普通光學顯微鏡的光路

        1、普通光學顯微鏡是一種精密光學儀器。過去，簡單的顯微鏡僅由幾個鏡頭組成，而現在的顯微鏡由一組鏡頭組成。普通光學顯微鏡通常可以將物體放大1500-2000倍。 (1)顯微鏡的結構普通光學顯微鏡的結構可分為兩部分：一是機械裝置，二是光學系統。只有這兩部分配合得好，才能發揮顯微鏡的作用。一、顯微鏡的機械裝置 顯微鏡的機械裝置包括鏡架、鏡筒、物鏡轉換器、載物臺、推桿、粗動螺桿、微動螺桿等部件。支架，它由底座和鏡臂兩部分組成。載物臺和鏡筒與其相連，這是安裝光學放大系統組件的基礎。
         (2)目鏡接在鏡筒的鏡筒上，轉換器接在底部，在目鏡和物鏡（安裝在轉換器下方）之間形成暗室。物鏡后緣到鏡筒末端的距離稱為機械鏡筒長度。因為物鏡的放大倍數是針對一定長度的鏡筒。鏡筒長度的變化不僅會改變放大倍數，還會影響成像質量。因此，在使用顯微鏡時，不能隨意改變鏡筒的長度。國際上，顯微鏡的標準鏡筒長度定為160mm，這個數字標在物鏡的外殼上。
         (3)物鏡轉換器 物鏡轉換器可配備3～4個物鏡，通常為三個物鏡（低倍、高倍、油鏡）。尼康顯微鏡配備了四個物鏡。通過轉動轉換器，可以根據需要將任意一個物鏡連接到鏡筒上，鏡筒上的目鏡構成放大系統。
         (4)舞臺中央有一個洞，是光路。載物臺上裝有彈簧試樣夾和推桿，其作用是固定或移動試樣的位置，使顯微物體正好處于視野的中心。
         (5) 推動器是移動試樣的機械裝置。它由金屬框架制成，帶有兩個推進齒輪，一個水平一個垂直。一臺好的顯微鏡在橫桿上刻有刻度，以形成一個非常精確的平面。坐標系。如果要反復觀察被檢試樣的某一部位，在第一次檢查時，可以記錄縱橫尺的數值，然后根據數值移動推桿，找到原試樣的位置。
         (6)粗螺旋是通過移動鏡筒來調整物鏡與標本距離的機構，舊顯微鏡是粗螺旋向前扭曲后，鏡頭下降靠近樣品。在新生產的顯微鏡上執行顯微鏡檢查時，用右手向前轉動載物臺以升高載物臺，使樣品接近物鏡，反之亦然。
         (7)微動螺桿只能用粗動螺桿粗調焦距。要獲得清晰的圖像，您需要使用微動螺絲進行進一步調整。微動螺桿每轉一圈，鏡筒移動 0.1 毫米（100 微米）。新生產的gao端顯微鏡的粗細螺旋是同軸的。 2、顯微鏡的光學系統顯微鏡的光學系統由反射鏡、聚光鏡、物鏡、目鏡等組成，光學系統將物體放大，形成物體的放大圖像。參見圖 1-2。
         (1) 反射鏡早期的普通光學顯微鏡是利用自然光來檢查物體，鏡架上裝有一面鏡子。反射鏡由一個平面和另一面凹面鏡組成，可以將投射在其上的光線反射到聚光透鏡的中心，從而照亮試樣。當不使用聚光鏡時，使用凹面鏡。凹面鏡可以會聚光線。使用聚光鏡時，一般使用平面鏡。新生產的劣質顯微鏡鏡架配有光源和電流調節螺釘，可通過調節電流來調節光強。
         (2) 冷凝器 冷凝器在臺下。它由聚光透鏡、虹彩光圈和升降螺絲組成。聚光器可分為明場聚光器和暗場聚光器。常見的光學顯微鏡都配備了明場聚光器。明場聚光器包括阿貝聚光器、啟明聚光器和落砂聚光器。當物鏡數值孔徑高于 0.6 時，阿貝聚光鏡會出現色差和球差。啟明聚光鏡對色差、球差和彗差都有高度的校正。是明場顯微鏡用的優質聚光鏡，但不適用于4倍以下的物鏡。搖出聚光鏡可以將聚光鏡的上透鏡搖出光路，滿足低倍物鏡（4×）大視場照明的需要。
        聚光鏡安裝在載物臺下方，其作用是將光源反射的光線通過反光鏡聚焦在樣品上，獲得強烈的照明，使物體圖像明亮清晰。聚光鏡高度可調，使焦點落在被檢物體上，獲得高亮度。一般聚光鏡的焦點在其上方1.25mm處，其上升極限在舞臺平面下方0.1mm處。因此，要求使用的載玻片厚度應在0.8-1.2mm之間，否則被檢樣品將無法聚焦，影響顯微效果。聚光鏡前透鏡組前面還有一個虹彩光圈，可以打開和縮小，影響成像的分辨率和對比度。如果虹彩光圈開得過大，超過物鏡的數值孔徑，就會產生光斑；如果光圈收縮 光圈太小，分辨率會降低，對比度會增加。因此，觀察時，通過虹彩孔徑的調節，將視場光闌（帶視場光闌的顯微鏡）向視場外圍的外切線打開，使不在視場內的物體無法得到任何光線.照明避免散射光的干擾。
         (3) 安裝在鏡筒前端轉換器上的物鏡第一次利用光使被檢物體。物鏡的成像質量對分辨率有決定性的影響。物鏡的性能取決于物鏡的數值孔徑（數值孔徑縮寫為NA）。每個物鏡的數值孔徑都標在物鏡的外殼上。數值孔徑越大，物鏡的性能越好。物鏡的種類很多，可以從不同的角度分類： 根據物鏡前透鏡與被檢物之間的介質不同，可分為：①干式物鏡以空氣為介質，如常用的40×以下物鏡，數值孔徑均小于1。 ②油浸物鏡常使用雪松油作為介質。這種物鏡也稱為油鏡。其放大倍數為90×-100×，數值孔徑值大于1。 根據物鏡的放大倍數可分為： ①低倍物鏡指1×-6×，NA值為0.04 -0.15; ②中倍物鏡指6×-25×，NA值為0.15—0.40； ③高倍物鏡 指25×—63×，NA值為0.35—0.95； ④ 油浸物鏡指90×—100×，NA值為1.25—1.40。根據像差校正的程度，分類可分為：①消色差物鏡是一種常用的物鏡，外殼上標有“Ach"，這種物鏡可以去除紅光和青色形成的色差。光。它通常在顯微鏡檢查中與惠更斯目鏡結合使用。 ②復消色差物鏡在物鏡外殼上標有“Apo"字樣。除了校正紅、藍、綠光的色差外，還可以校正黃光引起的相位差。它通常與補償目鏡結合使用。 ③特殊物鏡是在上述物鏡的基礎上，為達到一定的特定觀察效果而制造的。如：帶校正環的物鏡、帶視場光闌的物鏡、相襯物鏡、熒光物鏡、無應變物鏡、無蓋物鏡、長工作距離物鏡等。.目前研究中常用的物鏡有：半復消色差物鏡（FL）、平場物鏡（Plan）、平場復消色差物鏡（Plan Apo）、超平場物鏡（Splan，super plan apochromat）物鏡（Splan Apo），等等。
         (4)目鏡目鏡的作用是將物鏡放大后的實像再次放大，將物像反射到觀察者的眼中。目鏡的結構比物鏡的結構簡單。普通光學顯微鏡的目鏡通常由兩個透鏡組成。上透鏡稱為“目鏡"，下透鏡稱為“場鏡"。上下透鏡之間或兩透鏡下方，有一個金屬環形光闌或“視場光闌"，放大后物鏡的中間像落在視場光闌的平面上，因此可以放置目鏡千分尺普通光學顯微鏡常用的目鏡是惠更斯目鏡，如果需要進行研究，一般選擇性能較好的目鏡，如補償目鏡（K）、平面目鏡（P）、寬視場目鏡（WF）。拍照時使用攝影目鏡 (NFK)。
         (二)光學顯微鏡 顯微鏡的放大是通過鏡頭完成的，單鏡頭成像有像差，影響成像質量。由單個透鏡組成的透鏡組相當于一個凸透鏡，放大倍數更好。圖1-4是顯微鏡成像原理模式。 AB 是標本。 (3)顯微鏡的性能。顯微鏡的分辨率取決于光學系統的各種條件。被觀察的物體必須具有高倍率且清晰。物體放大后能否呈現出清晰精細的結構，首先取決于物鏡的性能，其次是目鏡和聚光鏡的性能。
         1、數值孔徑又稱孔徑比（或孔徑比），縮寫為NA，它們的數值標在物鏡和聚光鏡上。孔徑和數值孔徑是物鏡和聚光鏡的主要參數，也是判斷其性能的重要指標。數值孔徑與顯微鏡的各種性能密切相關。它與顯微鏡的分辨率成正比，與焦深成反比。它與鏡像亮度的平方根成正比。數值孔徑可用下式表示： NA=n.sin α 2 式中： n——物鏡與試樣之間的介質分辨率 α——物鏡的鏡頭開度角 所謂鏡頭開度角是指從物鏡光軸上物點發出的光與物鏡前透鏡有效直徑邊緣的夾角如圖1-5所示。鏡頭開啟角度α為總它小于 180°。由于空氣的折射率為1，干物鏡的數值孔徑總是小于1，一般為0.05—0.95；如果將油浸物鏡浸入雪松油（折射率為1.515）中，數值孔徑可以達到1.5。雖然理論上數值孔徑的極限等于所使用的浸沒介質的折射率，但實際上，從透鏡制造技術的角度來看，是不可能達到這個極限的。通常在實用范圍內，油浸物鏡的大數值孔徑為1.4。幾種物質的介質折射率如下：空氣為1.0，水為1.33，玻璃為1.5，甘油為1.47，雪松為1.52。介質的折射率對物鏡光路的影響如圖1-6所示。
         2、分辨率D可用下式表示：D=λ/2N.A。可見光的波長為0.4-0.7微米，平均波長為0.55微米。如果使用數值孔徑為0.65的物鏡，則D=0.55微米/2×0.65=0.42微米。這意味著被檢物體大于0.42微米時可以觀察到，小于0.42微米則無法看到。如果使用數值孔徑為 1.25 的物鏡，則 D=2.20 微米。任何長度大于此值的待檢查對象都可以看到。可以看出，D值越小，分辨率越高，物體圖像越清晰。根據上式，可以通過以下方式提高分辨率：（1）減小波長； (2)增加折射率； (3)增加鏡頭角度。以紫外光為光源的顯微鏡和電子顯微鏡使用短光波來提高分辨率以檢查較小的物體。物鏡的分辨率與圖像的清晰度密切相關。目鏡沒有這個性能。目鏡只放大物鏡產生的圖像。
         3.放大倍率：顯微鏡放大物體，先通過物鏡*二次放大，目鏡在明視距離引起二次放大。放大倍數是背面圖像與原始對象的體積比。因此，顯微鏡的放大倍數（V）等于物鏡放大倍數（V1）與目鏡放大倍數（V2）的乘積，即：V=V1×V2 比較的計算方法可得由下式 M= △ × D F1 F2 F1=物鏡焦距 F2=目鏡焦距 △=光管長度 D=清晰視距（=250mm） △=放大倍數物鏡 D=目鏡倍率 M=顯微鏡倍率 F1 F2 設置△=160mm F1=4mm D=250mm F2=150mm 那么 M= △ × D= 160 × 250 =40×16.7=668 倍 F1 F2 4 15
         4. 焦深：在顯微鏡下觀察標本 當焦點在某一像面上時，物像清晰，該像面即為目的面。除了視野中的目標表面，在目標表面的上方和下方也可以看到模糊的物體圖像。這兩個表面之間的距離稱為焦深。物鏡的焦深與數值孔徑和放大倍數成反比：數值孔徑和放大倍數越大，焦深越小。因此，調整油鏡一定要比調整低倍鏡要小心，否則容易造成物體滑過而找不到。