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1、显微镜结构及其原理Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望 一、基本结构一、基本结构显微镜显微镜 1、结构、结构y-y1-yFoF物镜物镜FeFe目镜目镜D D眼眼睛睛xa 机机械械筒筒长长：从从显显微微镜镜的的镜镜筒筒中中抽抽出出目目镜镜和和物物镜镜，留留下下的的镜镜筒筒的的长长度，其值一般为度，其值一般为160190mm。我国为。我国为160mm。 目目镜镜的的工工作作距距离离：目目镜镜的的物物方方焦焦平平面面到到目目镜镜的的第第一一个个几几何何面面的的距距离。离。 镜目
2、距镜目距：自目镜最后一个折射面到出瞳的距离。：自目镜最后一个折射面到出瞳的距离。 2、几个概念、几个概念 光光学学筒筒长长：目目镜镜和和物物镜镜之之间的光学间隔间的光学间隔D D。 二、光束限制二、光束限制显微镜显微镜 孔径光阑孔径光阑：因物镜而异。因物镜而异。 单组低倍物镜单组低倍物镜，其镜框即为孔径光阑；，其镜框即为孔径光阑； 多多组组透透镜镜构构成成的的复复杂杂物物镜镜，或或者者以以最最后后一一组组透透镜镜框框作作为为孔孔径径光光阑阑，或或者者在在物物镜镜的的像像方方焦焦平平面面上上或或附附近近设置专门的孔径光阑设置专门的孔径光阑。 视场光阑视场光阑：通常：通常设置在物镜的像平面上。设置
3、在物镜的像平面上。 入窗和入瞳重合，可以保证入窗和入瞳重合，可以保证消除渐晕消除渐晕。 视视场场光光阑阑的的大大小小等等于于物物面面的的视视场场可可见见范范围围与与物物镜镜的垂轴放大率的乘积。的垂轴放大率的乘积。 三、分辨本领三、分辨本领显微镜显微镜1、分辨率、分辨率q0sUs出瞳出瞳DAd显微镜刚好能够分辨的物平显微镜刚好能够分辨的物平面上两点的最小距离面上两点的最小距离。 2、表示、表示N.A. (Numeric aperture) 称为称为数值孔径数值孔径。 不发光物体被别的光源照明不发光物体被别的光源照明: : 斜照明斜照明: : 1 1、视角放大率、视角放大率显微镜放大本领显微镜放大
4、本领眼眼睛睛xay-y1-yFoFo物镜物镜FeFe目镜目镜D D-x2-w-wwy25cmx1 2 2、有效视角放大率、有效视角放大率显微镜放大本领显微镜放大本领 使用显微镜要求使用显微镜要求: (1)、显微镜光学系统的性能得到充分的利用显微镜光学系统的性能得到充分的利用; (2)、没有、没有赝像赝像; 视角放大率的要求视角放大率的要求: 线线度度正正好好等等于于显显微微镜镜分分辨辨极极限限的的物物体体放放大大后后对对眼眼睛睛的视角为的视角为24 物镜有四种，即物镜有四种，即4、10、40和和100 目镜有三种，即目镜有三种，即5，10和和15 3 3、显微镜成像特点、显微镜成像特点显微镜放
5、大本领显微镜放大本领眼眼睛睛xay-y1-yFoFo物镜物镜FeFe目镜目镜D D-x2 (4) 物物镜镜成成实实像像，可可以以在在物物镜镜的的实实物物面面上上设设置置分分划划板板，可以对物的线度进行测量；可以对物的线度进行测量； (5) 通通过过目目镜镜的的离离焦焦，可可以以将将微微小小物物体体二二次次成成放放大大的的实像进行显示或记录。实像进行显示或记录。 (1) 有高的放大率；有高的放大率； (2) 眼眼睛睛和和像像的的位位置置适度，适于使用；适度，适于使用； (3) 通通过过调调换换物物镜镜和和目目镜镜可可以以改改变变显显微微镜镜的的视视角角分分辨辨率率，扩扩展展显微镜的使用范围；显微
6、镜的使用范围； 六、显微镜的物镜六、显微镜的物镜显微镜显微镜 物镜参数物镜参数: 显微物镜中通常给出四个参数，即显微物镜中通常给出四个参数，即bo/NA，及机械筒长，及机械筒长/允许盖允许盖 波片最大厚度。波片最大厚度。 消色差物镜的结构消色差物镜的结构: : ( (校正了轴上物点的色差和球差校正了轴上物点的色差和球差 ) )低倍物镜低倍物镜(36)中倍物镜中倍物镜(610)里斯特里斯特(Leister)浸没物镜浸没物镜(90100)高倍物镜高倍物镜(40+)阿米西阿米西(Amiei) 1、光度学基本概念显微镜聚光本领 (1)光源的光源的辐射通量辐射通量(P)：单位时间的辐射能量。：单位时间的
7、辐射能量。 (2)光源的光源的光通量光通量(P)： 单位时间的视觉辐射能量。单位时间的视觉辐射能量。 (3)光源的光源的光辐出度光辐出度(M): 单位面积在半空间的光通量。单位面积在半空间的光通量。 (4)光源的光源的发光强度发光强度(I)：单位立体角的光通量。：单位立体角的光通量。 (5)光源的光源的光亮度光亮度(L)：单位面积单位立体角的光通量。：单位面积单位立体角的光通量。 (6)物面的物面的照度照度(H)：单位面积接受到的光通量。：单位面积接受到的光通量。 (7)辐射亮度定理辐射亮度定理： 光学系统各面上亮度满足光学系统各面上亮度满足L/n2=const. (8)扩展源的照度扩展源的照
8、度：dj jL物面物面 2、像面照度公式显微镜聚光本领 设显微光学系统的基本亮设显微光学系统的基本亮度为度为L0，则像面的照度为，则像面的照度为出瞳出瞳d- -UImage 例题例题显微镜显微镜 例题例题1、 用两个焦距都是用两个焦距都是50mm的正透的正透镜组成一个镜组成一个10倍的显微镜，问物镜的倍的显微镜，问物镜的倍率、目镜的倍率以及物镜和目镜之倍率、目镜的倍率以及物镜和目镜之间的间隔各为多少间的间隔各为多少? 例题例题显微镜显微镜 例题例题2、一显微镜的光学筒长为、一显微镜的光学筒长为150mm,如果物镜的焦距为如果物镜的焦距为20mm，目镜的视放，目镜的视放大率为大率为12.5,求：
9、求： (1) 总的视放大率；总的视放大率； (2) 系统的焦距；系统的焦距； (3) 如果物镜的数值孔径为如果物镜的数值孔径为0.1，问该视，问该视放大率是否在适用范围内放大率是否在适用范围内? (4) 物体到物镜之间的距离。物体到物镜之间的距离。 例题例题显微镜显微镜 例题例题3、一台显微镜有、一台显微镜有4个物镜，其垂轴个物镜，其垂轴放大率放大率 b 分别为分别为-1、-2.5、-3和和-5，以适应不同需要，但物面和像面之间，以适应不同需要，但物面和像面之间的距离对不同物镜都要求为常数的距离对不同物镜都要求为常数200mm，试求，试求4个物镜的焦距个物镜的焦距f和物距和物距l (假设物假设物方主面和象方主面重合方主面和象方主面重合)。 作业作业显微镜显微镜 10-4 10-5
