)本介質(zhì)折射率(n)和光的最大入射角a正弦的乘積，也稱為數(shù)值孔徑，簡(jiǎn)稱N.A。其計(jì)算公式N.A=n·sin (a/2)，其中n是物鏡與標(biāo)本間介質(zhì)的折射率，干燥系物鏡n= 1，油浸系物

6、鏡與標(biāo)本間的介質(zhì)為香柏油n=1.515或液體石蠟n=1.52。a是光線進(jìn)入物鏡的最大夾角，也稱鏡口角。油浸系物鏡的鏡口角為120°，因此鏡口率最大也不超過1.31，只能分辨直徑為0.2µm的物體。鏡口率均標(biāo)明在物鏡的鏡頭上。分辨力 分辨力是指顯微鏡分辨被檢物體細(xì)微結(jié)構(gòu)的能力，是判別兩個(gè)物體點(diǎn)之間最短距離的能力，分辨力以R表示，若兩個(gè)物體之間距離大于R，可被這個(gè)物鏡分辨；若距離小于R時(shí)，就分辨不清了。所以，R越小，物鏡的分辨力越高。分辨力的計(jì)算公式為 R=/（2 N.A）=/n·sin (a/2)由上式可知，鏡口率越大，物鏡放大倍數(shù)越大，分辨力越強(qiáng)。如果射入的光線為

7、單色綠光，其波長(zhǎng)為0.55µm,代入公式后，則10×、40×、90×物鏡的分辨力分別為年1µm 、0.42µm 和0.22µm 。因此，無論總的放大倍數(shù)多大，用普通光學(xué)顯微鏡是無法觀察到小于0.2µm的物體的。用光學(xué)顯微鏡觀察標(biāo)本時(shí)，其波長(zhǎng)不可能短于可見光的波長(zhǎng)，因此必須依靠增大物鏡的鏡口率來提高顯微鏡的分辨力。2.目鏡 目鏡也稱接目鏡，是由兩塊透鏡組成的。上面的一塊與眼接觸，稱為接目透鏡；下面的一塊靠近視野稱為會(huì)聚透鏡。在兩塊透鏡中間，或在會(huì)聚透鏡的下端裝有一個(gè)用金屬制成的光闌，物鏡與會(huì)聚透鏡就在這個(gè)光闌的面上成

8、像，在這個(gè)光闌的面上還可以安裝目鏡測(cè)微尺。實(shí)驗(yàn)室中常用的目鏡放大倍數(shù)為10×、15×、20×。若10×的目鏡與40×的物鏡配合使用，顯微鏡的總放大倍數(shù)為400倍，一般用40×10來表示，即顯微鏡的物鏡和目鏡放大倍數(shù)的乘積(只有有效分辨的情況下，上述乘積才有效)。3.聚光器 一般在顯微鏡載物臺(tái)下的次臺(tái)上裝有聚光器。聚光器一般由23塊透鏡組成，作用是會(huì)聚從光源射來的光線，以增強(qiáng)照明光度，然后經(jīng)過標(biāo)本射入物鏡中去。利用升降調(diào)節(jié)螺旋可以調(diào)節(jié)光線的強(qiáng)弱。4.彩虹光闌 在聚光器下方裝有彩虹光闌。彩虹光闌能連續(xù)而迅速改變口徑，光闌越大，通過的光束越粗，光量越多。在用高倍物鏡觀察時(shí)，應(yīng)開大光闌，使視野明亮；如果觀察活體標(biāo)本或未染色標(biāo)本時(shí)，應(yīng)縮小光闌，以增加物體明暗對(duì)比度，便于觀察。有些顯微鏡的彩虹光闌下方裝有濾光片支架，可以內(nèi)外移動(dòng)，以便安放濾光片。5.反光鏡或光源 在顯微鏡最下方、鏡座中央的底座內(nèi)，裝有燈泡，為顯微鏡的光源，目前顯微鏡一