第一章:
顯微鏡簡(jiǎn)史
3BFOZV+ 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,人們?cè)絹碓叫枰^察微觀世界,顯微鏡正是這樣的設(shè)備,它突破了人類的視覺極限,使之延伸到肉眼無法看清的細(xì)微結(jié)構(gòu)。
)(iv#;ByL 顯微鏡是從十五世紀(jì)開始發(fā)展起來。從簡(jiǎn)單的放大鏡的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出來的單
透鏡顯微鏡,到1847年德國蔡司研制的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的復(fù)式顯微鏡,以及相差,熒光,偏光,顯微觀察方式的出現(xiàn),使之更廣范地應(yīng)用于金屬材料,生物學(xué),化工等領(lǐng)域。
%w;qu1j slQn 第二章 顯微鏡的基本
光學(xué)原理
CMt<oT6.? 一. 折射和折射率
@\K[WqF$$q 光線在均勻的各向同性介質(zhì)中,兩點(diǎn)之間以直線傳播,當(dāng)通過不同密度介質(zhì)的透明物體時(shí),則發(fā)生折射現(xiàn)像,這是由于光在不同介質(zhì)的傳播速度不同造成的。當(dāng)與透明物面不垂直的光線由空氣射入透明物體(如玻璃)時(shí),光線在其介面改變了方向,并和法線構(gòu)成折射角。
YF%gs{ 二. 透鏡的性能
Qb536RpcTY 透鏡是組成顯微鏡
光學(xué)系統(tǒng)的最基本的光學(xué)元件,
物鏡、目鏡及聚光鏡等部件均由單個(gè)和多個(gè)透鏡組成。依其外形的不同,可分為凸透鏡(正透鏡)和凹透鏡(負(fù)透鏡)兩大類。
&7L7|{18 當(dāng)一束平行于光軸的光線通過凸透鏡后相交于一點(diǎn),這個(gè)點(diǎn)稱“焦點(diǎn)”,通過交點(diǎn)并垂直光軸的平面,稱“焦平面”。焦點(diǎn)有兩個(gè),在物方空
CIudtY(: MmF&jd-= 間的焦點(diǎn),稱“物方焦點(diǎn)”,該處的焦平面,稱“物方焦平面”;反之,在像方空間的焦點(diǎn),稱“像方焦點(diǎn)”,該處的焦平面,稱“像方焦平面”。
0SQ!lr 光線通過凹透鏡后,成正立虛像,而凸透鏡則成正立實(shí)像。實(shí)像可在屏幕上顯現(xiàn)出來,而虛像不能。
*uvM6F$ut 三. 影響成像的關(guān)鍵因素—
像差 19!?oeOU 由于客觀條件,任何光學(xué)系統(tǒng)都不能生成理論上理想的像,各種像差的存在影響了成像質(zhì)量。下面分別簡(jiǎn)要介紹各種像差。
p~D}Iyww1_ 1. 色差(Chromatic aberration)
{,>G 1>Yv 色差是透鏡成像的一個(gè)嚴(yán)重缺陷,發(fā)生在多色光為
光源的情況下,單色光不產(chǎn)生色差。白光由紅 橙 黃 綠 青 藍(lán) 紫 七種組成,各種光的
波長(zhǎng)不同 ,所以在通過透鏡時(shí)的折射率也不同,這樣物方一個(gè)點(diǎn),在像方則可能形成一個(gè)色斑。光學(xué)系統(tǒng)最主要的功能就是消色差。
'Y38VOI% 色差一般有位置色差,放大率色差。位置色差使像在任何位置觀察都帶有色斑或暈環(huán),使像模糊不清。而放大率色差使像帶有彩色邊緣。
J9^NHU 2. 球差(Spherical aberration)
s8h*nZ)v 球差是軸上點(diǎn)的單色相差,是由于透鏡的球形表面造成的。球差造成的結(jié)果是,一個(gè)點(diǎn)成像后,不在是個(gè)亮點(diǎn),而是一個(gè)中間亮邊緣逐漸模糊的亮斑,從而影響成像質(zhì)量。
JcAsrtrG] 球差的矯正常利用透鏡組合來消除,由于凸、凹透鏡的球差是相反的,可選配不同材料的凸凹透鏡膠合起來給予消除。舊型號(hào)顯微鏡,物鏡的球差沒有完全矯正,應(yīng)與相應(yīng)的補(bǔ)償目鏡配合,才能達(dá)到糾正效果。一般新型顯微鏡的球差完全由物鏡消除。
;%e&6 3. 慧差(Coma)
:eN&wQ5q 慧差屬軸外點(diǎn)的單色像差。軸外物點(diǎn)以大孔徑光束成像時(shí),發(fā)出的光束通過透鏡后,不再相交一點(diǎn),則一光點(diǎn)的像便會(huì)得到一逗點(diǎn)狀,型如慧星,故稱“慧差”。
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