光学显微镜的原理及构造
光学显微镜的原理及构造
显微镜是人类认识物质微观世界的重要工具，是现代科学研究工作不可缺少的仪器之一。显微镜自1666年问世以来已有300多年的历史了，其间随着科学技术不断发展，显微镜的品种不断增加，结构和性能逐步得到完善和提高。根据不同的使用用途，光学显微镜可分为普通光学显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、荧光显微镜、倒置显微镜、体视显微镜、偏光显微镜等10多种。目前，世界上许多国家都可以生产光学显微镜，牌名、种类繁杂，其中德国、日本等国制造的显微镜品质、数量占优势，但价格昂贵。对于现代的光学显微镜，包括各种简单的常规检验用显微镜、万能研究以及万能照相显微镜等，首先要认识其构造及各部件的功能，同时要掌握正确的调试、使用和保养方法，才能在实际应用中面对各种要求时以不同的显微镜检方法，充分发挥显微镜应有的功能，提高常规检验工作效率.
光学显微镜的原理和构造
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。
下面以德国ZEISS公司生产的Axioplan万能研究用显微镜，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：
(1) 聚光镜本体（condenser）可以是简单的阿贝聚光镜，也可以是消球差-消色差的优质聚光镜，另外还有一种是消除了内应力的偏光聚光镜。聚光镜的重要参数之一是数值孔径（NA），通常为0.32；这样的数值孔径太小，只能与以下的物镜配合使用，因此需配用前端透镜来提高数值孔径，以便与不同倍数的物镜灵活配合使用；
(2) 前端透镜（front lens）前端透镜本身的数值孔径通常为0.63、0.90、1.30或1.40，它要附装在聚光镜本体上，可以方便地摆进或摆出光路。最常用的前端透镜数值孔径为0.90，当它摆入光路时，可以和10×及以上的物镜配用，摆出光路时可以和10×以下的物镜如6.3×、5×及2.5×等物镜配用；
(3) 聚光镜的孔径光阑（aperture diaphragm）孔径光阑实际上是一个可变光圈，它是显微镜照明光路系统中的又一个重要部件，在透射光明视野法、微分干涉相衬法以及偏光法所使用的聚光镜中，都装有孔径光阑。它可以影响显微镜在作观察时的分辨力；直接控制显微照相底片上的反差；可用来调节聚光镜的数值孔径，配合所用物镜的数值孔径，以取得最佳的分辨本领，或最大的分辨本领；还可以使光源的发光体成像于孔径光阑所在的平面上，从而满足库勒照明系统的前提条件。
在实际操作中，调节聚光镜孔径光阑可以改变显微镜中所观察到的视野亮度，这是由于历史上对聚光镜孔径光阑的误解所造成的错误用法。这里要特别强调：不应该用聚光镜的孔径光阑来调节视野中的亮度、更不应该用调节聚光镜位置高低的方法来调节视野中的亮度！以往的错误用法希望能在实际操作中纠正过来。
(4) 转盘（turret）在多用途聚光镜系统中，为方便才把明视野的孔径光阑、暗视野的中央光挡、相差法所需用的各种不同直径的环状光圈、微分干涉相衬法用的DIC棱镜及其孔经光阑等部件装在转盘上再嵌入到聚光镜本体的座子内，使用时转动转盘就可以选用不同显微镜检法所适用的聚光镜，方便而又快捷。
聚光镜系统有两个调节装置：
a. 聚光镜的调中螺丝（centering screws）调中螺丝通常为1对，位于聚光镜托架前方的左右测。和环形燕尾槽中的调中螺丝成三足鼎立之势，可以聚光镜前后、左右调整，使聚光镜的光轴与照明光路、成像光路合轴；
b. 聚光镜托架的上下调节装置（vertical adjustment of condenser carrier）：利用这个调节装置，可使聚光镜的位置作上下调动，使视场光阑经过聚光镜在样品视野中的成像调到最为清晰，光阑像的位置也可利用托架上的调中螺丝来进行调中，从而满足库勒照明系统调整的要求。
10. 机械移动式载物台（specimen stage）载物台可以承载样品，装有可在水平方向上作前后、左右移动的调节装置，有的还可以在水平方向上作大约100度的旋转，以便使样品能更好地与显微照相的取景框相适配。
11. 物镜转换器（nosepiece）物镜转换器安装在滑插式燕尾槽座上，已作了准确的对中。可迅速更换物镜。常用的有6个、5个及4个孔位的物镜转换器。
12. 物镜（objectives）物镜是显微镜的核心光学部件，显微镜的放大倍数、分辨本领、色差与像差的校正状况、工作距离等，都有直接由物镜来决定。衡量物镜质量的基本参数主要有：a. 色差消正的程度（或级别）；b. 像场平坦的程度；c. 所使用的玻璃材料。数值孔径（NA）是物镜最重要的参数，数值孔径越大，分辨率越高。目前物镜的数值孔径最大只有1.30。按照物镜色差和像差校正的程度，物镜可以分为以下类别：
(1) 消色差物镜（achomats）通常对红光与蓝光两种色光作了色差校正，但视域中像场的平坦程度并未作过完善的校正，因此只能作一般的观察应用。在偏光显微镜中，由于需要消除物镜内各个镜片的内应力，反而需要利用这种镜片数目不多的物镜来做偏光物镜。
(2) 有限平像场消色差物镜（flat-field achromats）这也是对两种色光作了校正的消色差物镜，但视域范围内像场的平坦程度只作了有限范围内的校正，通常在显微照相取景框范围内像场是平坦的，以确保显微照相对焦的清晰，取景框范围以外，往往不一定能保证同样的清晰度。适用于常规检验而又需要作显微照相的工作中。
(3) 完善平像场消色差物镜（plan-achromats）这也是对两种色光作了校正的高级消色差物镜，主要特点是像场在整个视域中作了完善的校正，适合于作要求较高的显微镜检工作，特别是作显微照相效果更好。由于这种物镜仍采用常用的光学玻璃，不适宜作荧光等这一类弱光的观察和照相。
(4) 萤石玻璃消色差物镜（neofluar）这也是对两种色光作了色差校正的消色差物镜，其中全部或部分镜片则采用了可透过近紫外光（波长约为365nm）的萤石玻璃（即氟化钙晶体）来制造。因此特别适合于作荧光与相差方法的观察与显微照相，也可用在偏光显微镜中。(5) 完善平像场复消色差物镜（plan-opo-chromats）这是最高一级的消色差物镜，对红、绿、蓝3种颜色都作了很好的色差校正，而视域中的像也作了完善的校正，数值孔径比萤
石物镜大，可应用于要求极高的显微观察与显微照相中，但价格十分昂贵，由于所使用的镜片数目多达12片，光能损失较大，不宜用作荧光观察与照相。
(6) 已消除内应力又可以调节中心的物镜（pol Z objectives）这是一种适用于作偏光观察的物镜，是从以上所介绍的几种物镜中挑选出来的，在装配时特别注意消除了其中的内应力，以免内应力所引起的干涉条纹干扰了偏光样品中真正的干涉条纹。
(7) 完善平像场萤石消色差多种介质浸没式物镜（ plan-neofluar imm.）这是一种新型物镜，采用萤石玻璃制造其中全部或部分镜片，成像质量特别明亮，反差十分好，色差接近于复消色差，因此又属于半复消色差物镜。数值孔径特别大，透光能力强，而且分辨率十分好。最大的特点是可用好几种浸没介质，如常用的浸没油、甘油、蒸馏水等，既可使用权盖玻片也可以不使用。这种物镜制成干式物镜时，可加上校正环，用来校正盖玻片的厚度不均匀性，以消除盖玻片厚度不规则造成的成像失真，对于厚度在0.12-0.22mm之间的盖玻片都可以作相应的校正。
1986年以来，德国蔡司公司推出的新一代光学显微镜，其中的物镜突破了传统光学显微镜的概念，采用了无限远色差校正的光学系统（infinity color-corrected system，简称ICS物镜），其特点是：由物镜射出的成像光束是一束平行光，可在成像光路中按需要插入任意多的光学部件而不影响成像质量。在显微镜镜体内有一特制的镜筒透镜（tube lens）与物镜相配，两者结合起来把物镜的色差与像差都作了十分完善的校正，而且物镜的视域相当宽阔，比传统物镜的视域扩大约40% 。
13. 荧光滤光片组插板的插口（slot for the fluorescence slider）这是为作荧光观察时插入荧光滤光片组插板预留的插口。
14. 勃氏镜插板的插口（slot for Bertcand-lens slider）这是为作偏光观察时插入勃氏镜插板预留的插口，勃氏镜是偏光显微镜中用作锥光干涉图试验的重要部件。
15. 补色器插板的插口（slot for auxiliary objects）这是当作微分干涉相衬观察和偏光需加入的各种补色器预留的插口。
16. 双目镜筒或带照像镜筒的双目镜筒（binocular tubes or binocular phototubes）用来安放目镜及照像装置。为便于观察，镜筒制成具有一定倾斜角度（30°或45°），设有瞳距调节装置，可在55°至75°范围内调节，以适合不同使用者两眼瞳孔距离。双目镜筒内装有一些折光和分光棱镜，能把从物镜出来的一束成像光束等分成两部分，分别由两个目镜作观察。带照像镜筒的双目筒一般在右测装有光束分配棱镜的拉杆，把它全部推入时只作观察，拉出来则一边观察一边照像，或全部作显微照像。
17. 目镜（eyepieces）目镜是显微镜中把物镜所成的像作再一次放大的光学部件，显微镜的总放大倍数通常就是物镜与目镜放大倍数的乘积。为方便不同视力者进行显微拍照时调焦同样清晰，一些目镜设计成可调焦式。为了使显微镜获得最大有效放大倍数和最高分辨本领，必须合理选配目镜。到目前为止，由于受光学定律的制约，光学显微镜最大的有效放大倍数为1250-1300倍。10×目镜是最常用而必须配备的目镜，观察荧光时最好选用10×以下的目镜。
显微镜的正确调试和使用
在了解了显微镜各主要部件的名称、构造和功能之后，为了更好地发挥显微镜的各种功能，提高工作效率，保证在显微观察及显微照像过程中取得最佳效果，使用人员必须了解和掌握显微镜正确的调试方法和使用方法。尤其在新一代显微镜中，具备了多种功能，能进行多种显微镜检方法观察，正确的试调方法和使用方法就显得尤为重要。下面以Axioplan万能研究显微镜为例，简述调试及使用方法。
1. 显微镜照明光路系统的调整为了使显微镜的视野能受到均匀而又充分的照明，在显微镜初次安装和调试时，就必须把照明光路系统调整好，这是正确使用显微镜，并获得正确、可靠结果的重要手段和最基本的要求。此外，正确掌握照明光路系统的调整，是使用显微镜过程中更换光源灯泡后所必经的步骤，也是在日常使用过程中不时地检验显微镜性能的必要手段。显微镜照明光路系统的调整主要有以下4项内容：
(1) 照明光源灯室在显微外的初步调整
① 首先将灯室的外壳打开，压弹簧夹子将卤素灯泡装入插座中，安装时避免手指直接接触灯泡（可用柔软的布或纸隔住），以免灯泡上留有指纹等脏物，影响灯泡的使用寿命。
② 把灯室摆在桌面上，接通电源后，用专用的螺丝刀调节灯的调焦旋钮孔（标有
“←→”），使灯丝投影在1-2m外的墙上，将灯丝成像调至清晰；然后调节灯的高低位置调节丝孔（标有“──”），使灯丝位置高低适当；再调节灯的左右位置调节螺丝孔（标有“──”），使灯丝左右位置合适。
(2) 光源发光体（灯丝）在显微镜内位置的检验和校正目的是为了把发光体的像端端正正地调入物镜的视域范围内，从光源的角度去确保显微镜的视域受到充分而均匀的照明，这是调整库勒照明系统的前提条件。
需要的基本工具：对中望远镜购置显微镜时已配备。
①拔掉灯库内的毛玻璃套筒，把灯室装回显微镜上；
②选用10×物镜，开亮光源程序找样品并调焦清晰，再换用40×物镜把样品调焦
清晰（40×物镜可以看清灯丝的全貌）；
③把聚光镜的孔径光阑和视场光阑均开到最大；
④拔掉其中一个目镜，换上对中望远镜，抓住白色部分，另一手伸缩黑色接目镜，
就可在视野中看到灯丝像；
⑤如灯丝位置不合适，调“──”孔，把灯丝像沿水平方向调好，调“──”孔，
把丝像沿垂直方向调好，直至将灯丝像调至刚好充满物镜孔径的光圆像；
⑥调整完毕后，将毛玻璃套筒插回原位，拔掉对中望远镜，换回目镜作下一步调整。
以上所述照明光源灯室在显微镜外的调整和光源发光体在显微镜内位置的校验，只需在显微镜初次安装调试及更换灯泡时进行，平时使用显微镜时不能随意乱调乱
动。万一调乱时，可按上述步骤调回原状。
(3) 库勒照明（Kohler）系统的正确调整显微镜的正确调试，主要工作之一是照明光路系统的调整，而其中的关键是库勒照明系统的调整。对于每一位使用显微镜的人员，特别是作显微照像的人员来说，应该对库勒照明系统的原理及其调整步骤有一定的了解和掌握，才能充分发挥显微镜应有的功能，拍出来的照片才能在效果上比较一致而又完善。
库勒照明系统的原理简单来说就是：光源发光体上任意一点发出的光，可以照明显微镜的视域范围，而光源发光体上每一点所发出的光汇集起来，在显微镜的视域中就实现了非常充分而又均匀的照明。
调整库勒照明系统的目的，是为了使所观察的视域能获得均匀而又充分的照明，防止杂散光对照像系统造成影响或干扰，以免照像时在底片形成灰雾。高调整库勒照明系统的必要部件：视场光阑、可进行合轴调整的聚光镜系统。
①选用10×物镜和10×目镜；
②把聚光镜前端透镜摆进光路中，孔径光阑调至适中的位置上（不大不小），再把
聚光镜升到最顶的位置上，聚光镜转盘调至明视野“J”位置；
③把视场光阑调至最小（0.1）；
④载物台上放上已封片的生物样品，开亮光源，调焦清晰；
⑤视域中会出现一个局部照明的区域或亮斑，这是视场光阑的模糊像，在其中可以
清晰地看到样品的细节；在它之外是较暗的视域，不一定能把样品的细节看得清
楚；
⑥把聚光镜微微地向下调，使视野中的亮斑逐渐收小，慢慢变成一个清晰的多边形
象，这便是视场光阑的清晰像；
⑦一般情况下，多边形象并不在视域中央，需要调整聚光镜的一对调中螺丝，把视
场光阑多边形的像调至中央位置；
⑧逐渐开大视场光阑，使多边形象成为视域的内接多边形，进一步核对调中的状况，
如对中不够理想，继续微微调对中螺丝；
⑨ 将视场光阑稍为再微微开大一些，使它的多边形象恰好消失在视域的边缘上，至此，库勒照明系统调整完毕。
库勒照明系统调整好以后，整个视域照明均匀，拍摄的显微照片明亮清晰，反差正常。在日后使用过程中应特别注意：
a. 视场光阑不可任意开大，但可随物镜倍数的增大而将视场光阑收小，随物镜倍数的减小而开大；
b. 聚光镜的高低位置不准乱调，否则会破坏已调整好的库勒照明系统；
c. 使用10×以下物镜时要将聚光镜前端透镜摆出光路外，使用10×或10×以上物镜时要将前端透镜摆入光路中；
d. 关于物镜倍数与视场光阑大小配合问题，在实际使用过程中，作为一般观察不一定要收小或开大视场光阑，但作显微照相时，为了避免杂散光线对照相系统的干扰，以便能拍摄到较完善的照片，则应在使用每一个倍数的物镜时，把视场光阑调节到正好消失于所观察的视域边上，这是比较繁复的工作，但又非做不可。较为简便的方法是把与各个倍数物镜相对应的视场光阑事先调整好，并作好记号，以后使用时根据记号直接调至相应的位置。
(4) 孔径光阑的正确使用由于聚光镜的孔径光阑可以影响显微镜的分辨率，使用时应掌握正确的使用方法。过去由于对孔径光阑的认识不足，往往把它当作是调节视野亮度的工具。虽然调节孔径光阑在一定程度上可以改变视野的亮度，但会直接影响成像的反差、对比度及分辨率，在使用过程中应尽可能避免。
为了发挥聚光镜孔径光阑的作用，以便在观察时，尤其在作显微照相时获得最佳分辨率，在每换用一个倍数的物镜时，在样品调焦清晰后，需要调节孔径光阑，使它的大小正好等于所用物镜数值孔径（物镜孔径像）的2/3 。
调整方法是用对中望远镜对焦于视野中黑色相差环上，调节孔径光阑，可以看到一个多边形的孔径光阑像，然后调到等于物镜孔径像的2/3，即介于黑色相差环外与圆形视域内之间。为方便起见，可把与各倍数物镜相对应的孔径光阑预先调整好，并作好标记，以免每次使用都要重新调整。
2. 显微镜成像光路系统的调整及显微镜检术概要显微镜成像光路系统的调整，是根据不同显微镜检术的需要而进行的。所谓显微镜检术（microscopy），概括而言就是以显微镜观察样品时所使用的照明方法，以及如何使样品所成的像能获得更良好反差的技术与方法。以下简述显微镜检术中已成熟的几种方法及对应的显微镜成像光路系统的调整方法。
(1) 透射光明视野（brightfield）这是自显微镜发明以来最传统、最普遍的应用方法。
基本部件：
a. 物镜：任何物镜都可作明视野观察；
b. 聚光镜：各种聚光镜均可，最好配有孔径光阑。
调整方法：在上述显微镜的库勒照明系统调整好后，即可应用明视野法。
适用范围：所有已染色的组织切片、血液涂片等。
注意事项：
a. 使用明视野方法观察时，一定要将库勒照明系统调整好；
b. 视场光阑不可任意开大，使用10×、10×以下和10×以上物镜时，要将聚光镜前端透镜分别摆事实出和摆进光路中；
c. 不可用聚光镜的孔径光阑来调节视野的亮度，更不要乱调聚光镜的高低位置，否则，会降低显微镜的分辨率和破坏已调整好的库勒照明系统；
d. 作显微照相时，每换用一个倍数的物镜，就要调节聚光镜的孔径光阑，使它的大小正好等于所用物镜数值孔径的2/3 。
(2) 透射光相差法（phase-contrast）这是现代显微镜检术中的一种反差增强法。
基本部件：相差物镜、明视野与相差兼用的多用途聚光镜、对中望远镜、绿色滤光片。
调整方法：
a. 在库勒照明系统调整好的基础上，用明视野方法把样品调焦清晰；
b. 把聚光镜转到Ph1对准转盘刻度线位置，选用10×相差物镜，换上待观察的透明样品；
c. 拔掉其中一个目镜，换上对中望远镜，并调焦于视野中的两个相差环上（物镜的黑色相差环和聚光镜的透光相差环）；
d. 视野中的两个相差环不一定重合，调节聚光镜上的两个调节装置（调整相差环左右位置的调节杆和调整前后位置的摩擦式转钮），使透光环作前后左右移动而与黑环重合；
e. 调整好后，换回观察用目镜，将绿色滤光片按入光路中，即可观察到样品的相差像；
f. 有20×和40×物镜观察时，聚光镜应设在Ph2位置上，用100物镜时，聚光镜应设在Ph3位置上。
适用范围：适用于观察透明、未染色或不能染色的样品，如各种细胞、活组织、未染色或不染色的组织切片、水生生物等。
(3) 微分干涉相衬法（differential interference-contrast，DIC）为了克服相差法观察时样品细节像周围伴随有光晕，会掩没掉本来应该看见的细节，以及样品或组织切片厚度要求相当薄，原则上下能厚于10?m等局限性，利用双光束干涉的原理设计子微分干涉相衬法。
调整方法：
a. 必须在库勒明系统已调好的基础上才能调好DIC方法；
b. 先用10×物镜，以明视野先确定好能把样品看清晰的物镜调焦位置；
c. 把起偏器（polarizer）摆入照明光路中，注意其取向应为东—西方向；
d. 把聚光镜转盘转到与10×物镜对应使用的位置上，即DIC 0.3—0.4；
e. 在物镜后方或物镜转换器上插入10×物镜使用的DIC插片（DIC slider）；
f. 把检偏器（analyser）插入成像光路中，注意其取向应为南—北方；
g. 换上待观察的透明样品，开亮光源把样品调焦清晰；
h. 调节DIC插片，使微分干涉相衬的像达到最佳效果，也就是浮雕效果最为明显；
i. 同时可调节聚光镜的孔径光阑，使反差的效果也达到最佳；
j. 然后再细微调样品的细节，可见样品中不同层面上的结构；
k. 如果把补色器（first order red retardation plate）插入，并同时调节DIC插片，可在视野中看到不断变化的绚丽色彩，红、橙、黄、绿、蓝、紫、粉红、粉紫及金黄色都具有。适用范围：透明或不能染色的组织切片，厚度可达100?m左右，培养中的活组织和活细胞、小生生物等。
(4) 落射光激发的荧光法（incident-loght fluorescence Epi-FL）简称为落射荧光法，是近代显微镜检术中新发展出来的一种强有力的反差增强法。它将激发荧光用的光源改在物镜的上方，光由物镜上方经反光镜射入物镜去激发样品，从样品上被激发的荧光经物镜成像并穿透反光镜而由目镜观察。该方法较简便，效率高，50W的光源强度比透射荧光法的250W 还强。
荧光方法是利用波长较短的紫外光、紫光、蓝紫光、蓝光及绿光等去激发样品，只要样品中含有可产生荧光的成分，它便吸收短波的激发光而释放出波长较长的荧光。不同物质只能吸改特定波长的激发光，而释放的荧光也会有特定的波长，因而用作特异性的鉴定十分有效，如某些致病的细菌和螺旋体，受紫外光激发后能发出它们特有的荧光，很容易作出鉴定，这种利用物质吸收激发光后放出特有荧光的方法称为自发荧光法。某些物质自身不会吸收激发光，或吸收后不能释放荧光，但可以吸收或吸附特定的荧光色素或染料，而这些特定的荧光色素或染料也只能吸收特定的激发光，再释放出特定的荧光，从而间接地鉴别出某种物质，这称为间接荧光法。上述荧光方法广泛应用于医学、生物学及工业的特异性研究和鉴别上。
调整方法：荧光显微镜或附有荧光部件的显微镜，调整的方法大致相同。
① 汞灯的安装
a. 打开包装，取出汞灯将其小心安装在上电极散热帽上，安装时注意手指不能直接接触灯管和散热帽的正面，汞灯的封气口要对向散热帽的左侧或右侧；
b. 把汞灯的上电极引张安装并固定在散热帽底面的小孔上，再把汞灯的下电极及上电极引线另一端，分别安装在灯座上各自的插孔中并固定；
c. 锁紧散热片上的螺丝后，把汞灯连同灯座及散热帽小心装入灯室中，锁紧相应的螺丝，再把灯座上的连线和插座插到汞灯电源后部专用的插座上。
d. 详细的安装方法请参照有关说明书。
② 汞灯灯室在显微镜外的初步调整：
a. 接通汞灯电源，让汞灯预热10-15min；
b. 把汞灯灯室摆放在桌面上，让汞弧投影到2-3m外的墙上，划一条与灯室窗口中心线对地高度一样的水平线作为参考线；
c. 转动灯室调焦旋钮，使汞弧的像清晰地投影于墙上；
d. 分别调节灯室外壳上的5个调节螺丝孔，把汞弧的像其反射像调成并排且尽量靠近，但不要重叠在一起。
③ 汞灯汞弧在显微镜内位置的检验：
a. 将汞灯照明光路系统中的视场光阑开到最大；
b. 把荧光滤光片组推到蓝光激发的位置上，以避免汞灯中的蓝光太刺眼；
c. 把观察的样品或一块载玻片放在物台上，盖上一张比盖玻片稍大且洁白的薄纸；
d. 取下一个物镜，使激发的蓝光经物镜转换器的空档照在白纸上，白纸上会有一蓝色的圆形照明区域，汞弧的像及其反射像都应该出现在这区域的中央部位，否则，可调节灯室调焦旋钮至最清晰，然后分别调节灯室外壳上的5个调节螺丝孔，直至汞弧的像及其反射像并排在照明区域的中央位置。
e. 调好之后，把物镜装回去，通过目镜可见白纸被蓝光激发后发射出的黄绿色荧光；
f. 仔细调焦，可看清白纸的纤维；取去白纸，样品上的荧光细节隐约可见而很容易调焦清晰。
④ 汞灯使用注意事项目前通常使用的为50W超高气压汞灯，灯管内通有一对钨电极和液态汞（室温下附在管壁上），未点燃时，管内气压很低，在灯管的两电极间施加电压角发点燃后，汞气化为汞蒸气形成汞弧而产生强光，温度升高，管内气压迅速升到10个大气压。由于是高气压的气体放电，必须了解其特性才能安全地使用汞灯。
a. 汞灯接通电源后需要10-15min预热时间，汞才能充分汽化并形成汞弧，产生高亮度而稳定的激发光。因此，观察前要提早通电；
b. 汞灯在使用过程中，不要随意开关汞灯的电源；
c. 关掉汞灯电源后，必须等待15-20min，待汞灯自燃冷却后才可再次接通电源，违反这一操作规定时，将会造成严重后果！
由于汞灯内的汞蒸气未完全液化，汞蒸气内阻很小，一旦通电在两电极间施加电压，汞灯内形成强大的电流，轻则烧断保险丝或烧毁汞灯电源中的扼流圈，重则汞灯爆炸，汞蒸气弥漫整个实验室，造成工作人员中毒，不仅损失了汞灯，还会炸毁灯室内的集光-聚光部件。
d. 汞灯的使用寿命一般只有300h，使用得当可达600h，使用寿命与开关的次数成反比，应集中一批样吕作2-3h的观察。汞灯价格及昂贵，应珍惜使用。
e. 汞灯寿命终结的标志是点燃困难，灯管发黑。
(5）暗视野法（dark field）许多透明或半透明的样品，如细菌、微生物、细胞内的精细结构及结晶体的内含物等，在明视野显微镜中不容易看清楚，如果采用暗视野法就可以大大提高样品的可视度。以暗视野法所看到的是衬托在黑暗视野背景中发亮的样品轮廓及其细节。
普遍光学显微镜的最高分辨率为0.2?m，而暗视野显微镜虽然对样品的细节构造分辨不清楚，但却可看到0.004?m以上微细颗粒的存在，即可以看到亚显微结构，特别适合用来观察微细的颗粒与细菌等。
调整方法：暗视野法的主要必需部件是暗视野聚光镜。使用时须先用明视野聚光镜把库勒照明系统调整好。换上暗视野聚光镜时，要把载玻片（样品）移开，将浸没油滴在聚光镜顶部，再把样品载玻片搁在物台上，浸没油便充填在两者之间，这种聚光镜须与装有可变光阑的100×油镜配用。另一种中倍率干式暗视野聚光镜可与中倍率的物镜配用，这种聚光镜具有中央光挡，照明光只能透过光档与聚光镜边缘之间的透光环才能进入聚光镜内。
对于配备齐全的相差显微镜，与编号为Ph3物镜配用的相差聚光镜相差环，可以和10×及10×以下的相差物镜配用而形成低倍率的暗视野效果。
光学显微镜的保养
显微镜是一种精密的光学仪器，价格普遍较高。从结构上看，显微镜由许多光学部件和较精密的金属零件组成，在使用过程中应特别注意做好保养工作。
1. 严格按照有关操作规则使用显微镜，避免因使用不当造成损毁。
2. 显微镜在储存和使用过程中，普遍存在着生霉起雾问题，霉和雾会使显微镜的视场模糊，分辩率下降。为了使显微镜保持良好的工作状态，延长使用寿命，显微镜的工作环境应保持清洁、干燥、防尘。
3. 显微镜在每次使用完毕后应及时做好清洁工作，特别是目镜、物镜等容易污染的光学部件，如发现表现表面有灰尘、指纹、脏物等，应及时用镜头纸清洁干净。
4. 显微镜工作室最好能安装空调、抽湿及防尘装置。
5. 如发现光学部件内部有生霉等现象，最好及时联系有关厂家派人清洁、维修。
典型光学仪器的基本原理
1、光学仪器在国民生产和生活中各个领域广泛应用，绝大多数光学仪器可归纳为望远镜系统、显微镜系统和照明系统三类。 2、人眼构造：人眼本身就相当于一个摄影系统，外表大体呈球形，直径约为25mm，由角膜、瞳孔、房水、睫状体、晶状体和玻璃体等组成的屈光系统相当于成像系统的镜头，起聚焦成像作用。眼睛内的视网膜和大脑的使神经中枢等相当于成像系统的感光底片和控制系统，能够接收外界信号并成像。 3、视度调节：眼睛通过睫状肌的伸缩本能地改变水晶体光焦度的大小以实现对任意距离的物体自动调焦的过程称作眼睛的视度调节。 4、视觉调节：人眼除了随着物体距离的改变而调节晶状体曲率外，还可以在不同的明暗条件下工作，人眼能感受非常大范围的光亮度变化，即眼睛对不同的亮度条件下具有适应的调节能力，这种能力称为眼睛的视觉调节。 5、放大镜定义：放大镜(英文名称：magnifier)：用来观察物体细节的简单目视光学器件，是焦距比眼的明视距离小得多的会聚透镜。物体在人眼视网膜上所成像的大小正比于物对眼所张的角（视角）。 6、视角愈大，像也愈大，愈能分辨物的细节。移近物体可增大视角，但受到眼睛调焦能力的限制。使用放大镜，令其紧靠眼睛，并把物放在它的焦点以内，成一正立虚像。放大镜的作用是放大视角。 7、显微镜：显微镜是由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器，是人类进入原子时代的标志。主要用于放大微小物体成为人的肉眼所能看到的仪器。显微镜分光学显微镜和电子显微镜：光学显微
镜是在1590年由荷兰的詹森父子所首创。现在的光学显微镜可把物体放大1600倍，分辨的最小极限达0.1微米，国内显微镜机械筒长度一般是160mm。 8、光学显微镜由目镜，物镜，粗准焦螺旋，细准焦螺旋，压片夹，通光孔，遮光器，转换器，反光镜，载物台，镜臂，镜筒，镜座，聚光器，光阑组成。 9、显微镜以显微原理进行分类可分为光学显微镜与电子显微镜。 10、光学显微镜：通常皆由光学部分、照明部分和机械部分组成。无
(完整版)光学仪器基本原理习题及答案
第四章 光学仪器基本原理 1．眼睛的构造简单地可用一折射球面来表示，其曲率半径为5.55mm ，内部为折射率等于4／3的液体，外部是空气，其折射率近似地等于1。试计算眼球的两个焦距。用右眼观察月球时月球对眼的张角为1°，问视网膜上月球的像有多大？ 解；眼球物方焦距；当s ’=∞时，f=﹣5.55／﹙4／3﹣1﹚=﹣16．65㎜=﹣1．665㎝ 眼球的象方焦距：f ＇=s ＇=mm 2.2213455.534 =-? 当u=1°时，由折射定律n 1sinu 1=n 2sinu 2 U 1=1°n 1=1,n 2=4∕3 像高l ＇=f ＇tanu 2=f ＇sinu 2=f ＇×3∕4 sin1o =22.2×3∕4×0.01746=0.29mm 2．把人眼的晶状体看成距视网膜2㎝的一个简单透镜。有人能看清距离在100㎝到300㎝ 间的物体。试问：⑴此人看清远点和近点时，眼睛透镜的焦距是多少？⑵为看清25㎝远的物体，需配戴怎样的眼镜？ 解：人眼s ＇=2cm. S 1=100cm.s 2=300cm 近点时透镜焦距'f =21002 100+?=1.961cm 远点时透镜焦距f ＇=23002 300+? =1.987cm 当s =﹣25cm 时s '=﹣100cm ﹦﹣1m 34125.0100.1111=+-=---=-'= Φs s D 300=度 3．一照相机对准远物时，底片距物镜18㎝，当镜头拉至最大长度时，底片与物镜相距20 ㎝，求目的物在镜前的最近距离？ 解：.18.0m f =' m s 20.0=' 照相机成像公式： f s s '=-'1 11 556.020.01 18.01111-=+-='+'-=s f s m s 8.1-= 目的物在镜前的最近距离为m 8.1
光学显微镜的发展历史
光学显微镜的发展历史、现状与趋势 杨拓拓 (苏州大学现代光学技术研究所，江苏苏州215000) 1基本原理 显微镜成像原理及视角放大率 显微镜由物镜和目镜组成。物体AB 在物镜前焦面稍前处，经物镜成放大、倒立的实像A'B'，它位于目镜前焦面或稍后处，经目镜成放大的虚像，该像位于无穷远或明视距离处。 图1-1显微镜系统光路图 牛顿放大率公式： f f x x ''= 'x 是像点到像方焦点的距离，x 是物点到物方焦点的距离。 根据牛顿放大率公式可得物镜的垂轴放大率为 '1'1'11--f f x ?== β 目镜的视觉放大率为： '22250 f =Γ 组合系统的放大率为 '1f
'2'121250f f ? -=Γ=Γβ 显微镜系统的像方焦距 ?-=/'2'1'f f f '250 f = Γ 显微镜系统成倒像轴向放大率 '2'1'2'1/f f x x =β 若物点A 沿光轴移动很小的距离，则通过显微镜系统的像点'2A 将移动很大的距离，且移动 方向相同。 显微系统的角放大率 '2'1'2'1/x x f f =γ 即入射于物镜为大孔径光束，而由目镜射出为小孔径光束。 显微镜的孔径光阑 单组低倍显微物镜，镜框是孔径光阑。 复杂物镜一般以最后一组透镜的镜框作为孔径光阑。 对于测量显微镜，孔阑在物镜的象方焦面上，构成物方远心光路。 显微镜的视场光阑和视场 在显微物镜的象平面上设置了视场光阑来限制视场。由于显微物镜的视场很小，而且要求象面上有均匀的照度，故不设渐晕光阑。 显微镜是小视场大孔径成像，为获得大孔径并保证轴上点成像质量，显微镜线视场不超过物镜的1/20,线视场要求： 1'120202β?=≤f y
试验二普通光学显微镜的使用及细菌的简单染色和革兰氏染色
实验二普通光学显微镜的使用及细菌的简单染色和革兰氏染色普通光学显微镜的使用 一、实验目的 以染色玻片及活菌为例，熟练掌握显微镜油镜的使用方法。 二、显微镜油镜使用的原理 1 普通光学显微镜的基本构造 （1）光学部分: 接目镜、接物镜、照明装置(聚光镜、虹彩光圈、反光镜等)。它使检视物放大, 造成物象。（2）机械部分: 镜座、镜臂、镜筒、物镜转换器、载物台、载物台转移器、粗调节器、细调节器等部件。它起着支持、调节、固定等作用。2 显微镜的放大倍数和分辨率（1）放大倍数=接物镜放大倍数×接目镜放大倍数 （2）显微镜的分辨率：表示显微镜辨析物体（两端）两点之间距离的能力，可用公式表示为： D=λ/2n·sin(α/2 ) 式中D：物镜分辨出物体两点间的最短距离。 λ：可见光的波长（平均0.55μm） n: 物镜和被检标本间介质的折射率。 a：镜口角（即入射角）。3 油镜使用的原理 油镜，即油浸接物镜。当光线由反光镜通过玻片与镜头之间的空气时，由于空气与玻片的密度不同，使光线受到曲折，发生散射，降低了视野的照明度。若中间的介质是一层油（其折射率与玻片的相近），则几乎不发生折射，增加了视野的进光量，从而使物象更加清晰。 三、实验材料 1 显微镜、香柏油、二甲苯、擦镜纸、吸水纸、盖玻片、接种环、酒精灯等。 2 细菌三种形态的玻片染色标本。 3 培养12-18h的枯草芽孢杆菌。四、实验方法与步骤 1 染色细菌玻片的油镜观查 （1）用前检查：零件是否齐全，镜头是否清洁。 （2）调节光亮度。 （3）低倍镜观察：先粗调再微调至物象清晰。
（4）转入中倍、高倍观察，每一不只需调微调旋纽即可看到清晰的物象。 （5）油镜观察：高倍镜下找到清晰的物象后，旋转转换器，在标本中央滴一滴香柏油，使油镜镜头浸入香柏油中，细调至看清物象为止。 （6）绘出所观察到的细菌形态图像。 （7）、换片：另换新片观察，必须从（3）步开始操作。 （8）、用后复原：观察完毕，上悬镜筒，先用擦镜纸擦去油镜头上的香柏油，然后再用擦镜纸沾取少量二甲苯擦去残留的油，最后用擦镜纸擦去残留的二甲苯，后将镜体全部复原。 2 活菌制片观察 取一张干净的载玻片，在其中央滴上一滴干净的蒸馏水，取培养12-18h的枯草芽孢杆菌一小环，在水滴上反复涂抹至菌体充分分散，盖上盖玻片，用吸水纸吸去多余的水分，按照油镜的使用步骤，观察草芽孢杆菌形态，边观察边绘图。 五、实验报告 油镜使用的原理 六、思考题 1 油镜与普通物镜在使用方法上有何不同？应特别注意些什么？ 2 使用油镜时，为什么必须用镜头油？ 3 镜检标本时，为什么先用低倍镜观察，而不是直接用高倍镜或油镜观察？ 七、实验注意事项 1 不准擅自拆卸显微镜的任何部件,以免损坏。 2 镜面只能用擦镜纸擦，不能用手指或粗布，以保证光洁度。 3 观察标本时，必须依次用低、中、高倍镜，最后用油镜。当目视接目镜时，特别在使用油镜时，切不可使用粗调节器，以免压碎玻片或损伤镜面。 4 观察时，两眼睁开，养成两眼能够轮换观察的习惯，以免眼睛疲劳，并且能够在左眼观察时，右眼注视绘图。 5 拿显微镜时，一定要右手拿镜臂，左手托镜座，不可单手拿，更不可倾斜拿。 6 显微镜应存放在阴凉干燥处，以免镜片滋生霉菌而腐蚀镜片。 细菌的简单染色和革兰氏染色 一、实验目的 1 学习微生物涂片、染色的基本技术，掌握细菌的简单染色方法及革兰氏染色。 2 了解革兰氏染色法的原理及其在细菌分类鉴定中的重要性。 二、实验原理 1 简单染色的原理
显微镜基础知识
显微镜基础知识 第一章：显微镜简史 随着科学技术的进步，人们越来越需要观察微观世界，显微镜正是这样的设备，它突破了人类的视觉极限，使之延伸到肉眼无法看清的细微结构。 显微镜是从十五世纪开始发展起来。从简单的放大镜的基础上设计出来的单透镜显微镜，到1847年德国蔡司研制的结构复杂的复式显微镜，以及相差，荧光，偏光，显微观察方式的出现，使之更广范地应用于金属材料，生物学，化工等领域。 第二章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，则发生折射现像，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，在像方空间的焦点，称“像方焦点”，该处的焦平面，称“像方焦平面”。 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．影响成像的关键因素—像差 由于客观条件，任何光学系统都不能生成理论上理想的像，各种像差的存在影响了成像质量。下面分别简要介绍各种像差。 1．色差（Chromatic aberration） 色差是透镜成像的一个严重缺陷，发生在多色光为光源的情况下，单色光不产生色
光学显微镜的原理及构造
光学显微镜的原理及构造显微镜是人类认识物质微观世界的重要工具，是现代科学研究工作不可缺少的仪器之一。显微镜自1666年问世以来已有300多年的历史了，其间随着科学技术不断发展，显微镜的品种不断增加，结构和性能逐步得到完善和提高。 根据不同的使用用途，光学显微镜可分为普通光学显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、荧光显微镜、倒置显微镜、体视显微镜、偏光显微镜等10多种。目前，世界上许多国家都可以生产光学显微镜，牌名、种类繁杂，其中德国、日本等国制造的显微镜品质、数量占优势，但价格昂贵。 对于现代的光学显微镜，包括各种简单的常规检验用显微镜、万能研究以及万能照相显微镜等，首先要认识其构造及各部件的功能，同时要掌握正确的调试、使用和保养方法，才能在实际应用中面对各种要求时以不同的显微镜检方法，充分发挥显微镜应有的功能，提高常规检验工作效率. 光学显微镜的原理和构造 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。 下面以德国ZEISS公司生产的Axioplan万能研究用显微镜，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。
实验一 普通光学显微镜的构造和使用
实验一普通光学显微镜的构造和使用 一、目的要求 1.掌握普通光学显微镜的基本构造、使用方法、保护要点。 2.掌握普通光学显微镜油浸系的原理。 3.使用油镜观察几种细菌的基本形态。 二、显微镜的基本构造 显微镜由机械装置和光学系统两大部分组成（图1-1）。 光学显微镜的构造(图1-1) 1. 物镜转换器 2. 接物镜 3.游标卡尺 4.载物台 5.聚光器 6. 彩虹光阑 7.光源 8. 镜座 9. 电源开关 10. 光源滑动变阻器 11. 粗调螺旋 12. 微调螺旋 13. 镜臂 14.镜筒 15.目镜 16.标本移动螺旋 1．机械装置 镜座（base）和镜臂（arm）镜座位于显微镜底部，呈马蹄形，它支持全镜。镜臂有固定式和活动式两种，活动式的镜臂可改变角度。镜臂支持镜筒。 镜筒（body tube）是由金属制成的圆筒，上接目镜，下接转换器。镜筒有单筒和双筒两种，单筒又可分为直立式和后倾式两种。而双筒则都是倾斜式的，倾斜式镜筒倾斜45°。双筒中的一个目镜有屈光度调节装置，以备在两眼视力不同的情况下调节使用。
转换器（no sepiece）为两个金属碟所合成的一个转盘，其上装3—4个物镜，可使每个物镜通过镜筒与目镜构成一个放大系统。 载物台（stage）又称镜台，为方形或圆形的盘，用以载放被检物体，中心有一个通光孔。在载物台上有的装有两个金属压夹称标本夹，用以固定标本；有的装有标本推动器，将标本固定后，能向前后左右推动。有的推动器上还有刻度，能确定标本的位置，便于找到变换的视野。 调焦装置是调节物镜和标本间距离的机件，有粗动螺旋（coarse adjustment）即粗调节器和微动螺旋（fine adjustment）即细调节器，利用它们使镜筒或镜台上下移动，当物体在物镜和目镜焦点上时，则得到清晰的图像。2．光学系统 物镜（objective）物镜安装在镜筒下端的转换器上，因接近被观察的物体，故又称接物镜。其作用是将物体作第一次放大，是决定成像质量和分辨能力的重要部件。物镜上通常标有数值孔径、放大倍数、镜筒长度、焦距等主要参数。如：NA0．30；10×；160/0．17；16mm。其中“NA0．30”表示数值孔径（numerical aperture，简写为NA），“10×”表示放大倍数，“160/0．17”分别表示镜筒长度和所需盖玻片厚度（mm），16mm表示焦距。 目镜（ocular lens）装于镜筒上端，由两块透镜组成。镜把物镜造成的像再次放大，不增加分辨力，上面一般标有7×、10×、15×等放大倍数，可根据需要选用。一般可按与物镜放大倍数的乘积为物镜数值孔径的500—700倍，最大也不能超过1000倍的选择。目镜的放大倍数过大，反而影响观察效果。 聚光器（condenser）光源射出的光线通过聚光器汇聚成光锥照射标本，增强照明度和造成适宜的光锥角度，提高物镜的分辨力。聚光器由聚光镜和虹彩光圈（iris diaphragm）组成，聚光镜由透镜组成，其数值孔径可大于1，当使用大于1的聚光镜时，需在聚光镜和载玻片之间加香柏油，否则只能达到1．0。虹彩光圈由簿金属片组成，中心形成圆孔，推动把手可随意调整透进光的强弱。调节聚光镜的高度和虹彩光圈的大小，可得到适当的光照和清晰的图像。 光源（light source）较新式的显微镜其光源通常是安装在显微镜的镜座内，通过按钮开关来控制；老式的显微镜大多是采用附着在镜臂上的反光镜，反光镜是一个两面镜子，一面是平面，另一面是凹面。在使用低倍和高倍镜观察时，用平面反光镜；使用油镜或光线弱时可用凹面反光镜。 滤光片（filter）可见光是各种颜色的光组成的，不同颜色的光线波长不同。如只需某一波长的光线时，就要用滤光片。选用适当的滤光片，可以提高分辨力，增加影像的反差和清晰度。滤光片有紫、青、蓝、绿、黄、橙、红等各种颜色的，分别透过不同波长的可见光，可根据标本本身的颜色，在聚光器下加相应的滤光片。 三、油镜物镜的基本原理 微生物学研究用的显微镜的物镜通常有低倍物镜（16mm，10×）、高倍物镜（4mm，40—45×）和油镜（1．8 mm，95—100×）三种。油镜通常标有黑圈或红圈，也有的以“OI（oil immer-sion）字样表示，它是三者中放大倍数最大的。根据使用不同放大倍数的目镜，可使被检物体放大1000—2 000多倍。从图Ⅲ-3中可看出油镜的焦距和工作距离（标本在焦点上看得最清晰时，物镜与样品之间的距离）最短，光圈则开得最大，因此，在使用油镜观察时，镜头离标本十分近，需特别小心。
显微镜的原理和
显微镜的原理和使用方法
显微镜的原理和使用方法-装片的制作 显微镜的结构和使用 （2）显微镜的成像 ①光源（天然光或人工光源）→反光镜→光圈→物体→物镜（凸透镜）→在镜筒内形成物体放大的实像→目镜→把经物镜形成放大的实像进一步放大 ②显微镜放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数 （3）高倍显微镜的使用 ①用低倍显微镜观察 取镜与安放： a. 右手握镜臂，左手托镜座。
b. 显微镜放在实验台的前方稍偏左。 对光： a. 转动转换器，使低倍物镜对准通光孔。 b. 选一较大的光圈对准通光孔，左眼注视目境，转动反光镜，使光线通过通光孔反射到镜筒内，通过目镜，可能看到自亮的视野。 低倍镜观察： a. 把所要观察的玻片标本放在载物台上，用压片夹压住，标本要正对通光孔的中心。 b. 转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓下降，直到物镜接近玻片标本为止（此时实验者的眼睛应当看物镜镜头与标本之间，以免物镜与标本相撞）。
c. 左眼看目镜内，同时反向缓缓转动粗准焦螺旋，使镜筒上升，直到看到物像为止，再稍稍转动细准焦螺旋，使看到的物像更加清晰。 ②高倍镜观察 a. 移动装片，在低倍镜下使需要放大观察的部分移动到视野中央。 b. 转动转换器，移走低倍物镜，转换为高倍物镜。 c. 调节光圈，使视野亮度适宜。 d. 缓缓调节细准焦螺旋，使物像清晰 ③注意事项 a. 使用显微镜一定要严格按照取镜→安放→对光→压片→观察的程序进行。 b. 下降镜筒时，一定要用双眼从侧面注视物镜，使之接近装片，但又要防止镜头触及装片。否则会压碎装片和损坏物镜（l0x物镜的工作距离为0. 5-1 cm）。 c. 有必要使用高倍物镜时，必须先在低倍物镜下将目标移到视野的中心，然后换用高倍物镜。因为在低倍物镜下看到的物像放大倍数小，但看到的标本实际面积大，容易找到目标；与低倍物镜相比，高倍物镜下看到的物像人，同样的视野面积看到的标本的实际面积小，在装片不动的情况下，高倍物镜看到的只是低倍物镜视野的中心部分。
光学显微镜的工作原理
光学显微镜的工作原理 显微镜就是一种精密的光学仪器,已有300多年的发展史。自从有了显微镜,人们瞧到了过去瞧不到的许多微小生物与构成生物的基本单元——细胞。目前,不仅有能放大千余倍的光学显微镜,而且有放大几十万倍的电子显微镜,使我们对生物体的生命活动规律有了更进一步的认识。在普通中学生物教学大纲中规定的实验中,大部分要通过显微镜来完成,因此,显微镜性能的好坏就是做好观察实验的关键。 一、显微镜的光学系统 显微镜的光学系统主要包括物镜、目镜、反光镜与聚光器四个部件。广义的说也包括照明光源、滤光器、盖玻片与载玻片等。 (一)、物镜 物镜就是决定显微镜性能的最重要部件,安装在物镜转换器上,接近被观察的物体,故叫做物镜或接物镜。 1、物镜的分类 物镜根据使用条件的不同可分为干燥物镜与浸液物镜;其中浸液物镜又可分为水浸物镜与油浸物镜(常用放大倍数为90—100倍)。 根据放大倍数的不同可分为低倍物镜(10倍以下)、中倍物镜(20倍左右)高倍物镜(40—65倍)。 根据像差矫正情况,分为消色差物镜(常用,能矫正光谱中两种色光的色差的物镜)与复色差物镜(能矫正光谱中三种色光的色差的物镜,价格贵,使用少)。 2、物镜的主要参数: 物镜主要参数包括:放大倍数、数值孔径与工作距离。 ①、放大倍数就是指眼睛瞧到像的大小与对应标本大小的比值。它指的就是长度的比值而不就是面积的比值。例:放大倍数为100×,指的就是长度就是1μm的标本,放大后像的长度就是100μm,要就是以面积计算,则放大了10,000倍。 显微镜的总放大倍数等于物镜与目镜放大倍数的乘积。 ②、数值孔径也叫镜口率,简写NA 或A,就是物镜与聚光器的主要参数,与显微镜的分辨力成正比。干燥物镜的数值孔径为0、05-0、95,油浸物镜(香柏油)的数值孔径为1、25。 ③、工作距离就是指当所观察的标本最清楚时物镜的前端透镜下面到标本的盖玻片上面的距离。物
透射电子显微镜的原理
透射电子显微镜的原理 XXX （大庆师范学院物理与电气信息工程学院 2008级物理学 200801071293 黑龙江大庆163712） 摘要：透射电子显微镜在成像原理上与光学显微镜类似。它们的根本不同点在于光学显微镜以可见光作照明束，透射电子显微镜则以电子为照明束。在光学显微镜中将可见光聚焦成像的玻璃透镜，在电子显微镜中相应的为磁透镜。由于电子波长极短，同时与物质作用遵从布拉格(Bragg)方程，产生衍射现象，使得透射电镜自身在具有高的像分辨本领的同时兼有结构分析的功能。 关键词：第一聚光镜；第二聚光镜；聚光镜阑；物镜光阑；选择区光阑；中间镜 作者简介：XXX（1988-），黑龙江省绥化市绥棱县，物理与电气信息工程学院学生。 0引言： 工业多相催化剂是极其复杂的物理化学体系。长期以来,工业催化剂的制备很大程度上依赖于经验和技艺,而难以从原子分子水平的科学原理方面给出令人信服的形成机制。为开发更高活性、选择性和稳定性的新型工业催化剂,通过各种表征技术对催化剂制备中的过程产物及最终产品进行表征是一个关键性的基础工作。在当前各种现代表征手段中,透射电子显微镜尤其是高分辨透射电子显微镜,可以在材料的纳米、微米区域进行物相的形貌观察、成分测定和结构分析,可以提供与多相催化的本质有关的大量信息,指导新型工业催化剂的开发。 为什么透射电子显微镜有如此高的分辨率那？本文阐述了透射电子显微镜的工作原理。 1透射电子显微镜的定义/组成 1.1定义 在一个高真空系统中，由电子枪发射电子束， 穿过被研究的样品，经电子透镜聚焦放大，在荧光 屏上显示出高度放大的物像，还可作摄片记录的一 类最常见的电子显微镜称为透射电子显微镜。[1] 1.2组成 透射电子显微镜由照明系统、成像系统、记录 系统、真空系统和电器系统组成。（如图1） 2透射电子显微镜的照明系统 照明系统的作用是提供亮度高、相干性好、束 流稳定的照明电子束。它主要由发射并使电子加速 的电子枪和会聚电子束的聚光镜组成。
光学显微镜成像原理
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。 （二）显微镜的成像原理 显微镜和放大镜起着同样的作用，就是把近处的微小物体成一放大的像，以供人眼观察。只是显微镜比放大镜可以具有更高的放大率而已。 图2是物体被显微镜成像的原理图。图中为方便计，把物镜L1和目镜L2均以单块透镜表示。物体AB位于物镜前方，离开物镜的距离大于物镜的焦距，但小于两倍物镜焦距。所以，它经物镜以后，必然形成一个倒立的放大的实像A'B'。A'B'位于目镜的物方焦点F2上，或者在很靠近F2的位置上。再经目镜放大为虚像A''B''后供眼睛观察。虚像A''B''的位置取决于F2和A'B'之间的距离，可以在无限远处（当A'B'位于F2上时），也可以在观察者的明视距离处（当A'B'在图中焦点F2之右边时）。目镜的作用与放大镜一样。所不同的只是眼睛通过目镜所看到的不是物体本身，而是物体被物镜所成的已经放大了一次的像。 （三）显微镜的重要光学技术参数 在镜检时，人们总是希望能清晰而明亮的理想图象，这就需要显微镜的各项光学技术参数达到一定的标准，并且要求在使用时，必须根据镜检的目的和实际情况来协调各参数的关系。只有这样，才能充分发挥显微镜应有的性能，得到满意的镜检效果。
光学显微镜的发展历史
杨拓拓 (苏州大学现代光学技术研究所，江苏苏州215000) 1基本原理 显微镜成像原理及视角放大率 显微镜由物镜和目镜组成。物体AB 在物镜前焦面稍前处，经物镜成放大、倒立的实像A'B'，它位于目镜前焦面或稍后处，经目镜成放大的虚像，该像位于无穷远或明视距离处。 图1-1显微镜系统光路图 牛顿放大率公式： f f x x ''= 'x 是像点到像方焦点的距离，x 是物点到物方焦点的距离。 根据牛顿放大率公式可得物镜的垂轴放大率为 '1'1'11--f f x ?== β 目镜的视觉放大率为： '22250 f =Γ 组合系统的放大率为 '2'121250f f ? -=Γ=Γβ 显微镜系统的像方焦距 ?-=/'2'1'f f f '250 f = Γ 显微镜系统成倒像轴向放大率 ' 1 f
'2'1'2'1/f f x x =β 若物点A 沿光轴移动很小的距离，则通过显微镜系统的像点'2A 将移动很大的距离，且移动 方向相同。 显微系统的角放大率 '2'1'2'1/x x f f =γ 即入射于物镜为大孔径光束，而由目镜射出为小孔径光束。 显微镜的孔径光阑 单组低倍显微物镜，镜框是孔径光阑。 复杂物镜一般以最后一组透镜的镜框作为孔径光阑。 对于测量显微镜，孔阑在物镜的象方焦面上，构成物方远心光路。 显微镜的视场光阑和视场 在显微物镜的象平面上设置了视场光阑来限制视场。由于显微物镜的视场很小，而且要求象面上有均匀的照度，故不设渐晕光阑。 显微镜是小视场大孔径成像，为获得大孔径并保证轴上点成像质量，显微镜线视场不超过物镜的1/20,线视场要求： 1 '120202β?=≤f y 显微镜的分辨率和有效放大率 光学仪器分辨率 瑞利判据：两个相邻的“点”光源所成的像是两个衍射斑，若两个等光强的非相干点像之间的间隔等于艾里圆的半径，即一个像斑的中心恰好落在另一个像斑的第一暗环处，则这两个点就是可分辨的点。当物面在无穷远时，以两点对光学系统的张角可表示两分辨点的距离，其值为：
显微镜的原理和使用方法
显微镜的原理和使用方法-装片的制作 显微镜的结构和使用 （2）显微镜的成像 ①光源（天然光或人工光源）→反光镜→光圈→物体→物镜（凸透镜）→在镜筒形成物体放大的实像→目镜→把经物镜形成放大的实像进一步放大 ②显微镜放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数 （3）高倍显微镜的使用 ①用低倍显微镜观察 取镜与安放： a. 右手握镜臂，左手托镜座。 b. 显微镜放在实验台的前方稍偏左。 对光： a. 转动转换器，使低倍物镜对准通光孔。 b. 选一较大的光圈对准通光孔，左眼注视目境，转动反光镜，使光线通过通光孔反射到镜筒，通过目镜，可能看到自亮的视野。 低倍镜观察： a. 把所要观察的玻片标本放在载物台上，用压片夹压住，标本要正对通光孔的中心。 b. 转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓下降，直到物镜接近玻片标本为止（此时实验者的眼睛应当看物镜镜头与标本之间，以免物镜与标本相撞）。 c. 左眼看目镜，同时反向缓缓转动粗准焦螺旋，使镜筒上升，直到看到物像为止，再稍稍转动细准焦螺旋，使看到的物像更加清晰。 ②高倍镜观察 a. 移动装片，在低倍镜下使需要放大观察的部分移动到视野中央。
b. 转动转换器，移走低倍物镜，转换为高倍物镜。 c. 调节光圈，使视野亮度适宜。 d. 缓缓调节细准焦螺旋，使物像清晰 ③注意事项 a. 使用显微镜一定要严格按照取镜→安放→对光→压片→观察的程序进行。 b. 下降镜筒时，一定要用双眼从侧面注视物镜，使之接近装片，但又要防止镜头触及装片。否则会压碎装片和损坏物镜（l0x物镜的工作距离为0. 5-1 cm）。 c. 有必要使用高倍物镜时，必须先在低倍物镜下将目标移到视野的中心，然后换用高倍物镜。因为在低倍物镜下看到的物像放大倍数小，但看到的标本实际面积大，容易找到目标；与低倍物镜相比，高倍物镜下看到的物像人，同样的视野面积看到的标本的实际面积小，在装片不动的情况下，高倍物镜看到的只是低倍物镜视野的中心部分。 d. 换高倍物镜时，千万不可将镜筒升高，正确的做法是直接转动转换器，换上高倍物镜即可。 e. 使用高倍物镜之后，透镜与装片之间的距离很近，使用粗准焦螺旋容易压碎玻片和损坏透镜，或者由于物像一闪而过，找不到要观察的目标．因此，必须用细准焦螺旋调焦，细准焦螺旋只在调节图像清晰度时使用。 ④原理说明 1. 识别镜头：（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。放大倍数越大镜筒越短。（2）物镜：装在镜筒下端的转换器上，一般有2-3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，放大倍数越大镜筒越长 2. 放大倍数：显微镜的放大倍数是物镜的放大倍数与目镜的放大倍数的乘积，如物镜为10×，目镜为10×，其放大倍数就为10×10=100。放大的是物体的直线长度和宽度而不是面积。 3. 工作距离：是指显微镜处于工作状态（物象调节清楚）时物镜的下表面与盖玻片（盖玻片的厚度一般为0.17mm）上表面之间的距离，物镜的放大倍数愈大，它的工作距离愈小。如物镜是10×的工作距离比物镜是40×的工作距离大。 4. 明暗程度：（1）显微镜用光源，自然光和灯光都可以，以灯光较好，因光色和强度都容易控制。（2）反光镜它有平、凹两面，再经通光孔照至标本。可向任意方向转动，凹面镜聚光作用强，适于光线较弱时使用，平面镜聚光作用弱，适于光线较强时使用。（3）光圈或遮光器在通光孔下方，光圈由十几金属薄片组成，其外侧伸出一柄，推动它可调节其开孔的大小，以调节进光量；遮光器由几个直径大小不同的孔组成，选择某一孔以确定进光量。 5. 物像：镜下见到的是完全的倒像，即标本位于玻片右上角时在镜下的左下角位置出现，移动的规律是物象在镜下的左下角时将玻片向左下角移动可以将物象移到视野的中央来。但是物体的运动方向不变，即标本中细胞质是顺时针方向流动的，镜下仍为顺时针流动。 6. 污物的位置：在视野中常看到污物，要明确污物不会在反光镜上，因为反光镜的作用是将光源光线反射到玻片标本上；确定污物的位置首先移动玻片如污物随之移动即污物在玻片上；如污物不动，再转动目镜污物也随之转动即污物在目镜上；否则在物镜上。 7. 普通光学显微镜下可以见到的细胞结构有：细胞壁、细胞核、液泡、叶绿体、线粒体、核仁，在质壁分离时可见到细胞膜，有丝分裂时可见到染色体。 8. 玻片标本：必须是透明的，要使光线能透过标本部。常用的种类有切片（洋葱根尖纵切片）；装片（洋葱表皮临时装片）；压片（洋葱根尖临时压片观察有丝分裂）；涂片（血涂片、自生固氮菌的临时涂片）。 ⑤相关原理例析
实验三-普通光学显微镜的使用方法及细菌的革兰氏染色法
实验三-普通光学显微镜的使用方法及细菌的革兰氏染色法
实验三普通光学显微镜的使用及细菌的简单染色、革兰氏染色法 生科15.2 周罡201500181104 【实验目的】 1.复习光学显微镜的结构、各部分的功能和使用方法。 2.学习并掌握油镜的原理和使用方法。 3.掌握利用显微镜观察不同微生物的基本技能，了解球菌、杆菌、放线菌、酵母、真菌在光学显微镜下的基本形态特征。 4.学习并掌握微生物的制片及简单染色的基本要求。 5.学习并掌握革兰氏染色法。 6.了解革兰氏染色原理。 7.巩固显微镜操作技术及无菌操作技术。【实验原理】 （一）普通显微镜的基本原理 1.基本原理 现代普通光学显 微镜利用目镜和物镜 两组透镜系统来昂达 成像，故又称为复式显 微镜。它们包括机械部
分和光学部分两部分。机械部分包括镜座、镜臂、镜筒、载物台、物镜转换器、粗调节螺旋、细调节螺旋、标本夹等。光学部分包括接目镜、接物镜、反光镜、光圈（虹采）、聚光镜（集光器）等。 显微镜的放大效能（分辨率）是由所用光波长短和物镜数值口径决定，缩短使用的光波波长或增加数值口径可以提高分辨率，可见光的光波幅度比较窄，紫外光波长短可以提高分辨率，但不能用肉眼直接观察。所以利用减小光波长来提高光学显微镜分辨率是有限的，提高数值口径是提高分辨率的理想措施。要增加数值口径，可以提高介质折射率，当空气为介质时折射率为1，而香柏油的折射率为1.51，和载片玻璃的折射率（1.52）相近，这样光线可以不发生折射而直接通过载片、香柏油进入物镜，从而提高分辨率。显微镜总的放大倍数是目镜和物镜放大倍数的 乘积，而物镜的放大倍数越高，分辨率越高。 2.油镜微生物学使用的显微镜的物镜通 常有低倍镜（10×）、高倍镜（40×）和油镜（100×），油镜是三者中放大倍数最大的，油镜的焦距和工作距离最短，油镜与其他物镜不同的是载玻片与
光学显微镜的工作原理
光学显微镜的工作原理 显微镜是一种精密的光学仪器，已有300多年的发展史。自从有了显微镜，人们看到了过去看不到的许多微小生物和构成生物的基本单元——细胞。目前，不仅有能放大千余倍的光学显微镜，而且有放大几十万倍的电子显微镜，使我们对生物体的生命活动规律有了更进一步的认识。在普通中学生物教学大纲中规定的实验中，大部分要通过显微镜来完成，因此，显微镜性能的好坏是做好观察实验的关键。 一、显微镜的光学系统 显微镜的光学系统主要包括物镜、目镜、反光镜和聚光器四个部件。广义的说也包括照明光源、滤光器、盖玻片和载玻片等。 （一）、物镜 物镜是决定显微镜性能的最重要部件，安装在物镜转换器上，接近被观察的物体，故叫做物镜或接物镜。 1、物镜的分类 物镜根据使用条件的不同可分为干燥物镜和浸液物镜；其中浸液物镜又可分为水浸物镜和油浸物镜（常用放大倍数为90—100倍）。 根据放大倍数的不同可分为低倍物镜（10倍以下）、中倍物镜（20倍左右）高倍物镜（40—65倍）。 根据像差矫正情况，分为消色差物镜（常用，能矫正光谱中两种色光的色差的物镜）和复色差物镜（能矫正光谱中三种色光的色差的物镜，价格贵，使用少）。 2、物镜的主要参数： 物镜主要参数包括：放大倍数、数值孔径和工作距离。 ①、放大倍数是指眼睛看到像的大小与对应标本大小的比值。它指的是长度的比值而不是面积的比值。例：放大倍数为100×，指的是长度是1μm的标本，放大后像的长度是100μm，要是以面积计算，则放大了10,000倍。 显微镜的总放大倍数等于物镜和目镜放大倍数的乘积。 ②、数值孔径也叫镜口率，简写NA 或A，是物镜和聚光器的主要参数，与显微镜的分辨力成正比。干燥物镜的数值孔径为0.05-0.95，油浸物镜（香柏油）的数值孔径为1.25。
普通光学显微镜的使用单染色及革兰氏染色
【实验题目】 普通光学显微镜的使用，单染色及革兰氏染色 【实验目的】 1. 学习并掌握显微镜的结构功能和使用。 2.学习微生物涂片、染色的基本技术。 3.学习掌握革兰氏染色法。 4.初步认识细菌的显微形态。 【实验器材】 1、菌种： 金黄色葡萄球菌（G+）、大肠杆菌（G-）、枯草芽孢杆菌以及自选菌种两种 2、溶液和试剂： a) 草酸铵结晶紫染液、番红复染液等各种染料以及碘液、95%乙醇、无菌水等 b) 香柏油、二甲苯 3、仪器及其它用品： 普通光学显微镜、擦镜纸、绸布、酒精灯、载玻片、接种针、培养皿等 【实验原理】 A、普通显微镜的基本原理 1、基本原理 现代普通光学显微镜利用目镜和 物镜两组透镜系统来昂达成像，故又 称为复式显微镜。它们包括机械部分 和光学部分两部分。机械部分包括镜 座、镜臂、镜筒、载物台、物镜转换 器、粗调节螺旋、细调节螺旋、标本 夹等。光学部分包括接目镜、接物镜、 反光镜、光圈（虹采）、聚光镜（集 光器）等。 显微镜的放大效能（分辨率）是 由所用光波长短和物镜数值口径决 定，缩短使用的光波波长或增加数值 口径可以提高分辨率，可见光的光波 幅度比较窄，紫外光波长短可以提高分辨率，但不能用肉眼直接观察。所以利用减小光波长来提高光学显微镜分辨率是有限的，提高数值口径是提高分辨率的理想措施。要增加数值口径，可以提高介质折射率，当空气为介质时折射率为1，而香柏油的折射率为1.51，和载片玻璃的折射率（1.52）相近，这样光线可以不发生折射而直接通过载片、香柏油进入物镜，从而提高分辨率。显微镜总的放大倍数是目镜和物镜放大倍数的乘积，而物镜的放大倍数越高，分辨率越高。 2、油镜微生物学使用的显微镜的物镜通常有低倍镜（10×）、高倍镜（40×）和油镜（100×），油镜是三者中放大倍数最大的，油镜的焦距和工作距离最短，油镜与其他物镜不同的是载玻片与物镜之间隔的不是一层空气（干燥系），而是一层油脂，称为“油浸系”。由于香柏油与玻璃的折光率相似（香柏油为1.515，玻璃为1.52）。镜检时，滴加香柏油的作用是使光源尽可能多的进入物镜中，避免光线通过折光率低的空气（折光率为1.0）而散失，因而能提高物镜的分辨率，使物像明亮清晰（见下图）
扫描电子显微镜基本原理和应用
扫描电子显微镜的基本原理和结构 下图为扫描电子显微镜的原理结构示意图。由三极电子枪发出的电子束经栅极静电聚焦后成为直径为50mm的电光源。在2-30KV的加速电压下，经过2-3个电磁透镜所组成的电子光学系统，电子束会聚成孔径角较小，束斑为5-10m m的电子束，并在试样表面聚焦。末级透镜上边装有扫描线圈，在它的作用下，电子束在试样表面扫描。高能电子束与样品物质相互作用产生二次电子，背反射电子，X射线等信号。这些信号分别被不同的接收器接收，经放大后用来调制荧光屏的亮度。由于经过扫描线圈上的电流与显象管相应偏转线圈上的电流同步，因此，试样表面任意点发射的信号与显象管荧光屏上相应的亮点一一对应。也就是说，电子束打到试样上一点时，在荧光屏上就有一亮点与之对应，其亮度与激发后的电子能量成正比。换言之，扫描电镜是采用逐点成像的图像分解法进行的。光点成像的顺序是从左上方开始到右下方，直到最後一行右下方的像元扫描完毕就算完成一帧图像。这种扫描方式叫做光栅扫描。 扫描电镜由电子光学系统，信号收集及显示系统，真空系统及电源系统组成。 1 电子光学系统 电子光学系统由电子枪，电磁透镜，扫描线圈和样品室等部件组成。其作用是用来获得扫描电子束，作为产生物理信号的激发源。为了获得较高的信号强度和图像分辨率，扫描电子束应具有较高的亮度和尽可能小的束斑直径。 <1>电子枪： 其作用是利用阴极与阳极灯丝间的高压产生高能量的电子束。目前大多数扫描电镜采用热阴极电子枪。其优点是灯丝价格较便宜，对真空度要求不高，缺点是钨丝热电子发射效率低，发射源直径较大，即使经过二级或三级聚光镜，在样品表面上的电子束斑直径也在5-7nm，因此仪器分辨率受到限制。现在，高等级扫描电镜采用六硼化镧（LaB6）或场发射电子枪，使二次电子像的分辨率达到2nm。但这种电子枪要求很高的真空度。 扫描电子显微镜的原理和结构示意图
光学显微镜的工作原理
光学显微镜得工作原理 显微镜就是一种精密得光学仪器,已有300多年得发展史、自从有了显微镜,人们瞧到了过去瞧不到得许多微小生物与构成生物得基本单元——细胞。目前,不仅有能放大千余倍得光学显微镜,而且有放大几十万倍得电子显微镜,使我们对生物体得生命活动规律有了更进一步得认识。在普通中学生物教学大纲中规定得实验中,大部分要通过显微镜来完成,因此,显微镜性能得好坏就是做好观察实验得关键。 一、显微镜得光学系统 显微镜得光学系统主要包括物镜、目镜、反光镜与聚光器四个部件。广义得说也包括照明光源、滤光器、盖玻片与载玻片等、 (一)、物镜 物镜就是决定显微镜性能得最重要部件,安装在物镜转换器上,接近被观察得物体,故叫做物镜或接物镜。 1、物镜得分类 物镜根据使用条件得不同可分为干燥物镜与浸液物镜;其中浸液物镜又可分为水浸物镜与油浸物镜(常用放大倍数为9０—１00倍)、 根据放大倍数得不同可分为低倍物镜(10倍以下)、中倍物镜(２0倍左右)高倍物镜(4０-65倍)。根据像差矫正情况,分为消色差物镜(常用,能矫正光谱中两种色光得色差得物镜)与复色差物镜(能矫正光谱中三种色光得色差得物镜,价格贵,使用少)、 2、物镜得主要参数: 物镜主要参数包括:放大倍数、数值孔径与工作距离。 ①、放大倍数就是指眼睛瞧到像得大小与对应标本大小得比值。它指得就是长度得比值而不就是面积得比值。例:放大倍数为100×,指得就是长度就是1μm得标本,放大后像得长度就是10０μm,要就是以面积计算,则放大了１０,000倍。 显微镜得总放大倍数等于物镜与目镜放大倍数得乘积。 ②、数值孔径也叫镜口率,简写ＮA或A,就是物镜与聚光器得主要参数,与显微镜得分辨力成正比。干燥物镜得数值孔径为0、05—０。95,油浸物镜(香柏油)得数值孔径为1、25。 ③、工作距离就是指当所观察得标本最清楚时物镜得前端透镜下面到标本得盖玻片上面得距离。物镜得工作距离与物镜得焦距有关,物镜得焦距越长,放大倍数越低,其工作距离越长、例:10倍物镜上标有10/0.２5与16０／０.１7,其中10为物镜得放大倍数;0、２5为数值孔径;16０为镜筒长度(单位ｍm);0。17为盖玻片得标准厚度(单位mm)。10倍物镜有效工作距离为6。５mｍ,４0倍物镜有效工作距离为０。48mm 。 ３、物镜得作用就是将标本作第一次放大,它就是决定显微镜性能得最重要得部件——分辨力得高低。 分辨力也叫分辨率或分辨本领。分辨力得大小就是用分辨距离(所能分辨开得两个物点间得最小距离)得数值来表示得、在明视距离(25cm)之处,正常人眼所能瞧清相距0。０7３mm得两个物点,这个０、073mm得数值,即为正常人眼得分辨距离。显微镜得分辨距离越小,即表示它得分辨力越高,也就就是表示它得性能越好。 显微镜得分辨力得大小由物镜得分辨力来决定得,而物镜得分辨力又就是由它得数值孔径与照明光线得波长决定得、 当用普通得中央照明法(使光线均匀地透过标本得明视照明法)时,显微镜得分辨距离为ｄ=0。61λ／NA 式中d-—物镜得分辨距离,单位nｍ。