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光學(xué)顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)
來源: | 發(fā)布日期:2022-06-09 17:50:48
 

光學(xué)系統(tǒng)包括照明系統(tǒng)和成像系統(tǒng)。前者由光源、聚光鏡和彩虹光圈組成。后者由接物鏡和接物鏡組成。

1.鎢絲燈泡,光源內(nèi)鏡,為顯微提供光線。

2.聚光鏡由兩個三透鏡組成。其功能是收集來自光源的光,增強(qiáng)光使整個物體包含的視野均勻受光,提高物體的識別能力。聚光器可以降低,并附著在光圈上,以調(diào)節(jié)進(jìn)入物體的光線。因此,在使用高倍鏡時,要配備聚光器。

3.彩色光圈(可變光闌)由多個金屬片組成。

4.物鏡由數(shù)組透鏡組成。直徑越小,放大倍數(shù)越高。每個顯微鏡都有幾個不同倍數(shù)的物鏡,放大10倍(10×)、4倍(4×)叫低倍鏡;放大40倍;(40×)叫高倍鏡;放大100(100×)超過兩倍的是油鏡。物鏡是顯微鏡獲取物體圖像的主要組成部分,其作用是收集任何點(diǎn)的光比,并利用入射光對觀察到的物體進(jìn)行**個放大圖像。

表示物鏡主要性能的參數(shù)通常標(biāo)在每個物鏡上。例如,10倍物鏡標(biāo)有10/0.25和160/0.17,10物鏡放大倍數(shù)(即物鏡放大倍數(shù))10×),0.25為數(shù)值孔徑(N.A),160為鏡筒長度(160mm),0.17所需的蓋玻片厚度。物鏡分辨率取決于物鏡的數(shù)值孔徑(numerial aperture,N.A.)

N·A=n·sin(α/2)

式中,n=介質(zhì)折射率。α/2=*大入射角的半數(shù),即鏡孔角的半數(shù)。

因此,光投射到物鏡的角度越大,顯微鏡的效率就越大,這取決于物鏡的直徑和焦距。

顯微鏡的分辨率是指顯微鏡能夠區(qū)分兩點(diǎn)之間*小距離的能力。它與接物鏡的數(shù)值孔徑成正比,與光波長度成反比。因此,接物鏡的數(shù)值孔徑越大,光波長度越短,顯微鏡的分辨率越大,被檢物體的細(xì)微結(jié)構(gòu)也越不同。高分辨率意味著小分辨率距離,兩者成反比。

肉眼能感覺到的光波平均長度是0.55μm,假使用數(shù)值孔徑為0.65兩點(diǎn)之間的*小距離是物鏡(高倍鏡)0.42μm,而在0.42μm以下兩點(diǎn)之間的距離無法區(qū)分。即使使用倍數(shù)較高的目鏡,顯微鏡的總放大率也無法區(qū)分。只有使用數(shù)值孔徑較大的物鏡來增加其分辨率。因此,顯微鏡的放大倍數(shù)不同于其分辨率。

油鏡焦距短,鏡孔角小,因此N·A光波越高,光波越短,可分辨的物體越小。此外,當(dāng)?shù)螢r青作為介質(zhì)時,物鏡和載玻片之間只有一層油性物質(zhì)(其他物鏡和載玻片之間有一層空氣)。因為瀝青的折射率等于1.52,與玻璃相同,當(dāng)光線通過玻璃時,它可以直接通過瀝青進(jìn)入物鏡而不折射,這可以使視覺光線充足。相反,當(dāng)玻璃和物鏡之間的介質(zhì)是空氣時,當(dāng)光線通過玻璃時,折射散射,進(jìn)入物鏡的光線明顯減少,從而降低視覺照明,影響分辨率。

5.眼鏡上有一個金屬圓筒,下端有一個較小的透鏡和一個較大的透鏡。它的功能是重新放大物鏡放大和識別的物體。每個顯微鏡都有幾個不同倍數(shù)的目鏡,上面刻著5×”“10×”“12.5×等放大倍數(shù),顯微鏡的放大倍數(shù)是目鏡和物鏡的放大倍數(shù)的乘積。

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