显微镜基础知识

显微镜基础知识
光学显微镜是人类打开微观物质世界之门的第一把钥匙。通过500多年的发展历程，人类利用光学显微镜步入微观世界，绚丽多彩的微观物质形貌逐渐展现在人们的面前。
光学显微镜是材料行业、地质学、分析化学、医学、生物科学和法医、环境科学、制药、毒理学、石棉学等研究领域常用的仪器，他在人们的日常生活生产中有着极为广泛的用途。一台普通的显微镜主要由机械系统和光学系统两部分构成，而光学系统主要由光源、反光镜、聚光器、物镜和目镜等部件组成。
一、光学显微镜的基本构造及功能
1、机械部分
镜筒：为安装在显微镜最上方或镜臂前方的圆筒状结构，其上端装有目镜，下端与物镜转换器相连。
物镜转换器：又称物镜转换盘。是安装在镜筒下方的一圆盘状构造，可以按顺时针或反时针方向自由旋转。其上均匀分布有3～5个圆孔，用以装载不同放大倍数的物镜。转动物镜转换盘可使不同的物镜到达工作位置（即与光路合轴）。
镜臂：为支持镜筒和镜台的弯曲状构造，是取用显微镜时握拿的部位。镜筒直立式显微镜在镜臂与其下方的镜柱之间有一倾斜关节，可使镜筒向后倾斜一定角度以方便观察，但使用时倾斜角度不应超过45度，否则显微镜则由于重心偏移容易翻倒。
调焦器：也称调焦螺旋，为调节焦距的装置，分粗调螺旋（大螺旋）和细调螺旋（小螺旋）两种。粗调螺旋可使镜筒或载物台以较快速度或较大幅度的升降，能迅速调节好焦距使物像呈现在视野中，适于低倍镜观察时的调焦。而细调螺旋只能使镜筒或载物台缓慢或较小幅度的升降（升或降的距离不易被肉眼观察到），适用于高倍镜和油镜的聚焦或观察标本的不同层次，一般在粗调螺旋调焦的基础上再使用细调焦螺旋，精细调节焦距。
载物台：也称镜台，是位于物镜转换器下方的方形平台，是放置被观察的玻片标本的地方。平台的中央有一圆孔，称为通光孔，来自下方光线经此孔照射到标本上。
镜柱：为镜臂与镜座相连的短柱。
镜座：位于显微镜最底部的构造，为整个显微镜的基座，用于支持和稳定镜体。有的显微镜在镜座内装有照明光源等构造。
2、光学系统部分
显微镜的光学系统主要包括物镜、目镜和照明装置（反光镜、聚光器和光圈等）。
目镜：安装在镜筒的上端，起着将物镜所放大的物像进一步放大的作用。每台显微镜通常配置2～3个不同放大倍率的目镜，常见的有5×、10×和15×（×表示放大倍数）的目镜，可根据不同的需要选择使用，最常使用的是10×目镜。
物镜：安装在物镜转换器上。每台光镜一般有3～5个不同放大倍率的物镜，每个物镜由数片凸透镜和凹透镜组合而成，是显微镜最主要的光学部件，决定着光镜分辨力的高低。常用物镜的放大倍数有4×、5×、10×、40×、50×和100×等几种。一般将8×或10×的物镜称为低倍镜（而将5×以下的叫做放大镜）；将40×或45×的称为高倍镜；将90×或100×的称为油镜（这种镜头在使用时需浸在镜油中）。
聚光器：位于载物台的通光孔的下方，由聚光镜和光圈构成，其主要功能是光线集中到所要观察的标本上。聚光镜由2～3个透镜组合而成，其作用相当于一个凸透镜，可将光线汇集成束。光圈也称为彩虹阑或孔径光阑，位于聚光器的下端，是一种能控制进入聚光器的光束大小的可变光阑。它由十几张金属薄片组合排列而成，其外侧有一小柄，可使光圈的孔径开大或缩小，以调节光线的强弱。
反光镜：位于聚光镜的下方，可向各方向转动，能将来自不同方向的光线反射到聚光器中。反光镜有两个面，一面为平面镜，另一面为凹面镜，凹面镜有聚光作用，适于较弱光和散射光下使用，光线较强时则选用平面镜。
    二、在显微镜的观察过程中，对准标样的镜头叫物镜。显微镜的成像质量很大程度上取决于物镜的质量，因此物镜是显微镜最重要的部件。近年来由于计算机的迅速发展，物镜的设计和制造都有了显著的改进和提高。
物镜主要参数包括：数值孔径、分辨率、焦深(垂直分辨率)、工作距离与视场范围
1、数值孔径：
物镜的数值孔径表示物镜收集光线的能力。物镜对试样上各点的反射光收集得越多，成像质量就越好。数值孔径常以N.A.表示
2、分辨率：
显微镜的分辨率是指能清晰的分辨试样上两点间的最小距离，通常用d表示。分辨率决定了显微镜分辨试样上细节的程度。显微镜的物镜是使物体放大成一实相，目镜的作用是使这个实像再次放大，这就是说哦目镜只能放大物镜已分辨的细节，物镜未能分辨的细节，决不会通过目镜放大而变得可分辨。因此显微镜的分辨率主要取决于物镜的分辨率。
3、焦深(垂直分辨率)：
焦深是物镜对高低不平的物体能够清晰成像的能力，当显微镜准确聚焦于某一物面时，如果位于某前面及后面的物面仍然能被观察者清楚，则该最远两平面之间的距离就是焦深。物镜的焦深主要取决于物镜的数值孔径。物镜的数值孔径越大，其焦深越小。在物镜的数值孔径特别大的情况下，显微镜可以有很好的分辨率，但焦深很小。因此要根据需要选择数值孔径合适的物镜。当显微镜用于高倍观察时，由于焦深小，只有在金相试样表面高低差别很小时，才能清晰成像，因而高倍观察所用的试样应浅腐蚀。
4、工作距离：
物镜的工作距离是指显微镜准确聚焦后，试样表面与物镜的前端之间的距离。物镜的放大率越高，工作距离越短。
5、视场范围：
视场范围是指显微镜中所观察到的试样表面区域的大小。视场范围与物镜的放大率成反比。普通物镜初次放大实像的直径一般为18mm,放大率为10X，40X,100X的物镜，其视场直径分别为1.8mm，0.45mm,0.18mm

下一个：使用显微镜的注意事项