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1、金相显微镜的使用,超分辨荧光显微镜问鼎诺贝尔奖,2014年瑞典皇家科学院将诺贝尔化学奖颁发给了三名研制超级分辨率荧光显微镜的三位科学家。这三位获奖科学家分别是美国霍华德休斯医学研究所的Eric Betzig，德国Max Planck生物物理化学研究院的Stefan W. Hell和美国斯坦福大学的William E. Moerner。 传统光学显微镜的最大分辨率长期以来难以突破0.2微米的物理限制，这三名科学家研制的超分辨率荧光显微镜绕过了这一限制，使得光学显微镜能一窥纳米世界。 从此荧光显微镜进入到一个更深层次领域。,一、实验目的,了解普通光学金相显微镜的成像原理、基本构造、各主要部件及元件
2、的作用； 学习和掌握金相显微镜的使用及维护方法。,二、实验原理,1.显微镜成像原理,被观察物体AB放在物镜前焦点F1略远处，物体AB形成的道理放大实像A1B1，位于目镜焦点F2之内。实像A1B1通过目镜在人眼的视网膜上成像，然后再经目镜放大后得到倒立放大的虚像A1B1,这就是显微镜下研究实物时所观察到的显微图像。虚像以1:1成像于人眼的明视距离，即250mm的地方。,物镜的技术参数,放大倍数：是指物镜在线长度上放大实物倍数的能力指标。一般在物镜上刻度出如10x、20x、40x等。 镜筒长度：是指物镜顶面到目镜顶面的距离。 数值孔径：主要表征物镜的聚光能力，通常用“NA”表示，其主要决定了物镜的
3、分辨能力（鉴别）及有效放大倍数。数值孔径越大，聚光能力越强，从试样放射进入物镜的光线越多，鉴别能力越好。 视场光阑：限制成像范围的光阑，调节其大小可以改变试样表面被照亮区域的大小。,目镜,目镜也是显微镜的主要组成部分，它的主要作用是将由物镜放大所得的实像再次放大，从而在明视距离处形成一个清晰的虚像。,放大倍数,物镜放大倍数 M1= A1B1/AB 目镜放大倍数 M2=A1B1 /A1B1 显微镜总的放大倍数 M=M1*M2= A1B1 /AB 显微镜总的放大倍数等于物镜与目镜放大倍数的乘积，但有的显微镜为了避免镜筒过长而操作不便，缩短了物镜与目镜之间的距离，因此显微镜的放大倍数应再乘上一个修正
4、系数G，即 M=M1*M2*G 例如：德国Zeiss公司的立式显微镜的修正系数G=0.63.,根据数学推导放大倍数为： M1= 镜筒长度/物镜焦距=L/F1 M2= 明视距离/目镜焦距=250/F2 M=M1*M2=250L/（F1* F2） 在使用显微镜时，应根据其组织的具体情况，选择适当的放大倍数，以细节部分观察得清晰为准，不要盲目追求过高的放大倍数，因为放大倍数与透镜的焦距有关，放大倍数越大，焦距必须越小，结果会带来许多缺陷，同时所观察得物体的区域也越小。,2.透镜成像的缺陷,普通透镜不能得到理想的像，是因为其存在球面差和色差等缺陷。,球面差是指球面透镜的中心部分和边缘部分的厚度不同，而
5、造成折射后的光线不能聚焦在一点，因此使影像模糊不清。 降低球面像差的办法除了制造物镜时采取不同透镜的组合进行必要的校正外，在使用显微镜时也可 采取调节孔径光阑，适当控制入射光束粗细，减少透镜表面面积的办法把球面像差降低到最低限度。 色像差是指白色光（包括一系列波长不同的红、橙、黄、绿、靛及紫光）由于透镜对于不同波长的光线折射率不通，因为也不能在折射后集中于一点，因此也造成影像模糊。 消除色像差的办法是在制造物镜时进行校正。根据校正程度可分为消色差物镜和复消色差物镜。消色差物镜是金相显微镜中结构较为简单的物镜，适用于低倍和中倍的放大，可在黄绿光区校正球面差，在红绿光区校正色差，因此使用时虽好与黄
6、绿色的滤光片配合使用。复消色差物镜是由多组特殊光学玻璃和萤石制成的高级透镜组，对色差的矫正很完善，对球面差也有较好的校正，适用于高倍放大。,3.显微镜的鉴别率,2.金相显微镜的构造及使用,金相显微镜的使用： 接通电源; 选用并安装适当放大倍数的物镜和目镜; 将试样放在载物台中心，使观察面朝下;转动粗调手轮先使载物台下降，同时用眼观察，使物镜尽可能接近试样表面（但不得与试样相碰），然后反方向转动粗调手轮，使载物台渐渐上升以调节焦距，当视场亮度增强时再改用微调手轮调节，直到物象调到最清晰程度为止; 适当调节孔径光栏和视场光栏，以获得最佳质量的物象.,显微镜操作注意事项,显微镜观察前，洗手干燥，操作必须仔细，严禁剧烈动作。 显微镜的低压灯泡，切勿直接插入220伏的电源上，应通过变压器与电源接通。 显微镜玻璃部分及样品观察面严禁手指直接接触。 转动粗调手轮，动作一定要慢，若遇到阻碍时， 立即停止操作，千万不能用力强行转动，否则仪器损坏。 观察的金相样品必须完全干燥，否则损坏物镜。 缓慢转动手轮选择视域，边观察边进行，勿超出范围。,三、实验报告内容,简述显微镜的技术参数，如数值孔径，鉴别率等的含义； 简要说明金相显微镜的光学原理并绘出其光路图；,
