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光学显微镜的组成结构

GAYLE

光学显微镜的组成结构

光学显微镜主要组成构造是什么

普通光学显微镜的构造主要分为三部分:机械部分、照明部分和光学部分。

1.机械部分

(1)镜座:是显微镜的底座,用以支持整个镜体。

(2)镜柱:是镜座上面直立的部分,用以连接镜座和镜臂。

(3)镜臂:一端连于镜柱,一端连于镜筒,是取放显微镜时手握部位。

(4)镜筒:连在镜臂的前上方,镜筒上端装有目镜,下端装有物镜转换器。

(5)物镜转换器(旋转器):接于棱镜壳的下方,可自由转动,盘上有3-4个圆孔,是安装物镜部位,转动转换器,可以调换不同倍数的物镜,当听到碰叩声时,方可进行观察,此时物镜光轴恰好对准通光孔中心,光路接通。

(6)镜台(载物台):在镜筒下方,形状有方、圆两种,用以放置玻片标本,中央有一通光孔,我们所用的显微镜其镜台上装有玻片标本推进器(推片器),推进器左侧有弹簧夹,用以夹持玻片标本,镜台下有推进器调节轮,可使玻片标本作左右、前后方向的移动。

(7)调节器:是装在镜柱上的大小两种螺旋,调节时使镜台作上下方向的移动。

①粗调节器(粗螺旋):大螺旋称粗调节器,移动时可使镜台作快速和较大辐度的升降,所以能迅速调节物镜和标本之间的距离使物象呈现于视野中,通常在使用低倍镜时,先用粗调节器迅速找到物象。

②细调节器(细螺旋):小螺旋称细调节器,移动时可使镜台缓慢地升降,多在运用高倍镜时使用,从而得到更清晰的物象,并借以观察标本的不同层次和不同深度的结构。

2.照明部分

装在镜台下方,包括反光镜,集光器。

(1)反光镜:装在镜座上面,可向任意方向转动,它有平、凹两面,其作用是将光源光线反射到聚光器上,再经通光孔照明标本,凹面镜聚光作用强,适于光线较弱的时候使用,平面镜聚光作用弱,适于光线较强时使用。

(2)集光器(聚光器)位于镜台下方的集光器架上,由聚光镜和光圈组成,其作用是把光线集中到所要观察的标本上。

①聚光镜:由一片或数片透镜组成,起汇聚光线的作用,加强对标本的照明,并使光线射入物镜内,镜柱旁有一调节螺旋,转动它可升降聚光器,以调节视野中光亮度的强弱。

②光圈(虹彩光圈):在聚光镜下方,由十几张金属薄片组成,其外侧伸出一柄,推动它可调节其开孔的大小,以调节光量。

3.光学部分

(1)目镜:装在镜筒的上端,通常备有2-3个,上面刻有5×、10×或15×符号以表示其放大倍数,一般装的是10×的目镜。

(2)物镜:装在镜筒下端的旋转器上,一般有3-4个物镜,其中最短的刻有“10×”符号的为低倍镜,较长的刻有“40×”符号的为高倍镜,最长的刻有“100×”符号的为油镜,此外,在高倍镜和油镜上还常加有一圈不同颜色的线,以示区别。

光学显微镜的结构

显微镜的基本光学原理

(一)折射和折射率

光线在均匀的各向同性介质中,两点之间以直线传播,当通过不同密度介质的透明物体时,则发生折射现象,这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体(如玻璃)时,光线在其介面改变了方向,并和法线构成折射角。

(二)透镜的性能

透镜是组成显微镜光学系统的最基本的光学元件,物镜目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜组成。依其外形的不同,可分为凸透镜(正透镜)和凹透镜(负透镜)两大类。

当一束平行于光轴的光线通过凸透镜后相交于一点,这个点称"焦点",通过交点并垂直光轴的平面,称"焦平面"。焦点有两个,在物方空间的焦点,称"物方焦点",该处的焦平面,称"物方焦平面";反之,在象方空间的焦点,称"象方焦点",该处的焦平面,称"象方焦平面"。

光线通过凹透镜后,成正立虚像,而凸透镜则成正立实像。实像可在屏幕上显现出来,而虚像不能。

(三)凸透镜的五种成象规律

1.当物体位于透镜物方二倍焦距以外时,则在象方二倍焦距以内、焦点以外形成缩小的倒立实象;

2.当物体位于透镜物方二倍焦距上时,则在象方二倍焦距上形成同样大小的倒立实象;

3.当物体位于透镜物方二倍焦距以内,焦点以外时,则在象方二倍焦距以外形成放大的倒立实象;

4.当物体位于透镜物方焦点上时,则象方不能成象;

5.当物体位于透镜物方焦点以内时,则象方也无象的形成,而在透镜物方的同侧比物体远的位置形成放大的直立虚象。

三、光学显微镜的成象(几何成象)原理

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。

光学显微镜的构造和原理

原发布者:jiangnanyx

光学显微镜工作原理1.1. 引言2.2. 显微镜基本原理3.3. 显微镜图像质量4.4. 显微技术的类型5.5. 荧光显微技术6.6. 光学显微镜的组成部件7.7. 了解更多信息8.8. 阅读所有物理学类文章自十六世纪末发明以来,光学显微镜加深了我们对基础生物学、生物医学研究、医疗诊断和材料科学的认识。光学显微镜最多可将物体放大1000倍,以展现其微观细节。如今,这项技术已远远超出罗伯特·虎克和列文虎克(AntonivanLeeuwenhoek)所发明的第一台显微镜的水平。人类研发的特殊技术和光学设备可以揭示出活细胞的结构和生化机能。显微镜甚至已进入数字时代,利用电荷耦合器件(CCD)和数码相机来捕捉图像。然而,这些高级显微镜的基本原理却与您生平第一节生物课上用过的学生显微镜非常相似。光学显微镜的工作原理与折射望远镜极为相似,仅有一些细微的差别。下面让我们简单地了解一下望远镜的工作原理。望远镜要从昏暗、遥远的物体上采集大量光线,因此需要巨大的物镜,以尽可能多采集一些光线并使物体看起来更加明亮。物镜很大,因而物体的图像会出现在一段距离之外的焦点位置,这就是为何望远镜比显微镜长得多的原因。望远镜的目镜随后放大图像,使物体就像在您眼前一样。与望远镜相反,显微镜必须从距离很近、范围极小、厚度极薄且明亮清晰的样本上采集光线。因此显微镜不需要巨大的物镜。相反,显微镜的物镜很小,而且呈球形,这就意味着显微镜两侧的焦距都要短得多。物镜将物体

光学显微镜的结构和功能是什么?

希望帮得上忙

目镜 放大物象

镜筒 连接目镜与物镜

转换器 调换物镜

粗准焦螺旋 升降镜筒

细准焦螺旋 升降镜筒

镜臂 连接

镜柱 支持

物镜 放大物象

载物台 放置玻片

通光孔 光线通过

压片夹 固定玻片

反光镜 反射光线

光学显微镜的构造和原理

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。

5. 电源开关(mains switch)与亮度调节旋钮(brightness control) 电源开关用来接通或切断显微镜所需用的交流电源。电源开关旋钮也可调节照明光源的亮度,使所观察的视域可随时获得适当的亮度,可调范围为3-12V。作显微照相时,可根据曝光以及彩色底片色温的要求来调节灯光的亮度。当准备关掉电源之前,应先将亮度调节旋钮调到最小。

6. 粗、微调焦旋钮(coaxial coarse/fine focusing controls) 调焦旋钮转动时带动燕尾导板上下移动,而导板上则装有物台托架和聚光镜托架,从而使物台趋向或远离物镜达到调焦的效果。

7. 透射光用的滤光片选择按钮(push buttons for filter magazine) 透射光显微镜检方法所需用的一组滤光片已安装在显微镜的底座内,通过底座外的按钮就可以根据不同的需要来选择适用的一块或一组滤光片。通常的滤光片配套有: (1) 蓝色色温转换滤光片:用来把光源的色温由3200K转换成日光型彩色底片所需的5500K色温; (2) 绿色滤光片:用来增强相差观察方法中成像的反差,或者以黑白底片作显微照相时,可以提高片成像的反差; (3) 浅灰色滤光片:是透光率为50%的中性减光滤光片,可把视野的亮度减弱一半; (4) 灰色滤光片:是透光率为25%的中性减光滤光片,可把视野的高度减弱75%; (5) 透光率仅为6%的中性减光滤光片,可把视野的亮度变得相当暗,95%以上的光都已被吸收掉。

8. 光源的视场光阑(luminuos field diaphragm) 视场光阑是显微镜照明光路系统中的重要部件之一,它只能按照库勒照明系统的要求来进行调节,视场光阑不可以任意开大,但要根据使用的物镜倍数来调节适当的大小。视场光阑的主要功用有:

(1) 控制杂散光在成像光路系统中的影响,特别是免除杂散光对照相系统的干扰,使显微照相的底片不至于蒙上一层灰雾;

(2) 控制照明光束的大小,使所观察的视域能受到均匀的照明;

(3) 在荧光显微镜检方法中,可以把激发光限制在所需激发样品的视域范围内,以防止视域外的样品过早受到激发。

9. 聚光镜系统(condenser system) 聚光镜系统是照明光路系统中的重要部件之一,它也只能按照库勒照明系统的调整要求来进行调节。聚光镜系统调整的好坏,可以直接影响显微镜视域中照明的均匀性,也可影响显微镜的分辨力,还可以直接控制显微照相底片上的反差。聚光镜系统通常由以下几个部件组成:

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