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显微镜的基础知识(二)

发布日期:2014-07-08 点击:2116

景深:

     景深为聚焦深度的简称,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深度内,也能看得清楚,这个清楚部分的深度就是景深。景深大,可以看到被检物体的深层;而景深小,则只能看到被检物体的一薄层。景深与其它技术参数有以下关系:

(1)景深与总放大倍数及物镜的数值孔径成反比。 (2)景深增大,分辨率降低。

      显微镜物镜的基本类型: a.消色差物镜(Achromatic objective) 这是应用较广泛的一类显微物镜,外壳上常有"Ach"字样。它校正了轴上点的位置色差(红,蓝二色)、球差(黄绿光)和正弦差,保持了齐明条件。轴外点的象散不超过允许值(-4屈光度),二级光谱未校正。

     b.复消色差物镜(Apochromatic objective) 这类物镜的结构复杂,透镜采用了特种玻璃或萤石等材料制作而成,物镜的外壳上标有"Apo"字样。它对两个色光实现了正弦条件,要求严格地校正轴上点的位置色差(红,蓝二色)、球差(红,蓝二色)和正弦差,同时要求校正二级光谱(再校正绿光的位置色差)。其倍率色差并不能完全校正,一般须用目镜补偿。

     c.平场物镜(Plan objective) 平场物镜是在物镜的透镜系统中增加一快半月形的厚透镜,以达到校正场曲的缺陷,提高视场边缘成像质量的目的。平场物镜的视场平坦,更适用于镜检和显微照相。对于平视场消色差物镜,其倍率色差不大,不必用特殊目镜补偿。而平视场复消色差物镜,则必须用目镜来补偿它的倍率色差。

     d.特种物镜 所谓"特种物镜"是在上述物镜的基础上,专门为达到某些特定的观察效果而设计制造的。主要有以下几种:相衬物镜(Phase-contrast objective),荧光物镜(Fluorescence objective),偏光无应力物镜(Polarize objective),带校正环物镜(Correction collar objective)等。

     还有按显微镜结构分类的: (1)按显微镜镜筒长:透射光用160mm镜筒,带0.17mm厚或更厚的盖玻片;反射光用190mm镜筒,不带盖玻片;透射光与反射光用镜筒,筒长无限大。(2)按浸法特征:非浸式(干式)、浸式(油浸、水浸、甘油浸及其它浸法)。 (3)按光学装置:透射式、反射式以及折反射式。

光学显微镜成像光波:

     光学显微镜的成像研究和设计,是以人眼可见光光线(人们常说的:可见光)的物理现象为基础进行的。可见光的波长为400~700nm,因此 光学显微镜分辨力数值不会小于0.2μm。人眼的分辨力是0.2mm,所以一般光学显微镜设计的最大光学放大倍数通常1000X。

电子显微镜成像机理:

     光学显微镜的分辨力受可见光波长的限制,质量较好的光学显微镜的分辨极限约为0.2μm。小于光波波长的物体因衍射而不能成像。为了观察到更细微的物体和结构,科学家采用更短波长的电子射线来代替光波,设计出了电子显微镜。电子微粒高速运动时,其行为类似光波的传播过程。运动电子的电子波波长随其速度而定,给其增压达到50万伏时,电子波波长约为0.001nm,即电子射线的波长约为可见光的十万分之一。其分辨力的极限约为4Å,其放大倍数比更高级的光学显微镜要高很多级。以电子射线为成像“光源”的显微镜称为电子显微镜。

镜头像差:

(待续)

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