普通光学显微镜的光路

        1、普通光学显微镜是一种精密光学仪器。过去，简单的显微镜仅由几个镜头组成，而现在的显微镜由一组镜头组成。普通光学显微镜通常可以将物体放大1500-2000倍。 (1)显微镜的结构普通光学显微镜的结构可分为两部分：一是机械装置，二是光学系统。只有这两部分配合得好，才能发挥显微镜的作用。一、显微镜的机械装置 显微镜的机械装置包括镜架、镜筒、物镜转换器、载物台、推杆、粗动螺杆、微动螺杆等部件。支架，它由底座和镜臂两部分组成。载物台和镜筒与其相连，这是安装光学放大系统组件的基础。
         (2)目镜接在镜筒的镜筒上，转换器接在底部，在目镜和物镜（安装在转换器下方）之间形成暗室。物镜后缘到镜筒末端的距离称为机械镜筒长度。因为物镜的放大倍数是针对一定长度的镜筒。镜筒长度的变化不仅会改变放大倍数，还会影响成像质量。因此，在使用显微镜时，不能随意改变镜筒的长度。国际上，显微镜的标准镜筒长度定为160mm，这个数字标在物镜的外壳上。
         (3)物镜转换器 物镜转换器可配备3～4个物镜，通常为三个物镜（低倍、高倍、油镜）。尼康显微镜配备了四个物镜。通过转动转换器，可以根据需要将任意一个物镜连接到镜筒上，镜筒上的目镜构成放大系统。
         (4)舞台中央有一个洞，是光路。载物台上装有弹簧试样夹和推杆，其作用是固定或移动试样的位置，使显微物体正好处于视野的中心。
         (5) 推动器是移动试样的机械装置。它由金属框架制成，带有两个推进齿轮，一个水平一个垂直。一台好的显微镜在横杆上刻有刻度，以形成一个非常精确的平面。坐标系。如果要反复观察被检试样的某一部位，在第一次检查时，可以记录纵横尺的数值，然后根据数值移动推杆，找到原试样的位置。
         (6)粗螺旋是通过移动镜筒来调整物镜与标本距离的机构，旧显微镜是粗螺旋向前扭曲后，镜头下降靠近样品。在新生产的显微镜上执行显微镜检查时，用右手向前转动载物台以升高载物台，使样品接近物镜，反之亦然。
         (7)微动螺杆只能用粗动螺杆粗调焦距。要获得清晰的图像，您需要使用微动螺丝进行进一步调整。微动螺杆每转一圈，镜筒移动 0.1 毫米（100 微米）。新生产的gao端显微镜的粗细螺旋是同轴的。 2、显微镜的光学系统显微镜的光学系统由反射镜、聚光镜、物镜、目镜等组成，光学系统将物体放大，形成物体的放大图像。参见图 1-2。
         (1) 反射镜早期的普通光学显微镜是利用自然光来检查物体，镜架上装有一面镜子。反射镜由一个平面和另一面凹面镜组成，可以将投射在其上的光线反射到聚光透镜的中心，从而照亮试样。当不使用聚光镜时，使用凹面镜。凹面镜可以会聚光线。使用聚光镜时，一般使用平面镜。新生产的劣质显微镜镜架配有光源和电流调节螺钉，可通过调节电流来调节光强。
         (2) 冷凝器 冷凝器在台下。它由聚光透镜、虹彩光圈和升降螺丝组成。聚光器可分为明场聚光器和暗场聚光器。常见的光学显微镜都配备了明场聚光器。明场聚光器包括阿贝聚光器、启明聚光器和落砂聚光器。当物镜数值孔径高于 0.6 时，阿贝聚光镜会出现色差和球差。启明聚光镜对色差、球差和彗差都有高度的校正。是明场显微镜用的优质聚光镜，但不适用于4倍以下的物镜。摇出聚光镜可以将聚光镜的上透镜摇出光路，满足低倍物镜（4×）大视场照明的需要。
        聚光镜安装在载物台下方，其作用是将光源反射的光线通过反光镜聚焦在样品上，获得强烈的照明，使物体图像明亮清晰。聚光镜高度可调，使焦点落在被检物体上，获得高亮度。一般聚光镜的焦点在其上方1.25mm处，其上升极限在舞台平面下方0.1mm处。因此，要求使用的载玻片厚度应在0.8-1.2mm之间，否则被检样品将无法聚焦，影响显微效果。聚光镜前透镜组前面还有一个虹彩光圈，可以打开和缩小，影响成像的分辨率和对比度。如果虹彩光圈开得过大，超过物镜的数值孔径，就会产生光斑；如果光圈收缩 光圈太小，分辨率会降低，对比度会增加。因此，观察时，通过虹彩孔径的调节，将视场光阑（带视场光阑的显微镜）向视场外围的外切线打开，使不在视场内的物体无法得到任何光线.照明避免散射光的干扰。
         (3) 安装在镜筒前端转换器上的物镜第一次利用光使被检物体。物镜的成像质量对分辨率有决定性的影响。物镜的性能取决于物镜的数值孔径（数值孔径缩写为NA）。每个物镜的数值孔径都标在物镜的外壳上。数值孔径越大，物镜的性能越好。物镜的种类很多，可以从不同的角度分类： 根据物镜前透镜与被检物之间的介质不同，可分为：①干式物镜以空气为介质，如常用的40×以下物镜，数值孔径均小于1。 ②油浸物镜常使用雪松油作为介质。这种物镜也称为油镜。其放大倍数为90×-100×，数值孔径值大于1。 根据物镜的放大倍数可分为： ①低倍物镜指1×-6×，NA值为0.04 -0.15; ②中倍物镜指6×-25×，NA值为0.15—0.40； ③高倍物镜 指25×—63×，NA值为0.35—0.95； ④ 油浸物镜指90×—100×，NA值为1.25—1.40。根据像差校正的程度，分类可分为：①消色差物镜是一种常用的物镜，外壳上标有“Ach"，这种物镜可以去除红光和青色形成的色差。光。它通常在显微镜检查中与惠更斯目镜结合使用。 ②复消色差物镜在物镜外壳上标有“Apo"字样。除了校正红、蓝、绿光的色差外，还可以校正黄光引起的相位差。它通常与补偿目镜结合使用。 ③特殊物镜是在上述物镜的基础上，为达到一定的特定观察效果而制造的。如：带校正环的物镜、带视场光阑的物镜、相衬物镜、荧光物镜、无应变物镜、无盖物镜、长工作距离物镜等。.目前研究中常用的物镜有：半复消色差物镜（FL）、平场物镜（Plan）、平场复消色差物镜（Plan Apo）、超平场物镜（Splan，super plan apochromat）物镜（Splan Apo），等等。
         (4)目镜目镜的作用是将物镜放大后的实像再次放大，将物像反射到观察者的眼中。目镜的结构比物镜的结构简单。普通光学显微镜的目镜通常由两个透镜组成。上透镜称为“目镜"，下透镜称为“场镜"。上下透镜之间或两透镜下方，有一个金属环形光阑或“视场光阑"，放大后物镜的中间像落在视场光阑的平面上，因此可以放置目镜千分尺普通光学显微镜常用的目镜是惠更斯目镜，如果需要进行研究，一般选择性能较好的目镜，如补偿目镜（K）、平面目镜（P）、宽视场目镜（WF）。拍照时使用摄影目镜 (NFK)。
         (二)光学显微镜 显微镜的放大是通过镜头完成的，单镜头成像有像差，影响成像质量。由单个透镜组成的透镜组相当于一个凸透镜，放大倍数更好。图1-4是显微镜成像原理模式。 AB 是标本。 (3)显微镜的性能。显微镜的分辨率取决于光学系统的各种条件。被观察的物体必须具有高倍率且清晰。物体放大后能否呈现出清晰精细的结构，首先取决于物镜的性能，其次是目镜和聚光镜的性能。
         1、数值孔径又称孔径比（或孔径比），缩写为NA，它们的数值标在物镜和聚光镜上。孔径和数值孔径是物镜和聚光镜的主要参数，也是判断其性能的重要指标。数值孔径与显微镜的各种性能密切相关。它与显微镜的分辨率成正比，与焦深成反比。它与镜像亮度的平方根成正比。数值孔径可用下式表示： NA=n.sin α 2 式中： n——物镜与试样之间的介质分辨率 α——物镜的镜头开度角 所谓镜头开度角是指从物镜光轴上物点发出的光与物镜前透镜有效直径边缘的夹角如图1-5所示。镜头开启角度α为总它小于 180°。由于空气的折射率为1，干物镜的数值孔径总是小于1，一般为0.05—0.95；如果将油浸物镜浸入雪松油（折射率为1.515）中，数值孔径可以达到1.5。虽然理论上数值孔径的极限等于所使用的浸没介质的折射率，但实际上，从透镜制造技术的角度来看，是不可能达到这个极限的。通常在实用范围内，油浸物镜的大数值孔径为1.4。几种物质的介质折射率如下：空气为1.0，水为1.33，玻璃为1.5，甘油为1.47，雪松为1.52。介质的折射率对物镜光路的影响如图1-6所示。
         2、分辨率D可用下式表示：D=λ/2N.A。可见光的波长为0.4-0.7微米，平均波长为0.55微米。如果使用数值孔径为0.65的物镜，则D=0.55微米/2×0.65=0.42微米。这意味着被检物体大于0.42微米时可以观察到，小于0.42微米则无法看到。如果使用数值孔径为 1.25 的物镜，则 D=2.20 微米。任何长度大于此值的待检查对象都可以看到。可以看出，D值越小，分辨率越高，物体图像越清晰。根据上式，可以通过以下方式提高分辨率：（1）减小波长； (2)增加折射率； (3)增加镜头角度。以紫外光为光源的显微镜和电子显微镜使用短光波来提高分辨率以检查较小的物体。物镜的分辨率与图像的清晰度密切相关。目镜没有这个性能。目镜只放大物镜产生的图像。
         3.放大倍率：显微镜放大物体，先通过物镜*二次放大，目镜在明视距离引起二次放大。放大倍数是背面图像与原始对象的体积比。因此，显微镜的放大倍数（V）等于物镜放大倍数（V1）与目镜放大倍数（V2）的乘积，即：V=V1×V2 比较的计算方法可得由下式 M= △ × D F1 F2 F1=物镜焦距 F2=目镜焦距 △=光管长度 D=清晰视距（=250mm） △=放大倍数物镜 D=目镜倍率 M=显微镜倍率 F1 F2 设置△=160mm F1=4mm D=250mm F2=150mm 那么 M= △ × D= 160 × 250 =40×16.7=668 倍 F1 F2 4 15
         4. 焦深：在显微镜下观察标本 当焦点在某一像面上时，物像清晰，该像面即为目的面。除了视野中的目标表面，在目标表面的上方和下方也可以看到模糊的物体图像。这两个表面之间的距离称为焦深。物镜的焦深与数值孔径和放大倍数成反比：数值孔径和放大倍数越大，焦深越小。因此，调整油镜一定要比调整低倍镜要小心，否则容易造成物体滑过而找不到。