顯微鏡結(jié)構(gòu)與其基本原理

1、顯微鏡結(jié)構(gòu)與其基本原理 一、基本結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu)顯微鏡顯微鏡 1、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)y-y1-yFoF物鏡物鏡FeFe目鏡目鏡D D眼睛眼睛xa 機械筒長：從顯微鏡的鏡筒中抽出目鏡和物鏡，留下的鏡筒的長機械筒長：從顯微鏡的鏡筒中抽出目鏡和物鏡，留下的鏡筒的長度，其值一般為度，其值一般為160190mm。我國為。我國為160mm。 目鏡的工作距離：目鏡的物方焦平面到目鏡的第一個幾何面的距目鏡的工作距離：目鏡的物方焦平面到目鏡的第一個幾何面的距離。離。 鏡目距：自目鏡最后一個折射面到出瞳的距離。鏡目距：自目鏡最后一個折射面到出瞳的距離。 2、幾個概念、幾個概念 光學(xué)筒長：目鏡和物鏡之光學(xué)筒長：目鏡和物鏡之

2、間的光學(xué)間隔間的光學(xué)間隔D D。 二、光束限制二、光束限制顯微鏡顯微鏡 孔徑光闌孔徑光闌：因物鏡而異。因物鏡而異。 單組低倍物鏡，其鏡框即為孔徑光闌；單組低倍物鏡，其鏡框即為孔徑光闌； 多組透鏡構(gòu)成的復(fù)雜物鏡，或者以最后一組透鏡多組透鏡構(gòu)成的復(fù)雜物鏡，或者以最后一組透鏡框作為孔徑光闌，或者在物鏡的像方焦平面上或附近框作為孔徑光闌，或者在物鏡的像方焦平面上或附近設(shè)置專門的孔徑光闌設(shè)置專門的孔徑光闌。 視場光闌視場光闌：通常：通常設(shè)置在物鏡的像平面上。設(shè)置在物鏡的像平面上。 入窗和入瞳重合，可以保證消除漸暈。入窗和入瞳重合，可以保證消除漸暈。 視場光闌的大小等于物面的視場可見范圍與物鏡視場光闌的大

3、小等于物面的視場可見范圍與物鏡的垂軸放大率的乘積。的垂軸放大率的乘積。 三、分辨本領(lǐng)三、分辨本領(lǐng)顯微鏡顯微鏡1、分辨率、分辨率q0sUs出瞳出瞳DAd./61. 0 )sin/(61. 0ANUns顯微鏡剛好能夠分辨的物平顯微鏡剛好能夠分辨的物平面上兩點的最小距離面上兩點的最小距離。 2、表示、表示N.A. (Numeric aperture) 稱為數(shù)值孔徑。稱為數(shù)值孔徑。 ./ANs./5 . 0ANs不發(fā)光物體被別的光源照明不發(fā)光物體被別的光源照明: : 斜照明斜照明: : 1 1、視角放大率、視角放大率顯微鏡放大本領(lǐng)顯微鏡放大本領(lǐng)眼睛眼睛xay-y1-yFoFo物鏡物鏡FeFe目鏡目鏡D

4、 D-x2-w-wwy25cmwwtantaneoaxxyy- 2502250250 ,22eaeeofxxxfyy-250/ 2502501ffffxfeooeeoD-x1 2 2、有效視角放大率、有效視角放大率顯微鏡放大本領(lǐng)顯微鏡放大本領(lǐng) 使用顯微鏡要求使用顯微鏡要求: (1)、顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的性能得到充分的利用、顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的性能得到充分的利用; (2)、沒有贗像、沒有贗像; 視角放大率的要求視角放大率的要求: 線度正好等于顯微鏡分辨極限的物體放大后對眼睛線度正好等于顯微鏡分辨極限的物體放大后對眼睛的視角為的視角為24 4250/5 . 0 2NANANA1000500 物鏡有四種，即

5、物鏡有四種，即4、10、40和和100 目鏡有三種，即目鏡有三種，即5，10和和15 3 3、顯微鏡成像特點、顯微鏡成像特點顯微鏡放大本領(lǐng)顯微鏡放大本領(lǐng)眼睛眼睛xay-y1-yFoFo物鏡物鏡FeFe目鏡目鏡D D-x2 (4) 物鏡成實像，可以在物鏡的實物面上設(shè)置分劃板，物鏡成實像，可以在物鏡的實物面上設(shè)置分劃板，可以對物的線度進行測量；可以對物的線度進行測量； (5) 通過目鏡的離焦，可以將微小物體二次成放大的通過目鏡的離焦，可以將微小物體二次成放大的實像進行顯示或記錄。實像進行顯示或記錄。 (1) 有高的放大率；有高的放大率； (2) 眼睛和像的位置眼睛和像的位置適度，適于使用；適度，適

6、于使用； (3) 通過調(diào)換物鏡和通過調(diào)換物鏡和目鏡可以改變顯微鏡目鏡可以改變顯微鏡的視角分辨率，擴展的視角分辨率，擴展顯微鏡的使用范圍；顯微鏡的使用范圍； 六、顯微鏡的物鏡六、顯微鏡的物鏡顯微鏡顯微鏡 物鏡參數(shù)物鏡參數(shù): 顯微物鏡中通常給出四個參數(shù)，即顯微物鏡中通常給出四個參數(shù)，即bo/NA，及機械筒長，及機械筒長/允許蓋允許蓋 波片最大厚度。波片最大厚度。 消色差物鏡的結(jié)構(gòu)消色差物鏡的結(jié)構(gòu): : ( (校正了軸上物點的色差和球差校正了軸上物點的色差和球差 ) )低倍物鏡低倍物鏡(36)中倍物鏡中倍物鏡(610)里斯特里斯特(Leister)浸沒物鏡浸沒物鏡(90100)高倍物鏡高倍物鏡(40

7、+)阿米西阿米西(Amiei) 1、光度學(xué)基本概念顯微鏡聚光本領(lǐng) (1)光源的輻射通量光源的輻射通量(P)：單位時間的輻射能量。：單位時間的輻射能量。 (2)光源的光通量光源的光通量(P)： 單位時間的視覺輻射能量。單位時間的視覺輻射能量。 (3)光源的光輻出度光源的光輻出度(M): 單位面積在半空間的光通量。單位面積在半空間的光通量。 (4)光源的發(fā)光強度光源的發(fā)光強度(I)：單位立體角的光通量。：單位立體角的光通量。 (5)光源的光亮度光源的光亮度(L)：單位面積單位立體角的光通量。：單位面積單位立體角的光通量。 (6)物面的照度物面的照度(H)：單位面積接受到的光通量。：單位面積接受到的

8、光通量。 (7)輻射亮度定理：輻射亮度定理： 光學(xué)系統(tǒng)各面上亮度滿足光學(xué)系統(tǒng)各面上亮度滿足L/n2=const. (8)擴展源的照度：擴展源的照度：dj jL物面物面j2sinLH 2、像面照度公式顯微鏡聚光本領(lǐng) 設(shè)顯微光學(xué)系統(tǒng)的基本亮設(shè)顯微光學(xué)系統(tǒng)的基本亮度為度為L0，則像面的照度為，則像面的照度為出瞳出瞳d- -UImage20220)sin(1 ) sin(UnLUnLHi 例題例題顯微鏡顯微鏡 例題例題1、 用兩個焦距都是用兩個焦距都是50mm的正透的正透鏡組成一個鏡組成一個10倍的顯微鏡，問物鏡的倍的顯微鏡，問物鏡的倍率、目鏡的倍率以及物鏡和目鏡之倍率、目鏡的倍率以及物鏡和目鏡之間的

9、間隔各為多少間的間隔各為多少? 例題例題顯微鏡顯微鏡 例題例題2、一顯微鏡的光學(xué)筒長為、一顯微鏡的光學(xué)筒長為150mm,如果物鏡的焦距為如果物鏡的焦距為20mm，目鏡的視放，目鏡的視放大率為大率為12.5,求：求： (1) 總的視放大率；總的視放大率； (2) 系統(tǒng)的焦距；系統(tǒng)的焦距； (3) 如果物鏡的數(shù)值孔徑為如果物鏡的數(shù)值孔徑為0.1，問該視，問該視放大率是否在適用范圍內(nèi)放大率是否在適用范圍內(nèi)? (4) 物體到物鏡之間的距離。物體到物鏡之間的距離。 例題例題顯微鏡顯微鏡 例題例題3、一臺顯微鏡有、一臺顯微鏡有4個物鏡，其垂軸個物鏡，其垂軸放大率放大率 b 分別為分別為-1、-2.5、-3和和-5，以適應(yīng)