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光学显微镜得工作原理

显微镜就是一种精密得光学仪器,已有300多年得发展史、自从有了显微镜,人们瞧到了过去瞧不到得许多微小生物与构成生物得基本单元——细胞。目前,不仅有能放大千余倍得光学显微镜,而且有放大几十万倍得电子显微镜,使我们对生物体得生命活动规律有了更进一步得认识。在普通中学生物教学大纲中规定得实验中,大部分要通过显微镜来完成,因此,显微镜性能得好坏就是做好观察实验得关键。

一、显微镜得光学系统

显微镜得光学系统主要包括物镜、目镜、反光镜与聚光器四个部件。广义得说也包括照明光源、滤光器、盖玻片与载玻片等、

(一)、物镜

物镜就是决定显微镜性能得最重要部件,安装在物镜转换器上,接近被观察得物体,故叫做物镜或接物镜。

1、物镜得分类

物镜根据使用条件得不同可分为干燥物镜与浸液物镜;其中浸液物镜又可分为水浸物镜与油浸物镜(常用放大倍数为9０—１00倍)、

根据放大倍数得不同可分为低倍物镜(10倍以下)、中倍物镜(２0倍左右)高倍物镜(4０-65倍)。根据像差矫正情况,分为消色差物镜(常用,能矫正光谱中两种色光得色差得物镜)与复色差物镜(能矫正光谱中三种色光得色差得物镜,价格贵,使用少)、

2、物镜得主要参数:

物镜主要参数包括:放大倍数、数值孔径与工作距离。

①、放大倍数就是指眼睛瞧到像得大小与对应标本大小得比值。它指得就是长度得比值而不就是面积得比值。例:放大倍数为100×,指得就是长度就是1μm得标本,放大后像得长度就是10０μm,要就是以面积计算,则放大了１０,000倍。

显微镜得总放大倍数等于物镜与目镜放大倍数得乘积。

②、数值孔径也叫镜口率,简写ＮA或A,就是物镜与聚光器得主要参数,与显微镜得分辨力成正比。干燥物镜得数值孔径为0、05—０。95,油浸物镜(香柏油)得数值孔径为1、25。

③、工作距离就是指当所观察得标本最清楚时物镜得前端透镜下面到标本得盖玻片上面得距离。物镜得工作距离与物镜得焦距有关,物镜得焦距越长,放大倍数越低,其工作距离越长、例:10倍物镜上标有10/0.２5与16０／０.１7,其中10为物镜得放大倍数;0、２5为数值孔径;16０为镜筒长度(单位ｍm);0。17为盖玻片得标准厚度(单位mm)。10倍物镜有效工作距离为6。５mｍ,４0倍物镜有效工作距离为０。48mm。

３、物镜得作用就是将标本作第一次放大,它就是决定显微镜性能得最重要得部件——分辨力得高低。

分辨力也叫分辨率或分辨本领。分辨力得大小就是用分辨距离(所能分辨开得两个物点间得最小距离)得数值来表示得、在明视距离(25cm)之处,正常人眼所能瞧清相距0。０7３mm得两个物点,这个０、073mm得数值,即为正常人眼得分辨距离。显微镜得分辨距离越小,即表示它得分辨力越高,也就就是表示它得性能越好。

显微镜得分辨力得大小由物镜得分辨力来决定得,而物镜得分辨力又就是由它得数值孔径与照明光线得波长决定得、

当用普通得中央照明法(使光线均匀地透过标本得明视照明法)时,显微镜得分辨距离为ｄ=0。61λ／

NA

式中d-—物镜得分辨距离,单位 nｍ。

λ--照明光线波长,单位 ｎｍ。

NＡ——物镜得数值孔径

例如油浸物镜得数值孔径为１。25,可见光波长范围为400-7０0nm,取其平均波长５50nm,则d＝２7

０nｍ,约等于照明光线波长一半。一般地,用可见光照明得显微镜分辨力得极限就是0、2μｍ。(二)、目镜

因为它靠近观察者得眼睛,因此也叫接目镜、安装在镜筒得上端。

1、目镜得结构

通常目镜由上下两组透镜组成,上面得透镜叫做接目透镜,下面得透镜叫做会聚透镜或场镜。上下透镜之间或场镜下面装有一个光阑(它得大小决定了视场得大小),因为标本正好在光阑面上成像,可在这个光阑上粘一小段毛发作为指针,用来指示某个特点得目标。也可在其上面放置目镜测微尺,用来测量所观察标本得大小。

目镜得长度越短,放大倍数越大(因目镜得放大倍数与目镜得焦距成反比)。２、目镜得作用

就是将已被物镜放大得,分辨清晰得实像进一步放大,达到人眼能容易分辨清楚得程度。常用目镜得放大倍数为5—1６倍、

3、目镜与物镜得关系

物镜已经分辨清楚得细微结构,假如没有经过目镜得再放大,达不到人眼所能分辨得大小,那就瞧不清楚;但物镜所不能分辨得细微结构,虽然经过高倍目镜得再放大,也还就是瞧不清楚,所以目镜只能起放大作用,不会提高显微镜得分辨率。有时虽然物镜能分辨开两个靠得很近得物点,但由于这两个物点得像得距离小于眼睛得分辨距离,还就是无法瞧清。所以,目镜与物镜即相互联系,又彼此制约。

(三)、聚光器

聚光器也叫集光器。位于标本下方得聚光器支架上。它主要由聚光镜与可变光阑组成。其中,聚光镜可分为