知识大全

知识大全

光学显微镜成像原理

ANGEL

光学显微镜成像原理

光学显微镜成像原理

其实普通的光学显微镜是根据凸透镜的成像原理,要经过凸透镜的两次成像。第一次先经过物镜(凸透镜1)成像,这时候的物体应该在物镜(凸透镜1)的一倍焦距和两倍焦距之间,根据物理学的原理,成的应该是放大的倒立的实像。而后以第一次成的物像作为“物体”,经过目镜的第二次成像。由于我们观察的时候是在目镜的另外一侧,根据光学原理,第二次成的像应该是一个虚像,这样像和物才在同一侧。因此第一次成的像应该在目镜(凸透镜2)的一倍焦距以内,这样经过第二次成像,第二次成的像是一个放大的正立的虚像。如果相对实物说的话,应该是倒立的放大的虚像。

光学显微镜的成像原理是什么

原发布者:johnny24zu

物体介于物镜的焦距和二倍焦距之间,成倒立放大的实相,据凸透镜成像规律,知实相在异侧二倍焦距之外。实相位于目镜焦点或者焦点之内,被再次放大,形成放大的虚像。而人的眼睛是可以看到虚像的(这个原理自然清楚)。要搞清显微镜的使用原理,就得对物理中的凸透镜成像有所理解。  {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

显微镜成像原理及其光路图

电子显微镜的原理:

电子显微镜是一种电子仪器设备,可用来详细研究电子发射体表面电子的放射情形。其放大倍数和分辨率都比光学显微镜高得多。因为普通光学显微镜的放大倍数和分辨率有限,无法观测到微小物体。以电子束来代替可见光束,观察物体时,分辨率就没有波长要在可见光谱之内的限制,不过电子透镜无法作得像光学透镜那样完美。因此理论上,电子显微镜所具有的分辨率并不可靠。目前电子显微镜的分辨率可达10-7厘米(约为原子直径的两倍)。通常电子显微镜的放大率是200~200 000倍,再经照相放大可达1000 000倍。电子显微镜有两大类:(1)发射型。(2)电磁、静电扫描型。前者用于研究电子放射现象;后者用以增加普通光学显微镜的应用范围。1924年法国物理学家德布洛意指出电子和其他的粒子也都具有和光类似的波动性质。他还求出了计算它们波长的公式:

λ=/(mv)式中m是粒子的质量而v是它的速度,h是普朗克常数。此公式发明的年代较早,后来由美国科学家德维生及革末用实验证明其正确性。既然正确,也就告诉人们:虽然电子是一种可称重量,可数数目,可以被电子枪发射的粒子,但它同时又是一种波。从公式中我们可以看到,如果使电子运动的速度十分巨大的话,它就可以明显地显示出波长极短的波动性。如果在光学显微镜中被观察物的大小比光波波长还小的话,人们就不能分辨出来。在实用上通常取波长λ的三分之一作为限度,光波波长约在6×10-5厘米左右,它的三分之一就是2×10-5厘米了。然而,有很多科学家急待观察的微小东西如病毒体、胶体粒子及结晶结构的大小都在这限度以下,既然如此,如果我们把一颗运动中的电子加速,使它产生巨大的速度,从而有极短的波长,则利用此原理制成的电子显微镜就能观察到极微小的物体了。把电子加速的办法是在真空中加上若干万伏的高电压,电子就会以极快的速度射出,其波长可能会达到4×10-5厘米这样短的长度,也就是说,电子显微镜可以看到1.4×10-10cm 这样小的物体。当然这是理论上的结果,在实际上由于仪器等等原因,不可能达到这样理想的地步。但无论如何,电子显微镜已可以放大五万倍以上;而有些精良到可将物体放大十万倍。电子显微镜中有一个电子枪,电子在枪集束射出,正像光学显微镜中利用光学透镜的成像作用得到显微的放大像一样,在电子显微镜中用磁透镜,使电子束会聚成像。我们把一片待观察的物体,例如一片很薄的晶体,放在电子显微镜中,电子束就会射向这片物体上,在一块荧光幕上就会得到一个放大的影像。如果在电子显微镜中用感光的底片代替荧幕的话就可以得到一张微观世界的珍贵图片。而一些特别好的电子显微镜,甚至可以观察到一些巨分子的结构!这些图片在科学研究上的价值十分重大。当然,在电子显微镜中不会这样简单,它要涉及电子射线通过物体产生不同的散射而造成明暗不同的影响。最近,有些电子显微镜是利用电子束的反射来观察较厚的物体例如病菌、病毒及其他极微小物体的巨分子组织。而最新的显微镜用的却不是电子显微镜,而是离子显微镜借以达到更短的波长,米勒曾经利用氦的离子显微镜成功地拍摄到金属表面的单独分子运动。这种离子显微镜可以分辨原子之间相隔百万分之二十七厘米的空隙,它是目前显微镜中最好的一种。

金相显微镜 http://www.baitester.com/ProductClass-16-1.html

参考资料: http://www.baitester.com

光学显微镜成像原理是什么,如何才能获得清晰的物象

原理就是几何光学凸透镜成像的基本原理,当然实际设计时候不止这些。如何获得清晰象,你是想从设计上讨论,还是显微镜本身使用上来说?前者主要是考虑分辨率、色差、像差等参数的校正,后者就是显微镜的使用了,比较简单。

显微镜的成像原理

显微镜及其放大率:显微镜由物镜和目镜组成,特点是物镜的焦距很短,为了尽量减少各种象差,实用的显微镜其物镜的结构是相当精细复杂,被观察的目的物AB放置在物镜焦点外少许,经过物镜成一高倍放大的实像A’B’(中间像),见图9-1-2,常用的目镜也是惠更斯型,作用和望远镜中的目镜一样,目镜把中间像再次变成放大的虚像,虚像距目镜约等于明视距离,眼睛也要贴近目镜观察。

图9-1-2 显微镜的放大作用

显微镜的放大作用:可用横向放大率来描写,横向放大率β定义为像长A”B”和物长AB之比,即

β=A”B”/AB (9-1-1)

显然,它等于物镜的横向放大率βo和目镜的横向放大率βe的乘积。

β=( A”B”/A’B’)( A’B’ /AB)= βoβe (9-1-2)

βo=d2/d1 βe=d/d3 (9-1-3)

而中间像A’B’是在目镜焦点Fe附近,d3~fe;又因fo很短,d2~△, △是物镜的后焦点Fo’到目镜的前焦点Fe的距离,称光学间隔,代入(9-1-2)及(9-1-3)式,得

βe=d/fe , βo=△/fo (9-1-4)

β=dΔ/(fefo) (9-1-5)

一般规定d=25cm,△=16cm。已知f0=15mm和fe=20mm,由(9-1-4)式即可计算出βe及βo。

标签: 显微镜 显微镜成像原理图解 光学显微镜使用步骤 凸透镜成像光路图五种 光学显微镜成像系统 光学显微镜放大倍数 光学显微镜成像光路图 显微镜的结构图 光学望远镜成像原理