显微镜的基础知识(一)

    显微镜: 用于放大微小物体使其被人的肉眼能清晰看到的仪器。显微镜分光学显微镜和电子显微镜。

    光学显微镜 是在1590年由荷兰的杨森父子所首创。现在的光学显微镜可把物体放大1600倍，分辨的最小极限达0.2微米。

    电子显微镜 是在1931年在德国柏林由克诺尔和哈罗斯卡首先装配完成的。这种显微镜用高速电子束代替光束。由于电子流的波长

    比光波短得多，所以电子显微镜的放大倍数可达80万倍，分辨的最小极限达0.2纳米。1963年开始使用的扫描电子显微镜更可使人看

到物体表面的微小结构。

显微镜的发明，使人看到了许多以前从未看到过的生物，如细菌、病毒等，也使人看到了生物的许多微小结构，如线粒体的结构，从而对生物学的发展起着重要的推动作用。显微镜是生物学研究的重要仪器之一。在医学、工农业生产中显微镜也有着重要用途，例如在医学诊断上，可对人血液中的红细胞进行病理分析并计数等。 显微镜的放大原理：

显微镜的放大原理：由物镜将被观测物体（标本）放大为可以被屏幕接收映射的实像，通过目镜的转换，使物镜成的实像再次放大并让其成在人眼正常看物体的明視距离处。

明视距离：250mm (人眼看物体的正常距离） 放大镜的原理：人眼观察到的是放大的虚像

显微镜的结构：

被观测物体（标本）-物镜-光阑-目镜-人眼 早期显微镜-------现代显微镜 

普通显微镜主要由3部分构成：

①光学放大系统：由物镜和目镜组成，是显微镜的主体。（为了消除球差和色差，目镜和物镜都由复杂的透镜组构成。）

②照明系统：包括光源和聚光镜。

③机械装置：用于固定材料和使观察方便。

放大率和有效放大率(又称放大倍数):

物体通过显微镜要经过物镜和目镜两次放大，所以显微镜总的放大率Γ应该是物镜放大率β和目镜放大率Γ1 的乘积：

即 Γ = β Γ1

显微镜可以通过调换不同放大率的物镜和目镜，能够方便地改变显微镜的放大率。放大率是显微镜的重要参数，但也不能盲目相信放大率越高越好。显微镜放大倍率的极限即有效放大倍率,被称为镜头的分辨率。 分辨率和放大倍率是两个不同的但又互有联系的概念。 当选用的物镜数值孔径不够大，即分辨率不够高时，显微镜不能分清物体的微细结构，此时即使过度地增大放大倍率，得到的也只能是一个轮廓虽大但细节不清的图像，称为无效放大倍率。反之如果分辨率已满足要求而放大倍率不足，则显微镜虽已具备分辨的能力，但因图像太小而仍然不能被人眼清晰视见。所以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。

镜头分辨率(有效放大率)：

显微镜物象是否清楚不仅决定于放大倍数，还与显微镜的分辨力（resolution）有关，分辨力是指显微镜（或人的眼睛距目标

25cm处）能分辨物体最小间隔的能力，分辨力的大小决定于光的波长和 数值孔径（又称：镜口率）以及介质的折射率，用公式表

示为：

显微镜的分辨力： R=0.61λ /NA

NA＝ｎSin α/2 （数值孔径）

式中： λ 为成像光线的波长；

n = 标本和物镜之间介质折射率；

α = 镜口角（标本对物镜镜口的张角） ；

NA = 数值孔径（Numeric Aperture）。

镜口角总是要小于180˚，所以 Sin α /2 的最大值必然小于 1 。

介质的折射率 n：

制作光学镜头所用的玻璃折射率为1.65~1.78，所用介质的折射率越接近玻璃的越好。对于干燥物镜来说，介质为空气，数值

孔径一般为0.05~0.95；油镜头用香柏油为介质，数值孔径可接近1.5。

显微镜的分辨力与放大率的关系式： 500NA<Γ<1000NA