1、显微镜的一般原理,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，光学显微镜就是利用这一原理把微小物体放大到人眼足以观察的尺寸。近代的光学显微镜通常采用两级放大，分别由物镜和目镜完成。而显微镜的总放大倍率就是物镜放大倍率和目镜放大倍率的乘积。放大倍率是指直线尺寸的放大比，而不是面积比。,凸透镜原理,物体置于2倍焦距以外，得到倒立缩小的实像。,物体置于2倍焦距与1倍焦距之间，得到倒立放大的实像。,物体置于1倍焦距以内，得到正立放大的虚像。,放大镜：凸透镜的会聚原理显微镜由两级特定的透镜组成。,使用显微镜时，从物体射出的光线，经过物镜后形成一个放大的实像这个实像被目镜再次放大，经过
2、两次放大，光线变得很弱，不容易看清楚因此，一方面要使被观察的物体明亮，一方面物体要尽可能离物镜近一些，以便更多的光线进入物镜为了保证物体经物镜成放大的实像，物体要在一倍焦距以外，故物镜的焦距要设计得短一些为使经物镜成的实像落在目镜的焦距以内，目镜的焦距又总是设计得长一些,像差,透镜成像规律是依据近轴光线得出的结论。近轴光线是指与光轴接近平行（即夹角很小）的光线。由于物理条件的限制，实际光学系统的成像与近轴光线成像不同，两者存在偏离，这种相对于近轴成像的偏离就叫做像差。 球面像差像差 色差,球面像差,球面差指由于球面透镜的中心部分和边缘部分的厚度不同球面像差的程度与光通过透镜的面积有关。光圈放得
3、越大，光线通过透镜的面积越大，球面像差就越严重；缩小光圈，限制边缘光线进入，使用通过透镜中心部分的光线，可减小球面像差。,色差,白光中各种不同波长的光线在穿过透镜时的折射率不同，其中紫色光线波长最短，折射率最大，在距透镜最近处成像；红色光线波长最长，折射率最小，在距透镜最近处成像。光线所成的像不能集中于一点，而呈现带有彩色边缘的光环。校正：采用单色光源，或使用复合透镜。,显微镜的性能,分辨率数值孔径放大率和有效放大率焦深视场直径覆盖差工作距离,显微镜的分辨率,分辨力：指分辨物体最小间隔的能力。最小分辨距离 = 0.61/ NA = 0.61/sin/2 其中为入射光线波长；NA为镜口率 （数值
4、孔径） sin/2，n=介质折射率；=镜口角（样品对物镜镜口的张角） 。制作光学镜头所用的玻璃折射率为1.651.78，所用介质的折射率越接近玻璃的越好。sin /2的最大值必然小于1；介质为空气，镜口率一般为0.050.95；油镜头用香柏油为介质，镜口率可接近1.5。普通光线的波长为400700nm， 值不会小于0.2m，人眼的分辨力为0.2mm。,数值孔径,NA值越大，照明光线波长越短，则值越小，分辨率就越高。要提高分辨率，即减小值，可采取以下措施（1） 降低波长值，使用短波长光源。（2） 增大介质n值以提高NA值（NA=nsin/2）。（3） 增大孔径角值以提高NA值。（4） 增加明暗反
5、差。,放大率和有效放大率,显微镜总的放大率是物镜放大率和目镜放大率1的乘积： =1 显微镜放大倍率的极限即有效放大倍率。 有关系式：500NA1000NA 无效放大倍率为了充分发挥显微镜的分辨能力，应使数值孔径与显微镜总放大倍率合理匹配。,焦深,焦深为焦点深度的简称，即在使用显微镜时，当焦点对准某一物体时，不仅位于该点平面上的各点都可以看清楚，而且在此平面的上下一定厚度内，也能看得清楚，这个清楚部分的厚度就是焦深。 焦深与总放大倍数及物镜的数值孔径成反比。焦深大，分辨率降低。,视场直径,视场直径也称视场宽度，是指在显微镜下看到的圆形视场内所能容纳被检物体的实际范围。视场直径愈大，愈便于观察。 F=FN/,覆盖差,显微镜的光学系统也包括盖玻片在内。由于盖玻片的厚度不标准，光线从盖玻片进入空气产生折射后的光路发生了改变，从而产生了相差，这就是覆盖差。覆盖差的产生影响了显微镜的成像质量。,工作距离,工作距离也叫物距，即指物镜前透镜的表面到被检物体之间的距离。 在物镜数值孔径一定的情况下，工作距离短孔径角则大。 数值孔径大的高倍物镜，其工作距离小。,The end,
