試驗(yàn)三顯微系統(tǒng)特性參數(shù)的測(cè)量(20211109205541)

1、、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)對(duì)顯微系統(tǒng)特性參數(shù)的實(shí)際測(cè)量，進(jìn)一步掌握顯微系 統(tǒng)的根本成像原理，同時(shí)加深對(duì)其各參數(shù)的理解二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)際測(cè)量顯微系統(tǒng)的線視場(chǎng)、放大倍率及數(shù)值孔徑的大 小。三、實(shí)驗(yàn)儀器待測(cè)顯微鏡、測(cè)微目鏡、標(biāo)準(zhǔn)刻尺、半反半透鏡、照明光 源、標(biāo)準(zhǔn)柱等。四、測(cè)量原理一顯微鏡線視場(chǎng)的檢測(cè)顯微鏡的原理示意如下列圖3- 1所示:從圖中可見(jiàn)，顯微鏡由物鏡及目鏡構(gòu)成，被觀測(cè)的物體經(jīng) 顯微鏡的物鏡放大后其像再經(jīng)目鏡放大以供人眼觀察， 其成像 過(guò)程是一個(gè)二次成像過(guò)程。對(duì)于顯微鏡而言，分劃板是其視場(chǎng) 光闌，顯微鏡的線視場(chǎng)主要取決于視場(chǎng)光闌的大小， 且顯微鏡 的視覺(jué)放大率越大，它的物空間的線視場(chǎng)越小。假設(shè)在顯微鏡承物

2、臺(tái)上放置一標(biāo)準(zhǔn)玻璃刻尺，并以光源照 明，令顯微鏡對(duì)標(biāo)準(zhǔn)玻璃刻尺進(jìn)行調(diào)焦， 使人眼通過(guò)顯微鏡看 清其像，貝U顯微鏡中所能看到的最大刻線范圍即為顯微鏡的線 視場(chǎng)。二顯微鏡放大率的測(cè)量其測(cè)量原理如圖3-2所示：圖 3-2使待檢顯微鏡對(duì)承物臺(tái)上的標(biāo)準(zhǔn)玻璃刻尺 1調(diào)焦，在垂直 光軸方向于明視距離處安放另一刻尺 2,并用光源同時(shí)照明兩 個(gè)刻尺。此時(shí)人眼可同時(shí)看清兩刻尺的像，并將二者消視差， 在視場(chǎng)中讀取刻尺1的像與刻尺2齊合的讀數(shù)M及N，那么采 用下式即可求得顯微鏡的視覺(jué)放大率：M®式中1, -2分別為刻尺1及刻尺2的格值(31)除了此種測(cè)量方法外，還可以采用前置鏡法直接測(cè)量或分 別測(cè)量構(gòu)成此顯

3、微鏡的物鏡的垂軸放大率及目鏡的視覺(jué)放大 率。在此就不一一介紹了。三顯微鏡物鏡數(shù)值孔徑NA的測(cè)量顯微鏡的數(shù)值孔徑是顯微鏡一個(gè)非常重要的參數(shù)，其大小 直接決定了顯微系統(tǒng)的分辨能力及象面照度。數(shù)值孔徑的表示形式如下所示:NA 二 nsin u(3 2)式中n為顯微物鏡物方介質(zhì)折射率；u為顯微物鏡物方半孔徑 角。當(dāng)顯微鏡的數(shù)值孔值不大時(shí)可采用下面的方法進(jìn)行測(cè)量,其測(cè)量原理如圖3 3所示：將高度為d的標(biāo)準(zhǔn)柱放在 刻尺上，使待測(cè)顯微鏡以標(biāo)準(zhǔn)柱的 上端面中心進(jìn)行調(diào)焦，取下標(biāo)準(zhǔn)柱 及顯微鏡目鏡，用眼直接讀取視場(chǎng) 所見(jiàn)的刻尺分劃的格數(shù) m,那么有:Xitgu2d(3 3)根據(jù)式3 3即可求出物方孔徑 角的大小，

4、再利用式3 2即可 求出被測(cè)量顯微鏡的數(shù)值孔徑。標(biāo)準(zhǔn)圓柱孔徑角U 割尺1承物臺(tái)在顯微鏡的批量生產(chǎn)檢測(cè)時(shí)，可依據(jù)此檢測(cè)原理做成專用 的數(shù)值孔徑儀檢測(cè)NA，以提高檢測(cè)效率。五、測(cè)量步驟一顯微系統(tǒng)線視場(chǎng)的測(cè)量1將標(biāo)準(zhǔn)刻尺放置在被測(cè)量顯微鏡的承物臺(tái)上，固定好 位置，并用光源照明刻尺。2、旋轉(zhuǎn)顯微鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)選擇一個(gè)放大率比擬小的物鏡如果物鏡的放大倍率選擇過(guò)大那么看不到刻尺的像，同時(shí)通過(guò)拔插的方式選擇一個(gè)適合的目鏡， 轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕令顯微鏡對(duì)刻尺 進(jìn)行調(diào)焦， 直至看到刻尺的清晰的像， 假設(shè)通過(guò)調(diào)整只能看見(jiàn)刻 尺的模糊的像，那么還需旋轉(zhuǎn)目鏡進(jìn)行相應(yīng)的視度調(diào)節(jié)。1、此時(shí)讀出通過(guò)顯微鏡目鏡所能看到的最大的刻尺范圍

5、2y ，此數(shù)值即為待測(cè)顯微鏡的線視場(chǎng)的大小。由于在此成像 過(guò)程中所用的物為刻值的刻尺， 所以通過(guò)直接讀取格值的 方式就能夠測(cè)量出線視場(chǎng)的大小，十分方便快捷。 二顯微系統(tǒng)放大倍率的測(cè)量1、將標(biāo)準(zhǔn)刻尺 1 放置在被測(cè)量顯微鏡的承物臺(tái)上，固定 好位置，并用光源照明刻尺。2、在選擇了適當(dāng)?shù)奈镧R及目鏡的根底上，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)刻尺1進(jìn)行調(diào)焦，直至看清標(biāo)準(zhǔn)刻尺 1 的像。3、在垂直于顯微鏡的光軸方向上再放置一個(gè)刻尺 2此刻 尺的格值可以與刻尺 1 相同也可不同，根據(jù)具體情況而定 ， 并使此刻尺位于明視距離處。 同時(shí)將一個(gè)半反半透鏡放置于待 測(cè)目鏡之上。 此時(shí)讓照明光源同時(shí)照明兩個(gè)刻尺， 當(dāng)人眼通過(guò) 半反半透鏡進(jìn)行觀

6、察時(shí)就能夠同時(shí)看到兩個(gè)刻尺的像： 其中刻 尺 1 通過(guò)顯微鏡成像、放大后經(jīng)半反半透鏡的透射進(jìn)入人眼， 而刻尺 2 那么僅經(jīng)過(guò)半反半透鏡的反射后進(jìn)入人眼， 在此過(guò)程中 沒(méi)有經(jīng)過(guò)放大。4、將兩像進(jìn)行調(diào)整并消視差，此時(shí)分別讀取所見(jiàn)視場(chǎng)中 刻尺1的格值數(shù)N及同一視場(chǎng)中刻尺2的格值數(shù)M，并利用 式 3 1 即可求出被測(cè)顯微鏡的放大倍率。 三顯微鏡數(shù)值孔徑的測(cè)量1、首先將標(biāo)準(zhǔn)刻尺放置在被測(cè)量顯微鏡的承物臺(tái)上，固定好位置，然后將高度的標(biāo)準(zhǔn)小圓柱放置于標(biāo)準(zhǔn)刻尺上， 并用光源照明。2、然后調(diào)整顯微鏡令顯微鏡對(duì)此小圓柱的上端面進(jìn)行調(diào) 焦，直至在目鏡中看到小圓柱上端面的清晰的像。3、先取下目鏡，再移走小圓柱，直接通過(guò)人眼來(lái)觀察標(biāo) 準(zhǔn)刻尺經(jīng)顯微物鏡所成之像， 上下移動(dòng)人眼的位置， 直至能夠 看見(jiàn)刻尺的清晰的像。 數(shù)出所見(jiàn)視場(chǎng)中的刻尺的格值 m ，并代 入公式 33、32中，即可求出該被測(cè)顯微鏡的數(shù)值孔