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技術(shù)專(zhuān)題

顯微鏡的基礎知識(二)

發(fā)布日期:2014-07-08 點(diǎn)擊:2118

景深:

     景深為聚焦深度的簡(jiǎn)稱(chēng),即在使用顯微鏡時(shí),當焦點(diǎn)對準某一物體時(shí),不僅位于該點(diǎn)平面上的各點(diǎn)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(gè)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(shù)參數有以下關(guān)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(lèi)型: a.消色差物鏡(Achromatic objective) 這是應用較廣泛的一類(lèi)顯微物鏡,外殼上常有"Ach"字樣。它校正了軸上點(diǎn)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(diǎn)的象散不超過(guò)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(lèi)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(gè)色光實(shí)現了正弦條件,要求嚴格地校正軸上點(diǎn)的位置色差(紅,藍二色)、球差(紅,藍二色)和正弦差,同時(shí)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(chǎng)物鏡(Plan objective) 平場(chǎng)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(chǎng)曲的缺陷,提高視場(chǎng)邊緣成像質(zhì)量的目的。平場(chǎng)物鏡的視場(chǎng)平坦,更適用于鏡檢和顯微照相。對于平視場(chǎng)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(chǎng)復消色差物鏡,則必須用目鏡來(lái)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(zhuān)門(mén)為達到某些特定的觀(guān)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(wú)應力物鏡(Polarize objective),帶校正環(huán)物鏡(Correction collar objective)等。

     還有按顯微鏡結構分類(lèi)的: (1)按顯微鏡鏡筒長(cháng):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(cháng)無(wú)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(xué)裝置:透射式、反射式以及折反射式。

光學(xué)顯微鏡成像光波:

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

電子顯微鏡成像機理:

     光學(xué)顯微鏡的分辨力受可見(jiàn)光波長(cháng)的限制,質(zhì)量較好的光學(xué)顯微鏡的分辨極限約為0.2μm。小于光波波長(cháng)的物體因衍射而不能成像。為了觀(guān)察到更細微的物體和結構,科學(xué)家采用更短波長(cháng)的電子射線(xiàn)來(lái)代替光波,設計出了電子顯微鏡。電子微粒高速運動(dòng)時(shí),其行為類(lèi)似光波的傳播過(guò)程。運動(dòng)電子的電子波波長(cháng)隨其速度而定,給其增壓達到50萬(wàn)伏時(shí),電子波波長(cháng)約為0.001nm,即電子射線(xiàn)的波長(cháng)約為可見(jiàn)光的十萬(wàn)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(xué)顯微鏡要高很多級。以電子射線(xiàn)為成像“光源”的顯微鏡稱(chēng)為電子顯微鏡。

鏡頭像差:

(待續)

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