光学显微镜的成像原理分析

光学xx的成像原理分析

1.光教隐微镜成像道理：

物体介于物镜的焦距战两倍焦距之间，秤薰坐放除夜的真相，据凸里镜成像纪律，知真相正在同侧两倍焦距以中。真相位于目镜种饱或种饱以内，被再次放除夜，组成放除夜的真像。而冉惨综睛是可以或许看到真像的（阿谁道理自然晓畅）。要弄浑隐微镜的操做道理，便得对物理中的凸里镜成像有所相识。

正在最好条件下，即物体抵章氛度为50~70lx及其比较度较除夜时，坑拗达1'。为易于没有雅视察，一样平常将该量减除夜到2'，并与此为仄均目镜分讲率。

物体视角的除夜小与该物体的少度尺寸战物体至眼睛的距离颖ヘ。庸朱式y=Lε

距离L没有能得到很小，因为眼睛的疗养才气有必定限度，特地是眼睛正在接远疗养才气的极限范围工做时，会手谯力极度疲累。对尺度(重视)而止，最好的视距规定为250mm(明视距离)。那意味着，正在出有仪器的条件下，目视分讲率ε=2'狄综睛，能晓畅天辩黑除夜小为0.15mm的物体细节。

正在没有雅视察视角小于1'的物体时，必须操做放除夜仪器。放除夜镜战隐微镜是用于没有雅视察贩拭正在没有雅视察人员远处应予放除夜的物体的。

（一）放除夜镜的成像道理

表?**&#;崩锏牟ＡЩ蚱渌&#;该髟&#;现瞥愚墓饨掏妇悼墒刮锾宸懦&#;钩上瘢&#;饴吠既缤?所示。位于物圆种饱F以内的物AB，其除夜小为y，它被放除夜镜成一除夜小为y'的真像A'B'。

放除夜镜的放除夜率

Γ=250/f'

式中250--明视距离，单元为mm

f'--放除夜镜焦距，单元为mm

该放除夜率是指正在250mm的距离内用放除夜镜没有雅调查到的物体像的视角同出有放除夜镜没有雅调查到的物体视角的比值。

（两）隐微镜的成像道理

隐微镜战放除夜镜起着一样的熏染冲动，便拭浇槎处的渺小物体成一放除夜当瘪，以供人眼没有雅调查。只是隐微镜比放除夜镜可以或许具有更下的放除夜率而已。

图2是物体被隐微镜成像的道理图。图中为便当计，把物镜L1战目镜L2

均以单块透镜暗示。物体AB位于物镜前圆，离开物镜的距离除夜于物镜的焦距，但小于两倍物镜焦距。所以，它经物镜而后，冶&#;组成一个倒坐的放除夜的真像A'B'。A'B'位于目镜的物圆种饱F2上，或正在很接远F2的位质芟。再经目镜放除夜为真像A''B''后供眼睛没有雅调查。真像A''B''的位置与决于F2战A'B'之间的距离，可以或许正在无量远处（当A'B'位于F2沙卤），也能够或许正在没有雅调查者的明视距离处（当A'B'正在图中种饱F2之左边时）。目镜的熏染冲动与放除夜镜一样。所没有开的只是眼睛经过进程目镜所看到的没有是物体自己，而是物体亢陲镜所秤弈已放除夜了一次当瘪。

（三）隐微镜的尾要光教足艺参数

正在镜检时，人们老是希看能晓畅而敞明的幻念图象，那便需供隐微镜的各项光教足艺参数到达必定的尺度，而且要供正在操做时，必须按照镜检的方针战真践环境去和谐各参数的干系。只要何等，才气充真阐扬隐微镜应有的性能，得到称心的镜检成果。

隐微镜的光教足艺参数搜罗：

数值孔径、分讲率、放除夜率、焦深、视场宽队擘覆盖好、工做距离等涤耄那些参数实正在脖&#;史暗里越好，它们之间是彼此接洽又彼此制约的，正在操做时，应按照镜检的方针战真践环境去和谐参数间的干系，但应以包管分讲率为准。

1．数值孔径

数值孔窘则写NA，数值孔径是物镜战散光镜的尾要足艺参数，是审定二者（特地对物镜而止）性能凸凸的尾要标识表记标帜。其数值的除夜小，告别标刻正在物镜战散光镜的中壳上。

数值孔径（NA）是物镜前透镜与被检物体之间介量抵章粉射率（n）战孔径角（u）对开抵章俘弦之乘积。用公式暗示以下：

NA=nsinu/2

孔径角又称"镜吵嘴"，是物镜光轴上的物体面与物镜前透镜的又恭直径所构秤弈角队耄孔径椒私除夜，进进物镜的光通明便越除夜，它与物镜的又恭直径成反比，与种饱的距离成反庇耄

隐微镜没有雅调查时，若念删除夜NA值，孔径角是出法删除夜的，唯一的格式是删除夜介量抵章粉射率n值。基于那一道理，便产死了水浸物镜战油浸物镜，果介量抵章粉射率n值除夜于1，NA值便可以或许除夜于1。

数值孔径最除夜值为1.4，阿谁数值正在实际上战足艺上皆到达了极限。古晨，又恭开射率下挡劐萘做介量，溴萘抵章粉射率为1.66,所以NA值可除夜于1.4。

那边必须指出，为了充真阐扬物镜数值孔径的熏染冲动，正在没有雅调查时，散光镜的NA值应即是或略除夜于物镜的NA值。

数值孔径与其他足艺参数有着松稀亲稀的干系，它几远决定战影响着其他各项足艺参数。它与分讲率成反比，与放除夜率成反比，与焦深成反比，NA值删除夜，视场宽度与工做距离皆市吸应天变小。

OLYMPUS目下现古推出了天下最先进的物镜设念理念与最先进的松稀减工足艺,使50倍物镜的数值孔径正在0.8的环境下工做距离到达1毫米,100倍物镜的数值孔径正在0.9的环境下工做距离到达1毫米,那几远是一个接远于实际的数值.

2．分讲率

隐微镜的分讲率是指能被隐微镜晓畅辨别的两个物面的最小间距，又称"辩黑率"。其钾葡公式是σ=λ/NA

式中σ为最小分讲距离；λ为光芒的波少；NA为物镜的数值孔径。可睹物镜的分讲率是由物镜的NA值与照明光源的波少两个身分决定。NA值越除夜，照明光芒波少越短，则σ值越小，分讲率便越下。

要进步分讲率，即减小σ值，可回支以现为收

（1）降降波少λ值，操做短波少光源。

（2）删除夜介量n值以进步NA值（NA=nsinu/2）。

（3）删除夜xx角u值以进步NA值。

（4）删减明暗反好。

3．放除夜率战又恭放除夜率

因为经过物镜战目镜的两次放除夜，所以隐微镜总的放除夜率Γ该当是物镜放除夜率β战目镜放除夜率Γ1的乘积：

Γ=βΓ1

较着，战放除夜镜相比，隐微镜可以或许具有下许多的放除夜率，而且经过过辰颤调没有开放除夜抡婺物镜战目镜，可以或许大概便当天窜改隐微镜的放除夜率。

放除夜率也是隐微镜的尾要参数，但也没有能自发相疑放除夜率越下越好。隐微镜放除夜倍抡婺极限即又恭放除夜倍率。

分讲率战放除夜倍率是两个没有开的但又互有接洽的见解。颖ヘ系式：500NA<Γ<1000NA被选用的物镜数值孔径步杌除夜，即分讲率步杌下时，隐微镜没有能分浑物体的微细挨算，此时即便太过天删除夜放除夜倍率，得到的也只能是一个表面虽除夜但细节没有浑的图象，称为无效放除夜倍率。

废府假定分讲率已称心要供而放除夜倍率没有敷，则隐微镜虽已具有分岛媚才气，但果图象太小而仍旧没有能被人眼晓畅视睹。所觉得了充真阐扬隐微镜的分讲才气，应使数值孔径与隐微镜总放除夜倍率公允婚配。

4．xx

焦深为种饱深度的简称，即正在操做隐微镜时，当种饱瞄准某野陲体时，没有但元于该面仄里上的各面皆可以或许看晓畅，而且正在此仄里的高卑必定薄度内，也能看党鲭楚，阿谁晓畅部门的薄度便是焦深。

焦深除夜,可以或许看到被检物体的齐层，而焦深小，则只能看到被检物体的一薄层，焦深与其他足艺参数有以下干系：

（1）焦深与总放除夜倍数及物镜的数值孔径成反庇耄

（2）xx除夜，分讲率降降。

因为低倍物镜的景深较除夜，所以正在低倍物暂魅胖章氛时组成坚苦。正在隐微胖章氛时将具体介绍。

5．视场直径（Field Of View）

没有雅调查隐微镜时，所看到的敞明的圆形范围叫视场，它的除夜小是由目窘诧的视场光阑决定的。

视场直径也称视场宽度，是指正在隐微镜下看到的圆形视场内所能包容被检物体的真践范围。视场直径愈除夜，愈便于没有雅调查。

庸朱式F=FN/β

式中F:

视场直径，FN：

视场数（Field Number,简写为FN，标刻正在目镜的镜筒中侧），β:

物镜放除夜率。

由公式可看出：

（1）视场直径与视场数成反庇耄

（2）删除夜物镜的倍数，则视场直窘怎小。是以，若正在低倍镜下可以或许看到被检物体的齐貌，而换成下倍物镜，便只能看到被检物体的很小一部门。古晨隐微镜最除夜视场数是OLYMPUS的26.

56．覆盖好

隐微镜的光教体系也搜罗盖玻片正在内。因为盖玻片的薄度没有尺度，光芒从盖玻片进进氛围产死开射后的光路彩曲死了窜改，从而产死了相好，那便是覆盖好。覆盖好的产死影响了隐微镜的成响量量。

国际上划定，盖玻片的尺度薄度为0.17mm，许愿范围正在0.16-0.18mm，正在物镜的制制上已将此薄度范围当编好钾葡正在内。物镜中壳上标的0.17，即讲明该物镜所要供的盖玻片的薄队耄

7．工做距离WD

工做距离也叫物距，枷父物镜前透镜的大要到被检物体之间的距离。镜检时，被检物体应处正在物镜的一倍至两倍焦距之间。是以，它与焦距是两个见解，仄居伟大习惯所岛媚调焦，真践沙虑疗养工做距离。

正在物镜数值孔径必定的环境下，工做距离侗&#;径椒蓑除夜。

数值孔径除夜的下倍物镜，其工做距离小。

浅析光学显微镜机械结构设计

浅析光学显微镜机械结构设计 发表时间：2019-04-28T09:29:27.077Z 来源：《基层建设》2019年第6期作者：朱濛1 陈振波2 孔欢3 王鹏程4 姚新科5 [导读] 摘要：光学显微镜（Optical Microscope，简写OM）是利用光学原理，把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器。 1、南京工程学院电力工程学院 21167； 2、南京工程学院机械工程学院 21167； 3、南京工程学院电力工程学院 21167； 4、南京工程学院建筑工程学院 21167； 5、南京工程学院自动化学院 21167 摘要：光学显微镜（Optical Microscope，简写OM）是利用光学原理，把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器。光学显微镜的使用范围非常的广泛，发展至今，也衍生出了非常多的类型，本文结合光学显微镜的结构组成，从人体工程视角探索光学显微镜的机械结构设计，从使用的安全性、科学性、可靠性的角度分析了光学显微镜的机械结构设计的规范和标准。 关键词：光学显微镜；机械结构；人体工程学 光学显微镜的结构主要有光学结构和机械结构组成，机械结构的部分不仅能对光学结构有很好的固定作用，还起着关键性的调节作用，机械结构能够发挥光学系统的最大功效，辅助光学系统完成相关的显微镜观察工作。光学显微镜的机械结构的部分主要在载物台、物镜转换器以及调焦装置等，这些机械结构的设计不仅要遵循基本的机械结构设计原则，还要保证在光学显微镜中的具体的光学操作，除此之外，设计的原则还要迎合人体操作的需求，使得光学显微镜的机械结构更加的吻合人体工程学的设计要求，使得光学显微镜使用更加的舒适方便。 一、光学显微镜的基本构造 对于光学显微镜的机械设计，我们首先要了解光学显微镜的构造组成部分，而且还要知道这些零部件的作用，只有熟知了这些零部件的作用和使用规范，我们才能更加合理的设计光学显微镜的机械结构部分，光学显微镜一般是由载物台、聚光照明系统、物镜，目镜和调焦机构组成。载物台的作用是放置被观察的物体，使用调焦旋钮来驱动调焦机构能完成对载物台的调节工作。聚光灯照明系统由聚光灯和光源组成，聚光灯的作用能够让光更多的聚集到被观察的部位。物镜距离载物台比较近，是第一级的放大装置。目镜则是于人眼靠近的第二级放大镜头。 这三部分是光学显微镜的重要组成部分，构成了光学显微镜的主要工作原理。 那么机械装置有哪些呢？一般光学显微镜的机械装置有镜座、镜臂、载物台、镜筒、物镜转换器、与调焦装置。这些机械装置的主要作用是固定和调节光学镜头，调节标本的位置等。其中镜座是支撑整个显微镜的装置，而镜臂则用来支撑精通和载物台。 二、基于人体工程学的光学显微镜的机械结构设计 人体工程学的设计原理主要是考虑到人体结构和机械结构尺寸，并且综合考虑到人们劳动、工作效果、工作效能等方面，利用系统工程、控制理论、统计学的原理设计出一系列的设计方法。具体到光学显微镜的机械结构设计中，我们就要考虑到人们的身体尺寸和应用习惯，首先我们从有关部分获得了我国成年人的人体部分尺寸的表格（表-1），以此为根据设计光学显微镜结构部分。 1、载物台的设计 从上面的介绍中我们知道，载物台的作用是用来放置被观察物体的，并且式样能够在载物台上自由的移动，以获取最佳的观察效果。一般的移动范围是30mm*70mm和50mm*70mm，主要的设计标准就是，载物台距离工作底面的距离于载物台和人体的水平距离，分别设为B1和B2，考虑到人在调节使用载物台的过程中的行为习惯，得出计算式。 其中y1和y2分别衣着修正指数和身体活动余量修正。同理得出B2的表达式。经过计算得出： B1=307～357mm B2=301～348mm 2、调焦机构设计 调焦机构用于调节光学结构以便于观察人员获取最佳的成像效果，调焦的动作主要包括了上下移动和粗微调节机构，如何合理的设计能够使得人在调焦的过程中更加的舒适和便捷。首先是调焦旋钮的位置，在具体的使用过程中，显微镜是放在工作台上的，我们无法获取具体的使用高度和姿势，所以我们只能将人体的上身活动分为三个维度的多个不同程度的拆解动作，分别为手肘在X、Y、Z轴上的旋转方向，并在matlab的环境下运行得出，人体的手臂舒适度域： 为了适应大多数人的使用习惯，我们从95百分位这一阶段的数据为设计的参考点，确定出调焦按钮的最佳设计尺寸，从而确定调焦按钮在光学显微镜中的位置。其次是调焦按钮的外形和尺寸，旋钮的截面形状对于人手的握持方式有着一定的影响，当旋钮和手掌的接触面积越大的时候，人手的贴合的程度越好，那么使用的手感就越好，但是太大了会让人手在长期的握持中增加疲劳感，所以对于旋钮的直径设计要求为。旋钮的直径设计保持在35mm-75mm之间，厚度的大小在20mm-50mm范围内波动。最后是旋钮的扭矩M，扭矩的大小设计也非常的重要，太大了会使握持不舒服，太小的话又不利于调焦的准确，由于人类的手部关节的操作力范围为12N-18N，根据人体工程学的计算方法得出M的大小为： 除了基本的形态和尺寸设计，我们还要考虑到载物台移动过程中的摩擦力设计，太小的摩擦力会让调节过程难以掌握精确度，阻力太大的话会增加人使用的机体劳累，所以适当的摩擦力设计也是机械结构设计中需要考虑的内容。 3、物镜转换器的设计 物镜转换器是迅速切换物镜的机械装置，有内定位和外定位两种，转换器的设计直接影响了成像的质量，根据人体工程学的原理，内定位型的转换器比较能够减轻操作的负担，同时还能节省操作台的空间，所以很多光学显微镜的采用内定位转换器，其设计也非常的满足心理学和生理学的设计要求。 结语 本文通过对光学显微镜的主要结构做了介绍，并对光学显微镜的机械部分的功能做了相应的阐述，利用人体工程学的设计理论，对光学显微镜的机械结构部分作出了具体的设计标准的研究，是符合我国当前光学显微镜制造标准的。 参考文献： [1]史红伟，石要武，杨爽等.光学显微镜自动调焦指导函数的评价与选择[J].计算机辅助设计与图形学学报，2013，25（2）：235-24

(完整版)光学仪器基本原理习题及答案

第四章 光学仪器基本原理 1．眼睛的构造简单地可用一折射球面来表示，其曲率半径为5.55mm ，内部为折射率等于4／3的液体，外部是空气，其折射率近似地等于1。试计算眼球的两个焦距。用右眼观察月球时月球对眼的张角为1°，问视网膜上月球的像有多大？ 解；眼球物方焦距；当s ’=∞时，f=﹣5.55／﹙4／3﹣1﹚=﹣16．65㎜=﹣1．665㎝ 眼球的象方焦距：f ＇=s ＇=mm 2.2213455.534 =-? 当u=1°时，由折射定律n 1sinu 1=n 2sinu 2 U 1=1°n 1=1,n 2=4∕3 像高l ＇=f ＇tanu 2=f ＇sinu 2=f ＇×3∕4 sin1o =22.2×3∕4×0.01746=0.29mm 2．把人眼的晶状体看成距视网膜2㎝的一个简单透镜。有人能看清距离在100㎝到300㎝ 间的物体。试问：⑴此人看清远点和近点时，眼睛透镜的焦距是多少？⑵为看清25㎝远的物体，需配戴怎样的眼镜？ 解：人眼s ＇=2cm. S 1=100cm.s 2=300cm 近点时透镜焦距'f =21002 100+?=1.961cm 远点时透镜焦距f ＇=23002 300+? =1.987cm 当s =﹣25cm 时s '=﹣100cm ﹦﹣1m 34125.0100.1111=+-=---=-'= Φs s D 300=度 3．一照相机对准远物时，底片距物镜18㎝，当镜头拉至最大长度时，底片与物镜相距20 ㎝，求目的物在镜前的最近距离？ 解：.18.0m f =' m s 20.0=' 照相机成像公式： f s s '=-'1 11 556.020.01 18.01111-=+-='+'-=s f s m s 8.1-= 目的物在镜前的最近距离为m 8.1

透射电子显微镜的原理及应用

透射电子显微镜的原理及应用 一．前言 人的眼睛只能分辨1/60度视角的物体，相当于在明视距离下能分辨0.1mm 的目标。光学显微镜通过透镜将视角扩大，提高了分辨极限，可达到2000A 。。光学显微镜做为材料研究和检验的常用工具，发挥了重大作用。但是随着材料科学的发展，人们对于显微镜分析技术的要求不断提高，观察的对象也越来越细。如要求分表几十埃或更小尺寸的分子或原子。一般光学显微镜，通过扩大视角可提高的放大倍数不是无止境的。阿贝（Abbe ）证明了显微镜的分辨极限取决于光源波长的大小。在一定波长条件下，超越了这个极限度，在继续放大将是徒劳的，得到的像是模糊不清的。 图1-1（a ）表示了两个点光源O 、P 经过会聚透镜L ，在平面上形成像O ，、P ，的光路。实际上当点光源透射会聚成像时，由于衍射效应的作用在像平面并不能得到像点。图1-1（b ）所示，在像面上形成了一个中央亮斑及周围明暗相间圆环所组成的埃利斑（Airy ）。图中表示了像平面上光强度的分布。约84%的强度集中在中央亮斑上。其余则由内向外顺次递减，分散在第一、第二……亮环上。一般将第一暗环半径定义为埃利斑的半径。如果将两个光源O 、P 靠拢，相应的两个埃利斑也逐渐重叠。当斑中心O ，、P ，间距等于案例版半径时，刚好能分辨出是两个斑，此时的光点距离d 称为分辨本领，可表示如下： α λsin 61.0d n = （1-1） 式中，λ为光的波长，n 为折射系数，α孔径半角。上式表明分辨的最小距离与波长成正比。在光学显微镜的可见光的波长条件下，最大限度只能分辨2000A 。。于是，人们用很长时间寻找波长短，又能聚焦成像的光波。后来的X 射线和γ射线波长较短，但是难以会聚聚焦。 1924年德布罗（De Broglie ）证明了快速粒子的辐射，并发现了一种高速运动电子，其波长为0.05A 。，这比可见的绿光波长短十万倍！又过了两年布施（Busch ）提出用轴对称的电场和磁场聚焦电子线。在这两个构想基础上，1931-1933年鲁斯卡（Ruska ）等设计并制造了世界上第一台透射电子显微镜。经

光学显微镜的发展历史

光学显微镜的发展历史、现状与趋势 杨拓拓 (苏州大学现代光学技术研究所，江苏苏州215000) 1基本原理 显微镜成像原理及视角放大率 显微镜由物镜和目镜组成。物体AB 在物镜前焦面稍前处，经物镜成放大、倒立的实像A'B'，它位于目镜前焦面或稍后处，经目镜成放大的虚像，该像位于无穷远或明视距离处。 图1-1显微镜系统光路图 牛顿放大率公式： f f x x ''= 'x 是像点到像方焦点的距离，x 是物点到物方焦点的距离。 根据牛顿放大率公式可得物镜的垂轴放大率为 '1'1'11--f f x ?== β 目镜的视觉放大率为： '22250 f =Γ 组合系统的放大率为 '1f

'2'121250f f ? -=Γ=Γβ 显微镜系统的像方焦距 ?-=/'2'1'f f f '250 f = Γ 显微镜系统成倒像轴向放大率 '2'1'2'1/f f x x =β 若物点A 沿光轴移动很小的距离，则通过显微镜系统的像点'2A 将移动很大的距离，且移动 方向相同。 显微系统的角放大率 '2'1'2'1/x x f f =γ 即入射于物镜为大孔径光束，而由目镜射出为小孔径光束。 显微镜的孔径光阑 单组低倍显微物镜，镜框是孔径光阑。 复杂物镜一般以最后一组透镜的镜框作为孔径光阑。 对于测量显微镜，孔阑在物镜的象方焦面上，构成物方远心光路。 显微镜的视场光阑和视场 在显微物镜的象平面上设置了视场光阑来限制视场。由于显微物镜的视场很小，而且要求象面上有均匀的照度，故不设渐晕光阑。 显微镜是小视场大孔径成像，为获得大孔径并保证轴上点成像质量，显微镜线视场不超过物镜的1/20,线视场要求： 1'120202β?=≤f y

显微镜的光学描述

目录 显微镜的光学、机械系统 (2) 一显微镜的简介 (2) 二显微镜的光学系统 (2) （一）物镜 (2) 1、物镜的分类 (2) 2、物镜的主要参数 (3) 3、物镜的作用 (3) （二）、目镜 (3) 1、目镜的结构 (3) 2、目镜的作用 (3) 3、目镜与物镜的关系 (4) 三）、聚光器 (4) 1、光镜的主要参数 (4) 2、聚光镜的作用 (4) 3、可变光阑 (4) （四）照明光源 (4) 1、天然光源 (5) 2、人工光源 (5) （五）滤光器 (5) 三显微镜的机械系统 (5) （一）底座 (7) （二）镜臂 (7) （三）镜简及齐焦 (7) （四）物镜转换器 (8) （五）调焦机构 (9)

显微镜的光学、机械系统 一显微镜的简介 显微镜是用来看看太小或详细，被人眼看到的物体的工具。“微”小“范围”是指看评价的目的，并在显微镜了这一点，使用灯光和放大镜。 显微镜的最基本的和无处不在的版本是光学显微镜。这是你在高中生物教室和科学项目的圣诞礼物中看到的显微镜。这种显微镜使用的镜头和光放大赤裸裸的人眼观看的对象。有两种类型：简单（一个镜头）和复合（多镜头）。光学像差，包括在颜色折射的差异，使图像模糊观众。更多的镜头，更多的图像清晰度。从底部到顶部，有一个标准的生物显微镜的四个主要组成部分。有一个光源，通常是一个灯泡，在显微镜的基础。上面的光线，是一种透明的托盘对象被视为在于。托盘上面是一个管内含有一个或多个镜头。镜头在管的基础是所谓的物镜。物镜（ES）以上目镜镜头，观众看起来通过图像。有许多使用的其他类型，但是这是最常见的的。例如，电子显微镜可以看对象的细胞结构与磁铁弯曲电子光学显微镜弯与玻璃的光以同样的方式。甚至有些使用的X射线。 二显微镜的光学系统 显微镜的光学系统主要包括物镜、目镜、反光镜和聚光器四个部件。广义的说也包括照明光源、滤光器、盖玻片和载玻片等。 （一）物镜 物镜是决定显微镜性能的最重要部件，安装在物镜转换器上，接近被观察的物体，故叫做物镜或接物镜。 1、物镜的分类物镜根据使用条件的不同可分为干燥物镜和浸液物镜；其中浸液物镜又可分为水浸物镜和油浸物镜（常用放大倍数为90—100倍）。根据放大倍数的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的色差的物镜）和复色差物镜（能矫正光谱中三种色光的色差的物镜，价格贵，使用少）。（所谓象差是指所成的像与原物在形状上的差别；色差是指所

典型光学仪器的基本原理

1、光学仪器在国民生产和生活中各个领域广泛应用，绝大多数光学仪器可归纳为望远镜系统、显微镜系统和照明系统三类。 2、人眼构造：人眼本身就相当于一个摄影系统，外表大体呈球形，直径约为25mm，由角膜、瞳孔、房水、睫状体、晶状体和玻璃体等组成的屈光系统相当于成像系统的镜头，起聚焦成像作用。眼睛内的视网膜和大脑的使神经中枢等相当于成像系统的感光底片和控制系统，能够接收外界信号并成像。 3、视度调节：眼睛通过睫状肌的伸缩本能地改变水晶体光焦度的大小以实现对任意距离的物体自动调焦的过程称作眼睛的视度调节。 4、视觉调节：人眼除了随着物体距离的改变而调节晶状体曲率外，还可以在不同的明暗条件下工作，人眼能感受非常大范围的光亮度变化，即眼睛对不同的亮度条件下具有适应的调节能力，这种能力称为眼睛的视觉调节。 5、放大镜定义：放大镜(英文名称：magnifier)：用来观察物体细节的简单目视光学器件，是焦距比眼的明视距离小得多的会聚透镜。物体在人眼视网膜上所成像的大小正比于物对眼所张的角（视角）。 6、视角愈大，像也愈大，愈能分辨物的细节。移近物体可增大视角，但受到眼睛调焦能力的限制。使用放大镜，令其紧靠眼睛，并把物放在它的焦点以内，成一正立虚像。放大镜的作用是放大视角。 7、显微镜：显微镜是由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器，是人类进入原子时代的标志。主要用于放大微小物体成为人的肉眼所能看到的仪器。显微镜分光学显微镜和电子显微镜：光学显微

镜是在1590年由荷兰的詹森父子所首创。现在的光学显微镜可把物体放大1600倍，分辨的最小极限达0.1微米，国内显微镜机械筒长度一般是160mm。 8、光学显微镜由目镜，物镜，粗准焦螺旋，细准焦螺旋，压片夹，通光孔，遮光器，转换器，反光镜，载物台，镜臂，镜筒，镜座，聚光器，光阑组成。 9、显微镜以显微原理进行分类可分为光学显微镜与电子显微镜。 10、光学显微镜：通常皆由光学部分、照明部分和机械部分组成。无

显微镜成像原理

光学显微镜的原理 发布时间：10-05-15 来源：仪表展览网点击量：2284 字段选择：大中小 将微小物体或物体的微细部分高倍放大，以便观察的仪器或设备。它广泛应用于工农业生产及科学研究。生物学和医学工作者在业务中也经常使用显微镜。大致分为光学显微镜和电子显微镜。 光学显微镜即以可见光为光源的显微镜。普通的光学显微镜在结构上可分为光学系统和机械装置两个部分。光学系统主要包括目镜、物镜、聚光器、光阑及光源等部分。机械装置主要包括镜筒、镜柱、载物台、镜座、粗细调节螺旋等部分(图1)。其基本光学原理如图2,图中左边小的凸透镜代表短焦距的一组透镜，称物镜。右边大的凸透镜代表长焦距的一组透镜，称目镜。被观察的物体(AB) 放在物镜焦点(f1)稍外的地方。物体的光线通过物镜后在目镜焦点(f2)稍内方形成一个倒立的放大实像(B'A')。观察者的眼睛通过目镜将该实像(B'A')进一步放大为一个倒立的虚像(B″A″)。 目镜位于显微镜筒的上方，一般由两个凸透镜构成。它除了进一步扩大物镜所形成的实像之外，也限制了眼睛所观察的视野。按放大率分,常用目镜有5倍、10倍和15倍三种。 物镜一般位于显微镜筒的下方，接近所观察的物体。由8～10片透镜组成。其作用一是放大(给物体造成一个放大的实像),二是保证像的质量,三是提高分 辨率。常用物镜可按放大率分为低倍 (4×)、中倍(10×或20×)、高倍(40×) 和油浸物镜(100×)。多个物镜共同镶在换镜转盘上，可以按需要转动转盘选择不同倍数的物镜。 显微镜的放大倍数为目镜倍数乘物镜倍数，如目镜为10倍，物镜为40倍,则放大倍数为40×10倍(放大400倍)。优良的显微镜可放大2000倍，可分辨相距1×10-5cm的两点。 当白光通过凸透镜时,波长较短的光(蓝紫色),其折射度大于长波长的光(红橙色)，因此，成像时在像周出现各色光谱围绕,并且有一圈蓝色或红色的辉光,这种颜色上的缺陷称为色差。由于光线进入(和离开)透镜镜面各部分的角度不同，从透镜四周透过的光线与从透镜中心透过的光线相比，其折射角度较大。因此，成像时在像周出现模糊而歪曲的影像。这种成像面弯曲的缺陷称为球面差。一系

光学显微镜的原理及构造

光学显微镜的原理及构造显微镜是人类认识物质微观世界的重要工具，是现代科学研究工作不可缺少的仪器之一。显微镜自1666年问世以来已有300多年的历史了，其间随着科学技术不断发展，显微镜的品种不断增加，结构和性能逐步得到完善和提高。 根据不同的使用用途，光学显微镜可分为普通光学显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、荧光显微镜、倒置显微镜、体视显微镜、偏光显微镜等10多种。目前，世界上许多国家都可以生产光学显微镜，牌名、种类繁杂，其中德国、日本等国制造的显微镜品质、数量占优势，但价格昂贵。 对于现代的光学显微镜，包括各种简单的常规检验用显微镜、万能研究以及万能照相显微镜等，首先要认识其构造及各部件的功能，同时要掌握正确的调试、使用和保养方法，才能在实际应用中面对各种要求时以不同的显微镜检方法，充分发挥显微镜应有的功能，提高常规检验工作效率. 光学显微镜的原理和构造 随着科学技术的发展，显微镜检方法由最传统的明视野、暗视野发展出了相差法、偏光方法；荧光方法也由透射光激发进展为落射光激发，使荧光效率大为提高；微分干涉相衬方法基于偏光方法，而巧妙地利用了微分干涉棱镜，使之能应用于医学与生物学的样品，又能应用于金相样品的分析与检验。 下面以德国ZEISS公司生产的Axioplan万能研究用显微镜，简单介绍万能显微镜的基本组成部件。 1. 显微镜主机体（stand）　显微镜的主机体设计成金字塔形，而底座的截面呈T字形，使显微镜的整体相当稳固。显微镜的光学部件和机构调节部件、光源的灯室、显微照相装置、电源变压稳压器等，都可安装在主机体上或主机体内。 2. 显微镜的底座（base）　底座和主机体通常组成一个稳固的整体。底座内通常装有透射光照明光路系统（聚光、集光和反光）部件，光源的滤光片组，粗/微调焦机构，光源的视场光阑也安装在底座上。 3. 透射光光源（tranilluminator）　透射光光源由灯室（lamp housing）、灯座（lamp socket）、卤素灯（halogen lamp）、集光与聚光系统（lamp collector and lamp condenser）及其调整装置组成。 4. 透射光光源与反射光光源的转换开关（toggle switch）　这是新一代AXIO系列显微镜特有的装置，透射光和反射光可通用。当具有透/反两用的配置时，利用这一转换开关能方便而又迅速的使透射光 和反射光互相转换。在纯透射光的配置中，这一开关就改为电源开关。

光学显微镜的工作原理

光学显微镜的工作原理 显微镜就是一种精密的光学仪器,已有300多年的发展史。自从有了显微镜,人们瞧到了过去瞧不到的许多微小生物与构成生物的基本单元——细胞。目前,不仅有能放大千余倍的光学显微镜,而且有放大几十万倍的电子显微镜,使我们对生物体的生命活动规律有了更进一步的认识。在普通中学生物教学大纲中规定的实验中,大部分要通过显微镜来完成,因此,显微镜性能的好坏就是做好观察实验的关键。 一、显微镜的光学系统 显微镜的光学系统主要包括物镜、目镜、反光镜与聚光器四个部件。广义的说也包括照明光源、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的最重要部件,安装在物镜转换器上,接近被观察的物体,故叫做物镜或接物镜。 1、物镜的分类 物镜根据使用条件的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)。 根据放大倍数的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的色差的物镜)与复色差物镜(能矫正光谱中三种色光的色差的物镜,价格贵,使用少)。 2、物镜的主要参数: 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的大小与对应标本大小的比值。它指的就是长度的比值而不就是面积的比值。例:放大倍数为100×,指的就是长度就是1μm的标本,放大后像的长度就是100μm,要就是以面积计算,则放大了10,000倍。 显微镜的总放大倍数等于物镜与目镜放大倍数的乘积。 ②、数值孔径也叫镜口率,简写NA 或A,就是物镜与聚光器的主要参数,与显微镜的分辨力成正比。干燥物镜的数值孔径为0、05-0、95,油浸物镜(香柏油)的数值孔径为1、25。 ③、工作距离就是指当所观察的标本最清楚时物镜的前端透镜下面到标本的盖玻片上面的距离。物

光学显微镜成像原理

物体介于物镜的焦距和二倍焦距之间，成倒立放大的实相，据凸透镜成像规律，知实相在异侧二倍焦距之外。实相位于目镜焦点或者焦点之内，被再次放大，形成放大的虚像。而人的眼睛是可以看到虚像的（这个原理自然清楚）。要搞清显微镜的使用原理，就得对物理中的凸透镜成像有所理解。 { 只有当物体对人眼的张角不小于某一值时，肉眼才能区别其各个细部，该量称为目视分辨率ε。在最佳条件下，即物体的照度为50~70lx及其对比度较大时，可达到1'。为易于观测，一般将该量加大到2'，并取此为平均目镜分辨率。物体视角的大小与该物体的长度尺寸和物体至眼睛的距离有关。有公式y=Lε 距离L不能取得很小，因为眼睛的调节能力有一定限度，尤其是眼睛在接近调节能力的极限范围工作时，会使视力极度疲劳。对于标准(正视)而言，最佳的视距规定为250mm(明视距离)。这意味着，在没有仪器的条件下，目视分辨率ε=2'的眼睛，能清楚地区分大小为0.15mm的物体细节。 在观测视角小于1'的物体时，必须使用放大仪器。放大镜和显微镜是用于观测放置在观测人员近处应予放大的物体的。 （一）放大镜的成像原理 表面为曲面的玻璃或其他透明材料制成的光学透镜可以使物体放大成像，光路图如图1所示。位于物方焦点F以内的物AB，其大小为y，它被放大镜成一大小为y'的虚像A'B'。 放大镜的放大率 Γ=250/f' 式中250--明视距离，单位为mm f'--放大镜焦距，单位为mm 该放大率是指在250mm的距离内用放大镜观察到的物体像的视角同没有放大镜观察到的物体视角的比值。 （二）显微镜的成像原理 显微镜和放大镜起着同样的作用，就是把近处的微小物体成一放大的像，以供人眼观察。只是显微镜比放大镜可以具有更高的放大率而已。 图2是物体被显微镜成像的原理图。图中为方便计，把物镜L1和目镜L2均以单块透镜表示。物体AB位于物镜前方，离开物镜的距离大于物镜的焦距，但小于两倍物镜焦距。所以，它经物镜以后，必然形成一个倒立的放大的实像A'B'。A'B'位于目镜的物方焦点F2上，或者在很靠近F2的位置上。再经目镜放大为虚像A''B''后供眼睛观察。虚像A''B''的位置取决于F2和A'B'之间的距离，可以在无限远处（当A'B'位于F2上时），也可以在观察者的明视距离处（当A'B'在图中焦点F2之右边时）。目镜的作用与放大镜一样。所不同的只是眼睛通过目镜所看到的不是物体本身，而是物体被物镜所成的已经放大了一次的像。 （三）显微镜的重要光学技术参数 在镜检时，人们总是希望能清晰而明亮的理想图象，这就需要显微镜的各项光学技术参数达到一定的标准，并且要求在使用时，必须根据镜检的目的和实际情况来协调各参数的关系。只有这样，才能充分发挥显微镜应有的性能，得到满意的镜检效果。

光学显微镜实验报告

光学显微镜实验报告 通信（1）班赵雯琳1140031 【实验目的】 1·熟悉光学显微镜的构造和工作原理 2·学习使用显微镜测量小长度的方法 【实验仪器】 显微镜，可调狭缝，白光源 【实验原理】 显微镜是用来观察和研究微小物体的助视仪器，它的主要部分是物镜和目镜。为简便起见，吧构造复杂的物镜和目镜视为由单个凸透镜组成，物镜焦距较目镜短。 物体先由物镜放大再由目镜放大观察到该实像。 【实验内容】 1·取出显微镜，置于左前方，便于观察与记录。 2·打开白光源，显微镜进行调光。 3·将可调狭缝置于载物台上，并固定好。 4·调节调焦手轮，使得狭缝的像清晰。 5·调节分划板及焦距，使得分划板观察清晰。 6·调节测微鼓轮，使得分划板的第一个交点位于左狭缝的左端。 7·转动分划板，当第一个交点位于左狭缝时，记下数据，继续转动手轮，当同一个交点位于右侧狭缝时，再次记录数据。 8·将手轮转回左狭缝的左端，再向右端转动，重复7的步骤，记录三组数据。

【数据】 σ=0.01 d=1.65±0.01mm 【误差分析】 1·调节目镜不够准确，使得分划板不是非常地清晰，狭缝板与分划板不处于相对平行的两个平面。 2·手轮的空转需要空间，产生空转误差。 3·视觉的误差使得度数不是非常准确。 【注意事项】 1·狭缝应垂直于显微镜筒的移动方向，使得测量的狭缝下同一水平上。 2·用分划板上的同一点测狭缝的距离，保证测量的狭缝在同一水平上。 3·分划板与狭缝的像必须清晰且在相对平行的两个平面，消除误差。 4·在每次测量中必须保证手轮往同一方向转动，避免空转误差。 5·注意度数采用千分尺的度数方法。

光学显微镜的发展历史

杨拓拓 (苏州大学现代光学技术研究所，江苏苏州215000) 1基本原理 显微镜成像原理及视角放大率 显微镜由物镜和目镜组成。物体AB 在物镜前焦面稍前处，经物镜成放大、倒立的实像A'B'，它位于目镜前焦面或稍后处，经目镜成放大的虚像，该像位于无穷远或明视距离处。 图1-1显微镜系统光路图 牛顿放大率公式： f f x x ''= 'x 是像点到像方焦点的距离，x 是物点到物方焦点的距离。 根据牛顿放大率公式可得物镜的垂轴放大率为 '1'1'11--f f x ?== β 目镜的视觉放大率为： '22250 f =Γ 组合系统的放大率为 '2'121250f f ? -=Γ=Γβ 显微镜系统的像方焦距 ?-=/'2'1'f f f '250 f = Γ 显微镜系统成倒像轴向放大率 ' 1 f

'2'1'2'1/f f x x =β 若物点A 沿光轴移动很小的距离，则通过显微镜系统的像点'2A 将移动很大的距离，且移动 方向相同。 显微系统的角放大率 '2'1'2'1/x x f f =γ 即入射于物镜为大孔径光束，而由目镜射出为小孔径光束。 显微镜的孔径光阑 单组低倍显微物镜，镜框是孔径光阑。 复杂物镜一般以最后一组透镜的镜框作为孔径光阑。 对于测量显微镜，孔阑在物镜的象方焦面上，构成物方远心光路。 显微镜的视场光阑和视场 在显微物镜的象平面上设置了视场光阑来限制视场。由于显微物镜的视场很小，而且要求象面上有均匀的照度，故不设渐晕光阑。 显微镜是小视场大孔径成像，为获得大孔径并保证轴上点成像质量，显微镜线视场不超过物镜的1/20,线视场要求： 1 '120202β?=≤f y 显微镜的分辨率和有效放大率 光学仪器分辨率 瑞利判据：两个相邻的“点”光源所成的像是两个衍射斑，若两个等光强的非相干点像之间的间隔等于艾里圆的半径，即一个像斑的中心恰好落在另一个像斑的第一暗环处，则这两个点就是可分辨的点。当物面在无穷远时，以两点对光学系统的张角可表示两分辨点的距离，其值为：

光学显微镜的结构及使用

光学显微镜的结构及使用 使用日期：2017年9月26日 一、教材分析 人类在很长时间，都是依靠肉眼来观察世界上形形色色的事物的，不过我们周围还有很多肉眼看不到的微小物体，要看到它们就要借助显微镜，这节课就来介绍如何使用显微镜。 二、实验目的 1、练习使用显微镜，学会规的操作方法。 2、能够独立操作显微镜。 3、能够将标本移动到视野中央，并看到清晰的图像。 三、重点与难点 重点：显微镜的结构和使用方法 难点：正确使用显微镜；理解实物与物像之间的关系到；理解玻片移动方向和物像移动方向之间的关系。 三、学情分析 学生们平时没有接触显微镜的机会，但是都通过很多途径见过显微镜，对它有一定的认识和了解。 四、教学环境及资源准备 显微镜，有“e”字的玻片，动、植物标本，擦镜纸，纱布。 在上课前分好组，并把显微镜发放到各组的操作台上，放置到指定的位置；发放实验时所用的器材及材料。 【新课导学】： 知识回顾：生命活动的基本层次包括哪些？ 上节课我们学习到了细胞是生命活动结构和功能的最基本单位，那么同学们是否知道我们如果想观察细胞的话，应该用什么工具呢？ 答：初中的时候我们用低倍光学显微镜观察细胞的，现在，让我们尝试用高倍镜来观察多种类的细胞。 基本容： 一．展示显微镜，学生回顾基本的结构（学生课堂讨论，教师总结）

对照图片，认清基本结构，并总结。 目镜----长放大倍数小 镜头 物镜----长放大倍数大（学生观察镜头，并总结）光学结构 平面镜----调暗视野 反光镜 凹面镜----调亮视野（学生亲自操作，总结）准焦螺旋----使镜筒上升或下降 （有粗细之分） 机械结构转换器----更换物镜 光圈----调节视野亮度 （有大小之分） 导：同学们已经学会了显微镜的基本结构，那你们想不想用显微镜来看看微观的世界是什么样子的？ 答：想。那下面我们就来看看细胞吧。 二．用显微镜观察物象 给出永久性装片，让学生利用显微镜观察，并分成小组讨论，总结基本的操作方法。 基本操作步骤： 1.用低倍物镜观察 放置装片(标本正对通光孔的中心)→侧面观察降镜筒(转动粗准焦螺旋)→左眼观察找物像(转动粗准焦螺旋升高镜筒)→转动细准焦螺旋将物像调清晰。 2.用高倍物镜观察

光学显微镜的历史及基础知识

光学显微镜的历史及基础知识

光学显微镜的历史及基础知识 光学显微镜 optical microscope 利用光学原理把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器。 简史早在公元前 1世纪，人们就已发现通过球形透明物体去观察微小物体时可以使其放大成像。后来逐渐对球形玻璃表面能使物体放大成像的规律有了认识。1590年，荷兰和意大利的眼镜制造者已经造出类似显微镜的放大仪器。1610年前后，意大利的伽利略和德国的J.开普勒在研究望远镜的同时，改变物镜和目镜之间的距离，得出合理的显微镜光路结构，当时的光学工匠遂纷纷从事显微镜的制造、推广和改进。17世纪中叶，英国的R.胡克和荷兰的 A.van列文

胡克都对显微镜的发展作出了卓越的贡献。1665年前后，胡克在显微镜中加入粗动和微动调焦机构、照明系统和承载标本片的工作台。这些部件经过不断改进，成为现代显微镜的基本组成部分。1673～1677年期间，列文胡克制成单组元放大镜式的高倍显微镜,其中9台保存至今。胡克和列文胡克利用自制的显微镜在动、植物机体微观结构的研究方面取得了杰出的成就。19世纪，高质量消色差浸液物镜的出现使显微镜观察微细结构的能力大为提高。1827 年G.B.阿米奇第一个采用浸液物镜。19世纪70年代，德国人E.阿贝奠定了显微镜成像的古典理论基础。这些都促进了显微镜制造和显微观察技术的迅速发展，并为19世纪后半叶包括R.科赫、L.巴斯德等在内的生物学家和医学家发现细菌和微生物提供了有力的工具。 在显微镜本身结构发展的同时，显微观察技术也在不断创新：1850年出现了偏光显微术，1893年出现了干涉显微术，1935年荷兰物理学家F.泽尔尼克创造了相衬显微术，他为此在1953年被授予诺贝尔物理学奖金。

光学显微镜的工作原理

光学显微镜的工作原理 显微镜是一种精密的光学仪器，已有300多年的发展史。自从有了显微镜，人们看到了过去看不到的许多微小生物和构成生物的基本单元——细胞。目前，不仅有能放大千余倍的光学显微镜，而且有放大几十万倍的电子显微镜，使我们对生物体的生命活动规律有了更进一步的认识。在普通中学生物教学大纲中规定的实验中，大部分要通过显微镜来完成，因此，显微镜性能的好坏是做好观察实验的关键。 一、显微镜的光学系统 显微镜的光学系统主要包括物镜、目镜、反光镜和聚光器四个部件。广义的说也包括照明光源、滤光器、盖玻片和载玻片等。 （一）、物镜 物镜是决定显微镜性能的最重要部件，安装在物镜转换器上，接近被观察的物体，故叫做物镜或接物镜。 1、物镜的分类 物镜根据使用条件的不同可分为干燥物镜和浸液物镜；其中浸液物镜又可分为水浸物镜和油浸物镜（常用放大倍数为90—100倍）。 根据放大倍数的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的色差的物镜）和复色差物镜（能矫正光谱中三种色光的色差的物镜，价格贵，使用少）。 2、物镜的主要参数： 物镜主要参数包括：放大倍数、数值孔径和工作距离。 ①、放大倍数是指眼睛看到像的大小与对应标本大小的比值。它指的是长度的比值而不是面积的比值。例：放大倍数为100×，指的是长度是1μm的标本，放大后像的长度是100μm，要是以面积计算，则放大了10,000倍。 显微镜的总放大倍数等于物镜和目镜放大倍数的乘积。 ②、数值孔径也叫镜口率，简写NA 或A，是物镜和聚光器的主要参数，与显微镜的分辨力成正比。干燥物镜的数值孔径为0.05-0.95，油浸物镜（香柏油）的数值孔径为1.25。

光学显微镜的工作原理

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。

光学显微镜的工作原理汇编

光学显微镜的工作原 理

光学显微镜的工作原理 显微镜是一种精密的光学仪器，已有300多年的发展史。自从有了显微镜，人们看到了过去看不到的许多微小生物和构成生物的基本单元——细胞。目前，不仅有能放大千余倍的光学显微镜，而且有放大几十万倍的电子显微镜，使我们对生物体的生命活动规律有了更进一步的认识。在普通中学生物教学大纲中规定的实验中，大部分要通过显微镜来完成，因此，显微镜性能的好坏是做好观察实验的关键。 一、显微镜的光学系统 显微镜的光学系统主要包括物镜、目镜、反光镜和聚光器四个部件。广义的说也包括照明光源、滤光器、盖玻片和载玻片等。 （一）、物镜 物镜是决定显微镜性能的最重要部件，安装在物镜转换器上，接近被观察的物体，故叫做物镜或接物镜。 1、物镜的分类 物镜根据使用条件的不同可分为干燥物镜和浸液物镜；其中浸液物镜又可分为水浸物镜和油浸物镜（常用放大倍数为90—100倍）。 根据放大倍数的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的色差的物镜）和复色差物镜（能矫正光谱中三种色光的色差的物镜，价格贵，使用少）。 2、物镜的主要参数： 物镜主要参数包括：放大倍数、数值孔径和工作距离。 ①、放大倍数是指眼睛看到像的大小与对应标本大小的比值。它指的是长度的比值而不是面积的比值。例：放大倍数为100×，指的是长度是1μm的标本，放大后像的长度是100μm，要是以面积计算，则放大了10,000倍。 显微镜的总放大倍数等于物镜和目镜放大倍数的乘积。 ②、数值孔径也叫镜口率，简写NA 或A，是物镜和聚光器的主要参数，与显微镜的分辨力成正比。干燥物镜的数值孔径为0.05-0.95，油浸物镜（香柏油）的数值孔径为 1.25。 ③、工作距离是指当所观察的标本最清楚时物镜的前端透镜下面到标本的盖玻片上面的距离。物镜的工作距离与物镜的焦距有关，物镜的焦距越长，放大倍数越低，其工作距离越长。例：10倍物镜上标有10/0.25和160/0.17，其中10为物镜的放大倍数； 0.25为数值孔径；160为镜筒长度（单位mm）；0.17为盖玻片的标准厚度（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 。

光学显微分析

光学显微分析 一、概述 自古以来,人们就对微观世界充满了敬畏与好奇心。光学显微分析技术则就是人类打开微观物质世界之门的第一把钥匙。通过五百多年来的发展历程,人类利用光学显微镜步入微观世界,绚丽多彩的微观物质形貌逐渐展现在人们的面前。 15世纪中叶,斯泰卢蒂(Francesco Stelluti)利用放大镜,即所谓单式显微镜研究蜜蜂,开始将人类的视角由宏观引向微观世界的广阔领域。此后,人们从简单的单透镜开始学会组装透镜具组,进而学会透镜具组、棱镜具组、反射镜具组的综合使用。约在1590年,荷兰的詹森父子(Hans and Zacharias Janssen)创造出最早的复式显微镜。17世纪中叶,物理学家胡克(R、Hooke)设计了第一台性能较好的显微镜,此后惠更斯(Christiaan Huygens)又制成了光学性能优良的惠更斯目镜,成为现代光学显微镜中多种目镜的原型,为光学显微镜的发展作出了杰出的贡献。19世纪德国的阿贝(Ernst Abbe)阐明了光学显微镜的成像原理,并由此制造出的油浸系物镜,使光学显微镜的分辨本领达到了0、2微米的理论极限,制成了真正意义的现代光学显微镜。目前,光学显微镜已由传统的生物显微镜演变成诸多种类的专用显微镜,按照其成像原理可分为: ①几何光学显微镜:包括生物显微镜、落射光显微镜、倒置显微镜、金相显微镜、暗视野显微镜等。 ②物理光学显微镜:包括相差显微镜、偏光显微镜、干涉显微镜、相差偏振光显微镜、相差干涉显微镜、相差荧光显微镜等。 ③信息转换显微镜:包括荧光显微镜、显微分光光度计、图像分析显微镜、声学显微镜、照相显微镜、电视显微镜等。 随着显微光学理论与技术的不断发展,又出现了突破传统光学显微镜分辨率极限的近场光学显微镜,将光学显微分析的视角伸向纳米世界。 在材料科学领域中,大量的材料或生产材料所用的原料都就是由各种各样的晶体组成的。不同材料的晶相组成直接影响到它们的结构与性质;而生产材料所用原料的晶相组成及其显微结构也直接影响着生产工艺过程及产品性能。因此对于各种材料及其原料的性能、质量的评价,除了考虑其化学组成外,还必须考虑它的晶相组成及显微结构。所谓显微结构就就是指构成材料的晶相形貌、大小、分布以及它们之间的相互关系。 利用光学显微分析技术进行物相分析就就是研究材料与其原料的物相组成及显微结构,并以此来研究形成这些物相结构的工艺条件与产品性能间的关系。 二、晶体光学基础 (一)光的物理性质 光就是键合电子在原子核外电子能级之间激发跃迁产生的自发能量变化,导致发射或吸收辐射能的一种形态。在麦克斯韦电磁理论中,认为光就是叠加的振荡电磁场承载着能量以连续波的形式通过空间。而按照量子理论,光能量就是由一束具有极小能量的微粒即"光子"不连续地输送着,表明光具有微粒与波动的双重性,即波粒二象性。由于光学显微分析所观察到的光与物质的相互作用效应,在特性上像波,故利用光的波动学说解决晶体光学问题。 电磁波在空间的传播过程中,电磁场振动垂直其传播方向,因此光就是横波,即光波振动与传播方向垂直。电磁波的范围极为广泛,包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线与γ射线等。它们的本质完全相同,只就是波长(或频率)不同而特性也不同。按照它们的波长大小依次排列便构成一个电磁波谱,如图2、1所示。 从电磁波谱中可以瞧出,可见光只就是整个电磁波谱中波长范围很窄的一段,其波长约为3900到7700埃。这一小波段电磁波能引起视觉、故称为可见光波。不同波长的可见光波作用在人的视网膜上产生的视觉不一样,因而产生各种不同的色彩。当波长由大变小时.相应的