當前位置:首頁(yè) > 百科知識 > 光學(xué) > 正文

光學(xué)顯微鏡

光學(xué)顯微鏡是利用光學(xué)原理,把人眼所不能分辨的微小物體放大成像,以供人們提取微細結構信息的光學(xué)儀器。

歷史

早在公元前一世紀,人們就已發(fā)現通過(guò)球形透明物體去觀(guān)察微小物體時(shí),可以使其放大成像。后來(lái)逐漸對球形玻璃表面能使物體放大成像的規律有了認識。

1590年,荷蘭和意大利的眼鏡制造者已經(jīng)造出類(lèi)似顯微鏡的放大儀器。1610年前后,意大利的伽利略和德國的開(kāi)普勒在研究望遠鏡的同時(shí),改變物鏡和目鏡之間的距離,得出合理的顯微鏡光路結構,當時(shí)的光學(xué)工匠遂紛紛從事顯微鏡的制造、推廣和改進(jìn)。

17世紀中葉,英國的羅伯特.胡克和荷蘭的列文.虎克,都對顯微鏡的發(fā)展作出了卓越的貢獻。1665年前后,胡克在顯微鏡中加入粗動(dòng)和微動(dòng)調焦機構、照明系統和承載標本片的工作臺。這些部件經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn),成為現代顯微鏡的基本組成部分。

1673~1677年期間,列文胡克制成單組元放大鏡式的高倍顯微鏡,其中九臺保存至今。胡克和列文胡克利用自制的顯微鏡,在動(dòng)、植物機體微觀(guān)結構的研究方面取得了杰出的成就。

19世紀,高質(zhì)量消色差浸液物鏡的出現,使顯微鏡觀(guān)察微細結構的能力大為提高。1827年阿米奇第一個(gè)采用了浸液物鏡。19世紀70年代,德國人阿貝奠定了顯微鏡成像的古典理論基礎。這些都促進(jìn)了顯微鏡制造和顯微觀(guān)察技術(shù)的迅速發(fā)展,并為19世紀后半葉包括科赫、巴斯德等在內的生物學(xué)家和醫學(xué)家發(fā)現細菌和微生物提供了有力的工具。

在顯微鏡本身結構發(fā)展的同時(shí),顯微觀(guān)察技術(shù)也在不斷創(chuàng )新:1850年出現了偏光顯微術(shù);1893年出現了干涉顯微術(shù);1935年荷蘭物理學(xué)家澤爾尼克創(chuàng )造了相襯顯微術(shù),他為此在1953年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。

古典的光學(xué)顯微鏡只是光學(xué)元件和精密機械元件的組合,它以人眼作為接收器來(lái)觀(guān)察放大的像。后來(lái)在顯微鏡中加入了攝影裝置,以感光膠片作為可以記錄和存儲的接收器?,F代又普遍采用光電元件、電視攝象管和電荷耦合器等作為顯微鏡的接收器,配以微型電子計算機后構成完整的圖象信息采集和處理系統。
 

表面為曲面的玻璃或其他透明材料制成的光學(xué)透鏡可以使物體放大成像,光學(xué)顯微鏡就是利用這一原理把微小物體放大到人眼足以觀(guān)察的尺寸。近代的光學(xué)顯微鏡通常采用兩級放大,分別由物鏡和目鏡完成。被觀(guān)察物體位于物鏡的前方,被物鏡作第一級放大后成一倒立的實(shí)象,然后此實(shí)像再被目鏡作第二級放大,成一虛象,人眼看到的就是虛像。而顯微鏡的總放大倍率就是物鏡放大倍率和目鏡放大倍率的乘積。放大倍率是指直線(xiàn)尺寸的放大比,而不是面積比。

光學(xué)顯微鏡的組成結構

光學(xué)顯微鏡一般由載物臺、聚光照明系統、物鏡,目鏡和調焦機構組成。載物臺用于承放被觀(guān)察的物體。利用調焦旋鈕可以驅動(dòng)調焦機構,使載物臺作粗調和微調的升降運動(dòng),使被觀(guān)察物體調焦清晰成象。它的上層可以在水平面內沿作精密移動(dòng)和轉動(dòng),一般都把被觀(guān)察的部位調放到視場(chǎng)中光學(xué)顯微鏡結構心。

聚光照明系統由燈源和聚光鏡構成,聚光鏡的功能是使更多的光能集中到被觀(guān)察的部位。照明燈的光譜特性必須與顯微鏡的接收器的工作波段相適應。

物鏡位于被觀(guān)察物體附近,是實(shí)現第一級放大的鏡頭。在物鏡轉換器上同時(shí)裝著(zhù)幾個(gè)不同放大倍率的物鏡,轉動(dòng)轉換器就可讓不同倍率的物鏡進(jìn)入工作光路,物鏡的放大倍率通常為5~100倍。

物鏡是顯微鏡中對成象質(zhì)量?jì)?yōu)劣起決定性作用的光學(xué)元件。常用的有能對兩種顏色的光線(xiàn)校正色差的消色差物鏡;質(zhì)量更高的還有能對三種色光校正色差的復消色差物鏡;能保證物鏡的整個(gè)像面為平面,以提高視場(chǎng)邊緣成像質(zhì)量的平像場(chǎng)物鏡。高倍物鏡中多采用浸液物鏡,即在物鏡的下表面和標本片的上表面之間填充折射率為1.5左右的液體,它能顯著(zhù)的提高顯微觀(guān)察的分辨率。

目鏡是位于人眼附近實(shí)現第二級放大的鏡頭,鏡放大倍率通常為5~20倍。按照所能看到的視場(chǎng)大小,目鏡可分為視場(chǎng)較小的普通目鏡,和視場(chǎng)較大的大視場(chǎng)目鏡(或稱(chēng)廣角目鏡)兩類(lèi)。

載物臺和物鏡兩者必須能沿物鏡光軸方向作相對運動(dòng)以實(shí)現調焦,獲得清晰的圖像。用高倍物鏡工作時(shí),容許的調焦范圍往往小于微米,所以顯微鏡必須具備極為精密的微動(dòng)調焦機構。

顯微鏡放大倍率的極限即有效放大倍率,顯微鏡的分辨率是指能被顯微鏡清晰區分的兩個(gè)物點(diǎn)的最小間距。分辨率和放大倍率是兩個(gè)不同的但又互有聯(lián)系的概念。

當選用的物鏡數值孔徑不夠大,即分辨率不夠高時(shí),顯微鏡不能分清物體的微細結構,此時(shí)即使過(guò)度地增大放大倍率,得到的也只能是一個(gè)輪廓雖大但細節不清的圖像,稱(chēng)為無(wú)效放大倍率。反之如果分辨率已滿(mǎn)足要求而放大倍率不足,則顯微鏡雖已具備分辨的能力,但因圖像太小而仍然不能被人眼清晰視見(jiàn)。所以為了充分發(fā)揮顯微鏡的分辨能力,應使數值孔徑與顯微鏡總放大倍率合理匹配。

聚光照明系統是對顯微鏡成像性能有較大影響,但又是易于被使用者忽視的環(huán)節。它的功能是提供亮度足夠且均勻的物面照明。聚光鏡發(fā)來(lái)的光束應能保證充滿(mǎn)物鏡孔徑角,否則就不能充分利用物鏡所能達到的最高分辨率。為此目的,在聚光鏡中設有類(lèi)似照相物鏡中的 ,可以調節開(kāi)孔大小的可變孔徑光闌,用來(lái)調節照明光束孔徑,以與物鏡孔徑角匹配。

改變照明方式,可以獲得亮背景上的暗物點(diǎn)(稱(chēng)亮視場(chǎng)照明)或暗背景上的亮物點(diǎn)(稱(chēng)暗視場(chǎng)照明)等不同的觀(guān)察方式,以便在不同情況下更好地發(fā)現和觀(guān)察微細結構。

光學(xué)顯微鏡的分類(lèi)

光學(xué)顯微鏡有多種分類(lèi)方法:按使用目鏡的數目可分為雙目和單目顯微鏡;按圖像是否有立體感可分為立體視覺(jué)和非立體視覺(jué)顯微鏡;按觀(guān)察對像可分為生物和金相顯微鏡等;按光學(xué)原理可分為偏光,相襯和微差干涉對比顯微鏡等;按光源類(lèi)型可分為普通光、熒光、紅外光和激光顯微鏡等;按接收器類(lèi)型可分為目視、攝影和電視顯微鏡等。常用的顯微鏡有雙目體視顯微鏡、金相顯微鏡、偏光顯微鏡、紫外熒光顯微鏡等。

雙目體視顯微鏡是利用雙通道光路,為左右兩眼提供一個(gè)具有立體感的圖像。它實(shí)質(zhì)上是兩個(gè)單鏡筒顯微鏡并列放置,兩個(gè)鏡筒的光軸構成相當于人們用雙目觀(guān)察一個(gè)物體時(shí)所形成的視角,以此形成三維空間的立體視覺(jué)圖像。雙目體視顯微鏡在生物、醫學(xué)領(lǐng)域廣泛用于切片操作和顯微外科手術(shù);在工業(yè)中用于微小零件和集成電路的觀(guān)測、裝配、檢查等工作。

金相顯微鏡是專(zhuān)門(mén)用于觀(guān)察金屬和礦物等不透明物體金相組織的顯微鏡。這些不透明物體無(wú)法在普通的透射光顯微鏡中觀(guān)察,故金相和普通顯微鏡的主要差別在于前者以反射光,而后者以透射光照明。在金相顯微鏡中照明光束從物鏡方向射到被觀(guān)察物體表面,被物面反射后再返回物鏡成像。這種反射照明方式也廣泛用于集成電路硅片的檢測工作。

紫外熒光顯微鏡是用紫外光激發(fā)熒光來(lái)進(jìn)行觀(guān)察的顯微鏡。某些標本在可見(jiàn)光中覺(jué)察不到結構細節,但經(jīng)過(guò)染色處理,以紫外光照射時(shí)可因熒光作用而發(fā)射可見(jiàn)光,形成可見(jiàn)的圖像。這類(lèi)顯微鏡常用于生物學(xué)和醫學(xué)中。

電視顯微鏡和電荷耦合器顯微鏡是以電視攝像靶或電荷耦合器作為接收元件的顯微鏡。在顯微鏡的實(shí)像面處裝入電視攝像靶或電荷耦合器取代人眼作為接收器,通過(guò)這些光電器件把光學(xué)圖像轉換成電信號的圖像,然后對之進(jìn)行尺寸檢測、顆粒計數等工作。這類(lèi)顯微鏡的 可以與計算機聯(lián)用,這便于實(shí)現檢測和信息處理的自動(dòng)化,多應用于需要進(jìn)行大量繁瑣檢測工作的場(chǎng)合。

掃描顯微鏡是成像光束能相對于物面作掃描運動(dòng)的顯微鏡 。在掃描顯微鏡中依靠縮小視場(chǎng)來(lái)保證物鏡達到最高的分辨率,同時(shí)用光學(xué)或機械掃描的方法,使成像光束相對于物面在較大視場(chǎng)范圍內進(jìn)行掃描,并用信息處理技術(shù)來(lái)獲得合成的大面積圖像信息。這類(lèi)顯微鏡適用于需要高分辨率的大視場(chǎng)圖像的觀(guān)測。粗準焦螺旋:大范圍上下調動(dòng)鏡筒。

 細準焦螺旋:小范圍上下調動(dòng)鏡筒。

顯微鏡

顯微鏡是一種精密的光學(xué)儀器,已有300多年的發(fā)展史。自從有了顯微鏡,人們看到了過(guò)去看不到的許多微小生物和構成生物的基本單元——細胞。目前,不僅有能放大千余倍的光學(xué)顯微鏡,而且有放大幾十萬(wàn)倍的電子顯微鏡,使我們對生物體的生命活動(dòng)規律有了更進(jìn)一步的認識。在普通中學(xué)生物教學(xué)大綱中規定的實(shí)驗中,大部分要通過(guò)顯微鏡來(lái)完成,因此,顯微鏡性能的好壞是做好觀(guān)察實(shí)驗的關(guān)鍵。

一、顯微鏡的光學(xué)系統

顯微鏡的光學(xué)系統主要包括物鏡、目鏡、反光鏡和聚光器四個(gè)部件。廣義的說(shuō)也包括照明光源、濾光器、蓋玻片和載玻片等。

(一)、物鏡

物鏡是決定顯微鏡性能的最重要部件,安裝在物鏡轉換器上,接近被觀(guān)察的物體,故叫做物鏡或接物鏡。

1、物鏡的分類(lèi)

物鏡根據使用條件的不同可分為干燥物鏡和浸液物鏡;其中浸液物鏡又可分為水浸物鏡和油浸物鏡(常用放大倍數為90—100倍)。

根據放大倍數的不同可分為 低倍物鏡(10倍以下)、中倍物鏡(20倍左右)高倍物鏡(40—65倍)。

根據像差矯正情況,分為消色差物鏡(常用,能矯正光譜中兩種色光的色差的物鏡)和復色差物鏡(能矯正光譜中三種色光的色差的物鏡,價(jià)格貴,使用少)。

2、物鏡的主要參數:

物鏡主要參數包括:放大倍數、數值孔徑和工作距離。

 ①、放大倍數是指眼睛看到像的大小與對應標本大小的比值。它指的是長(cháng)度的比值而不是面積的比值。例:放大倍數為100×,指的是長(cháng)度是1μm的標本,放大后像的長(cháng)度是100μm,要是以面積計算,則放大了10,000倍。

顯微鏡的總放大倍數等于物鏡和目鏡放大倍數的乘積。

②、數值孔徑也叫鏡口率,簡(jiǎn)寫(xiě)NA 或A,是物鏡和聚光器的主要參數,與顯微鏡的分辨力成正比。干燥物鏡的數值孔徑為0.05-0.95,油浸物鏡(香柏油)的數值孔徑為1.25。

 ③、工作距離是指當所觀(guān)察的標本最清楚時(shí)物鏡的前端透鏡下面到標本的蓋玻片上面的距離。物鏡的工作距離與物鏡的焦距有關(guān),物鏡的焦距越長(cháng),放大倍數越低,其工作距離越長(cháng)。例:10倍物鏡上標有10/0.25和160/0.17,其中10為物鏡的放大倍數;0.25為數值孔徑;160為鏡筒長(cháng)度(單位mm);0.17為蓋玻片的標準厚度(單位 mm)。10倍物鏡有效工作距離為6.5mm,40倍物鏡有效工作距離為0.48mm 。
 

3、物鏡的作用是將標本作第一次放大,它是決定顯微鏡性能的最重要的部件——分辨力的高低。

 分辨力也叫分辨率或分辨本領(lǐng)。分辨力的大小是用分辨距離(所能分辨開(kāi)的兩個(gè)物點(diǎn)間的最小距離)的數值來(lái)表示的。在明視距離(25cm)之處,正常人眼所能看清相距0.073mm的兩個(gè)物點(diǎn),這個(gè)0.073mm的數值,即為正常人眼的分辨距離。顯微鏡的分辨距離越小,即表示它的分辨力越高,也就是表示它的性能越好。

顯微鏡的分辨力的大小由物鏡的分辨力來(lái)決定的,而物鏡的分辨力又是由它的數值孔徑和照明光線(xiàn)的波長(cháng)決定的。

當用普通的中央照明法(使光線(xiàn)均勻地透過(guò)標本的明視照明法)時(shí),顯微鏡的分辨距離d=0.61λ/NA

式中d——物鏡的分辨距離,單位 nm。

λ——照明光線(xiàn)波長(cháng),單位 nm。

NA ——物鏡的數值孔徑

 例如油浸物鏡的數值孔徑為1.25,可見(jiàn)光波長(cháng)范圍為400—700nm ,取其平均波長(cháng)550 nm,則d=270 nm,約等于照明光線(xiàn)波長(cháng)一半。一般地,用可見(jiàn)光照明的顯微鏡分辨力的極限是0.2μm。

(二)、目鏡

因為它靠近觀(guān)察者的眼睛,因此也叫接目鏡。安裝在鏡筒的上端。

1、目鏡的結構

通常目鏡由上下兩組透鏡組成,上面的透鏡叫做接目透鏡,下面的透鏡叫做會(huì )聚透鏡或場(chǎng)鏡。上下透鏡之間或場(chǎng)鏡下面裝有一個(gè)光闌(它的大小決定了視場(chǎng)的大?。?,因為標本正好在光闌面上成像,可在這個(gè)光闌上粘一小段毛發(fā)作為指針,用來(lái)指示某個(gè)特點(diǎn)的目標。也可在其上面放置目鏡測微尺,用來(lái)測量所觀(guān)察標本的大小。

目鏡的長(cháng)度越短,放大倍數越大(因目鏡的放大倍數與目鏡的焦距成反比)。

2、目鏡的作用

是將已被物鏡放大的,分辨清晰的實(shí)像進(jìn)一步放大,達到人眼能容易分辨清楚的程度。

 常用目鏡的放大倍數為5—16倍。

3、目鏡與物鏡的關(guān)系

物鏡已經(jīng)分辨清楚的細微結構,假如沒(méi)有經(jīng)過(guò)目鏡的再放大,達不到人眼所能分辨的大小,那就看不清楚;但物鏡所不能分辨的細微結構,雖然經(jīng)過(guò)高倍目鏡的再放大,也還是看不清楚,所以目鏡只能起放大作用,不會(huì )提高顯微鏡的分辨率。有時(shí)雖然物鏡能分辨開(kāi)兩個(gè)靠得很近的物點(diǎn),但由于這兩個(gè)物點(diǎn)的像的距離小于眼睛的分辨距離,還是無(wú)法看清。所以,目鏡和物鏡即相互聯(lián)系,又彼此制約。
 

(三)、聚光器

聚光器也叫集光器。位于標本下方的聚光器支架上。它主要由聚光鏡和可變光闌組成。其中,聚光鏡可分為明視場(chǎng)聚光鏡(普通顯微鏡配置)和暗視場(chǎng)聚光鏡。

1、光鏡的主要參數

數值孔徑(NA )是聚光鏡的主要參數,最大數值孔徑一般是1.2—1.4,數值孔徑有一定的可變范圍,通??淘谏戏酵哥R邊框上的數字是代表最大的數值孔徑,通過(guò)調節下部可變光闌的開(kāi)放程度,可得到此數字以下的各種不同的數值孔徑,以適應不同物鏡的需要。有的聚光鏡由幾組透鏡組成,最上面的一組透鏡可以卸掉或移出光路,使聚光鏡的數值孔徑變小,以適應低倍物鏡觀(guān)察時(shí)的照明。

2、聚光鏡的作用

聚光鏡的作用相當于凸透鏡,起會(huì )聚光線(xiàn)的作用,以增強標本的照明。一般地把聚光鏡的聚光焦點(diǎn)設計在它上端透鏡平面上方約1.25mm處。(聚光焦點(diǎn)正在所要觀(guān)察的標本上,載玻片的厚度為1.1mm左右)
 

3、可變光闌

可變光闌也叫光圈,位于聚光鏡的下方,由十幾張金屬薄片組成,中心部分形成圓孔。其作用是調節光強度和使聚光鏡的數值孔徑與物鏡的數值孔徑相適應??勺児怅@開(kāi)得越大,數值孔徑越大(觀(guān)察完畢后,應將光圈調至最大)。

 在可變光闌下面,還有一個(gè)圓形的濾光片托架。

說(shuō)明:在中學(xué)實(shí)驗室只有教師用顯微鏡(1600×或1500×)才配有聚光器,學(xué)生用顯微鏡(640×或500×)配的是旋轉光欄。緊貼在載物臺下,能做圓周轉動(dòng)的圓盤(pán),旋轉光欄(也稱(chēng)為遮光器),光欄上有大小不等的圓孔,叫光圈。直徑分別為2、3、6、12、16mm,轉動(dòng)旋轉光欄,光欄上每個(gè)光圈都可以對正通光孔,通過(guò)大小不等的光圈來(lái)調節光線(xiàn)的強弱。

(四)反光鏡

反光鏡是一個(gè)可以隨意轉動(dòng)的雙面鏡,直徑為50mm,一面為平面,一面為凹面,其作用是將從任何方向射來(lái)的光線(xiàn)經(jīng)通光孔反射上來(lái)。平面鏡反射光線(xiàn)的能力較弱,是在光線(xiàn)較強時(shí)使用,凹面鏡反射光線(xiàn)的能力較強,是在光線(xiàn)較弱時(shí)使用。

反光鏡通常一面是平面鏡,另一面是凹面鏡,裝在聚光器下面,可以在水平與垂直兩個(gè)方向上任意旋轉。

反光鏡的作用是使由光源發(fā)出的光線(xiàn)或天然光射向聚光器。當用聚光器時(shí)一般用平面鏡,不用時(shí)用凹面鏡;當光線(xiàn)強時(shí)用平面鏡,弱時(shí)用凹面鏡。

觀(guān)察完畢后,應將反光鏡垂直放置。

(五)照明光源

顯微鏡的照明可以用天然光源或人工光源

1、天然光源

光線(xiàn)來(lái)自天空,最好是由白云反射來(lái)的。不可利用直接照來(lái)的太陽(yáng)光。

2、人工光源

①、對人工光源的基本要求:有足夠的發(fā)光強度;光源發(fā)熱不能過(guò)多。

②、常用的人工光源:顯微鏡燈;日光燈

(六)濾光器

安裝在光源和聚光器之間。作用是讓所選擇的某一波段的光線(xiàn)通過(guò),而吸收掉其他的光線(xiàn),即為了改變光線(xiàn)的光譜成分或削弱光的強度。分為兩大類(lèi):濾光片和液體濾光器。

(七)蓋玻片和載玻片

蓋玻片和載玻片的表面應相當平坦,無(wú)氣泡,無(wú)劃痕。最好選用無(wú)色,透明度好的,使用前應洗凈。

蓋玻片的標準厚度是0.17±0.02mm,如不用蓋玻片或蓋玻片厚度不合適,都回影響成像質(zhì)量。

載玻片的標準厚度是1.1±0.04mm,一般可用范圍是1—1.2mm,若太厚會(huì )影響聚光器效能,太薄則容易破裂。

二、顯微鏡的機械裝置

顯微鏡的機械裝置是顯微鏡的重要組成部分。其作用是固定與調節光學(xué)鏡頭,固定與移動(dòng)標本等。主要有鏡座、鏡臂、載物臺、鏡筒、物鏡轉換器、與調焦裝置組成。

 (一)、鏡座和鏡臂

1、鏡座 作用是支撐整個(gè)顯微鏡,裝有反光鏡,有的還裝有照明光源。

 2、鏡臂 作用是支撐鏡筒和載物臺。分固定、可傾斜兩種。

(二)、載物臺(又稱(chēng)工作臺、鏡臺)

載物臺作用是安放載玻片,形狀有圓形和方形兩種,其中方形的面積為120mm×110mm。中心有一個(gè)通光孔,通光孔后方左右兩側各有一個(gè)安裝壓片夾用的小孔。分為固定式與移動(dòng)式兩種。有的載物臺的縱橫坐標上都裝有游標尺,一般讀數為0.1mm,游標尺可用來(lái)測定標本的大小,也可用來(lái)對被檢部分做標記。

(三)、鏡筒

鏡筒上端放置目鏡,下端連接物鏡轉換器。分為固定式和可調節式兩種。機械筒長(cháng)(從目鏡管上緣到物鏡轉換器螺旋口下端的距離稱(chēng)為鏡筒長(cháng)度或機械筒長(cháng))不能變更的叫做固定式鏡筒,能變更的叫做調節式鏡筒,新式顯微鏡大多采用固定式鏡筒,國產(chǎn)顯微鏡也大多采用固定式鏡筒,國產(chǎn)顯微鏡的機械筒長(cháng)通常是160mm。

安裝目鏡的鏡筒,有單筒和雙筒兩種。單筒又可分為直立式和傾斜式兩種,雙筒則都是傾斜式的。其中雙筒顯微鏡,兩眼可同時(shí)觀(guān)察以減輕眼睛的疲勞。雙筒之間的距離可以調節,而且其中有一個(gè)目鏡有屈光度調節(即視力調節)裝置,便于兩眼視力不同的觀(guān)察者使用。

(四)、物鏡轉換器

物鏡轉換器固定在鏡筒下端,有3—4個(gè)物鏡螺旋口,物鏡應按放大倍數高低順序排列。旋轉物鏡轉換器時(shí),應用手指捏住旋轉碟旋轉,不要用手指推動(dòng)物鏡,因時(shí)間長(cháng)容易使光軸歪斜,使成像質(zhì)量邊壞。

(五)、調焦裝置

顯微鏡上裝有粗準焦螺旋和細準焦螺旋。有的顯微鏡粗準焦螺旋與裝在同一軸上,大螺旋為粗準焦螺旋,小螺旋為細準焦螺旋;有的則分開(kāi)安置,位于鏡臂的上端較大的一對螺旋為是粗準焦螺旋,其轉動(dòng)一周,鏡筒上升或下降10mm。 位于粗準焦螺旋下方較小的一對螺旋為細準焦螺旋,其轉動(dòng)一周,鏡筒升降值為0.1mm,細準焦螺旋調焦范圍不小于1.8mm。

三、顯微鏡及其部件的使用

1、使用單筒顯微鏡時(shí),要養成用左眼觀(guān)察的習慣(因一般用右手畫(huà)圖),觀(guān)察時(shí)要兩眼同時(shí)睜開(kāi),不要睜一只閉一只,因為這樣易于疲勞。為了訓練學(xué)生習慣于兩眼同時(shí)睜開(kāi)觀(guān)察,可剪一塊長(cháng)約14cm,寬約6cm的長(cháng)方形硬紙片,在靠近左端處挖一個(gè)直徑比鏡筒上端外徑略小的圓孔,把圓孔套在鏡筒上段,觀(guān)察時(shí)兩眼同時(shí)睜開(kāi),利用紙片的右端擋住右眼的視線(xiàn),這樣訓練一段時(shí)間后,就能習慣于兩眼同時(shí)睜開(kāi),然后把紙片去掉。

2、直筒顯微鏡的鏡臂與鏡座連接處,是一個(gè)機械關(guān)節,可用于調節鏡筒的傾斜度,便于觀(guān)察,鏡臂不能過(guò)于后傾,一般不超過(guò)40°。但是在使用臨時(shí)裝片觀(guān)察時(shí),禁止使用傾斜關(guān)節(當鏡筒傾斜時(shí),載物臺也隨之傾斜,載玻片上的液體易流出),尤其是裝片內含酸性試劑時(shí)嚴禁使用,以免污損鏡體。

3、目鏡和物鏡的使用

一般都是用一個(gè)放大倍數適中的目鏡(10×)和最低倍的物鏡開(kāi)始觀(guān)察,逐步改用倍數較高的物鏡,從中找到符合實(shí)驗要求的放大倍數。

 轉換物鏡時(shí),先用低倍鏡觀(guān)察,調節到正確的工作距離(成像最清晰)。如果進(jìn)一步使用高倍物鏡觀(guān)察,應在轉換高倍物鏡之前,把物像中需要放大觀(guān)察的部分移至視野中央(將低倍物鏡轉換成高倍物鏡觀(guān)察時(shí),視野中的物像范圍縮小了很多)。低倍物鏡和高倍物鏡基本齊焦(同高調焦),在用低倍物鏡觀(guān)察清晰時(shí),換高倍物鏡應可以見(jiàn)到物像,但物像不一定很清晰,可以轉動(dòng)細準焦螺旋進(jìn)行調節。

通常認為,使用任何一個(gè)物鏡時(shí),有效放大倍數的上限是1,000乘它的數值孔徑,下限是250乘它的數值孔徑。如40×物鏡的數值孔徑是0.65,則上、下限分別為:1000×0.65=650倍和250×0.65≈163倍,超過(guò)有效放大倍數上限的叫做無(wú)效放大,不能提高觀(guān)察效果。低于下限的放大倍數則人眼無(wú)法分辨,不利于觀(guān)察。一般最實(shí)用的放大倍數范圍是500—700乘數值孔徑之間的數字。

4、油浸物鏡的使用

使用油浸物鏡時(shí),一般不要使用同高調焦。同高調焦只適用于每臺顯微鏡的原配物鏡,在使用低倍和高倍物鏡時(shí),是一個(gè)極有利的方便條件,但在使用油浸物鏡時(shí),則受到一定限制,一般地說(shuō),用油鏡觀(guān)察未加蓋玻片的標本片(載玻片)時(shí),利用同高調焦的安全度較大,而對于有蓋玻片的標本片,要小心使用,因為油浸物鏡的工作距離很短,在設計和裝配時(shí)所考慮的同高是對標準厚度蓋玻片的。

 用油浸物鏡時(shí),只在標本片上滴香柏油。觀(guān)察完畢后,要及時(shí)進(jìn)行清潔工作,如不及時(shí)進(jìn)行,香柏油粘上灰塵,擦拭時(shí)灰塵粒子可能磨損透鏡,香柏油在空氣中暴露時(shí)間長(cháng),還會(huì )變稠、變干,擦拭很困難,對儀器很不利。擦拭要細心,動(dòng)作要輕。油浸物鏡前端先用干的擦鏡紙擦一兩次,把大部分油去掉,再用二甲苯滴濕的擦鏡紙擦兩次,最后再用干的擦鏡紙擦一次。標本片上的香柏油可用“拉紙法”(即把一小張擦鏡紙蓋在香柏油上,然后在紙上滴一些二甲苯,趁濕把紙往外拉,這樣連續三四次,即可干凈,一般不會(huì )損壞未加蓋玻片的涂片標本)擦凈。擦鏡紙也要防塵,一般在使用前,將每頁(yè)剪成8小塊,貯存在一個(gè)干凈的小培養皿中,用起來(lái)既節省又方便。

5、聚光器的使用方法

①、使用聚光器的原因

當放大倍數增加時(shí),一方面由于放大倍數越高,透鏡數目越多,被透鏡吸收的光線(xiàn)也越多;另一方面由于視場(chǎng)(指的是所能看到被檢標本的范圍)的亮度與放大倍數的平方成反比,即放大倍數越高,視場(chǎng)越暗。為了得到足夠的亮度,必須安裝聚光器,把光線(xiàn)集中到所要觀(guān)察的標本上。

②、觀(guān)察時(shí)聚光器應處的高度

觀(guān)察時(shí),要保證得到最好的觀(guān)察效果,聚光器的聚光焦點(diǎn)應正好落在標本上。要實(shí)現這個(gè)條件,就必須調節聚光器的高度。當用平行光照明時(shí),聚光器的聚光焦點(diǎn)是在它上端透鏡平面中心上方約1.25mm之處,因此,人們常常要求在觀(guān)察時(shí)將聚光器上升到它上端透鏡平面僅稍稍低于載物臺平面的高度,這樣聚光焦點(diǎn)就可能落到位于標準厚度載玻片上的標本上。當使用比標準厚度薄的載玻片來(lái)承放標本時(shí),聚光器的位置要相應地降低一些,而當使用過(guò)厚地載玻片時(shí),聚光焦點(diǎn)只能落在標本下方,不利于精細的觀(guān)察。

③、聚光器與物鏡的配合

這里所謂的配合,就是使聚光器和物鏡這兩者的數值孔徑取得一致,以更好的進(jìn)行較為精細的觀(guān)察。假如聚光器的數值孔徑低于物鏡,那物鏡的部分數值孔徑就浪費了,從而達不到它的最高分辨力。假如把聚光器的數值孔徑大于物鏡的數值孔徑,則一方面不能提高物鏡的規定分辨力,另一方面反會(huì )由于照明光束過(guò)寬,使物象的清晰度下降。聚光器與物鏡配合的操作方法是:在完成照明、調焦操作后,取下目鏡直接向鏡筒中看,把聚光器下的可變光闌關(guān)到最小,再慢慢地開(kāi)大。開(kāi)到它的口徑與所見(jiàn)視場(chǎng)的直徑恰好一樣大,然后按上目鏡,即可進(jìn)行觀(guān)察。每轉換一次物鏡,都要隨著(zhù)進(jìn)行依次這樣的配合操作。有的聚光器可變光闌的邊框上刻有表示開(kāi)啟口徑的尺度,可以根據刻度來(lái)進(jìn)行配合。

 歷史上顯微鏡的發(fā)明和顯微鏡的每一次創(chuàng )新都給人類(lèi)的認知帶來(lái)了飛躍式的發(fā)展;給人類(lèi)的生活帶來(lái)了空前的拓展。在提倡科技創(chuàng )新的今天,顯微鏡的使用已經(jīng)成為中學(xué)生的一項基本技能,掌握結構,科學(xué)使用,良好維護,使之成為廣大青少年探索未來(lái)世界的一個(gè)窗口。
 


內容來(lái)自百科網(wǎng)