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        技術專題

        顯微鏡的基礎知識(二)

        發布日期:2014-07-08 點擊:2116

        景深:

             景深為聚焦深度的簡稱,即在使用顯微鏡時,當焦點對準某一物體時,不僅位于該點平面上的各點都可以看清楚,而且在此平面的上下一定深度內,也能看得清楚,這個清楚部分的深度就是景深。景深大,可以看到被檢物體的深層;而景深小,則只能看到被檢物體的一薄層。景深與其它技術參數有以下關系:

        (1)景深與總放大倍數及物鏡的數值孔徑成反比。 (2)景深增大,分辨率降低。

              顯微鏡物鏡的基本類型: a.消色差物鏡(Achromatic objective) 這是應用較廣泛的一類顯微物鏡,外殼上常有"Ach"字樣。它校正了軸上點的位置色差(紅,藍二色)、球差(黃綠光)和正弦差,保持了齊明條件。軸外點的象散不超過允許值(-4屈光度),二級光譜未校正。

             b.復消色差物鏡(Apochromatic objective) 這類物鏡的結構復雜,透鏡采用了特種玻璃或螢石等材料制作而成,物鏡的外殼上標有"Apo"字樣。它對兩個色光實現了正弦條件,要求嚴格地校正軸上點的位置色差(紅,藍二色)、球差(紅,藍二色)和正弦差,同時要求校正二級光譜(再校正綠光的位置色差)。其倍率色差并不能完全校正,一般須用目鏡補償。

             c.平場物鏡(Plan objective) 平場物鏡是在物鏡的透鏡系統中增加一快半月形的厚透鏡,以達到校正場曲的缺陷,提高視場邊緣成像質量的目的。平場物鏡的視場平坦,更適用于鏡檢和顯微照相。對于平視場消色差物鏡,其倍率色差不大,不必用特殊目鏡補償。而平視場復消色差物鏡,則必須用目鏡來補償它的倍率色差。

             d.特種物鏡 所謂"特種物鏡"是在上述物鏡的基礎上,專門為達到某些特定的觀察效果而設計制造的。主要有以下幾種:相襯物鏡(Phase-contrast objective),熒光物鏡(Fluorescence objective),偏光無應力物鏡(Polarize objective),帶校正環物鏡(Correction collar objective)等。

             還有按顯微鏡結構分類的: (1)按顯微鏡鏡筒長:透射光用160mm鏡筒,帶0.17mm厚或更厚的蓋玻片;反射光用190mm鏡筒,不帶蓋玻片;透射光與反射光用鏡筒,筒長無限大。(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)按光學裝置:透射式、反射式以及折反射式。

        光學顯微鏡成像光波:

             光學顯微鏡的成像研究和設計,是以人眼可見光光線(人們常說的:可見光)的物理現象為基礎進行的。可見光的波長為400~700nm,因此 光學顯微鏡分辨力數值不會小于0.2μm。人眼的分辨力是0.2mm,所以一般光學顯微鏡設計的最大光學放大倍數通常1000X。

        電子顯微鏡成像機理:

             光學顯微鏡的分辨力受可見光波長的限制,質量較好的光學顯微鏡的分辨極限約為0.2μm。小于光波波長的物體因衍射而不能成像。為了觀察到更細微的物體和結構,科學家采用更短波長的電子射線來代替光波,設計出了電子顯微鏡。電子微粒高速運動時,其行為類似光波的傳播過程。運動電子的電子波波長隨其速度而定,給其增壓達到50萬伏時,電子波波長約為0.001nm,即電子射線的波長約為可見光的十萬分之一。其分辨力的極限約為4Å,其放大倍數比更高級的光學顯微鏡要高很多級。以電子射線為成像“光源”的顯微鏡稱為電子顯微鏡。

        鏡頭像差:

        (待續)

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