第一部分：光学显微镜基础知识(编辑修改稿)

第一部分：光学显微镜基础知识(编辑修改稿)内容摘要：

物镜的外壳上标有 ”FL”字样。 在结构上透镜的数目比消色差物镜多，北京麦克奥迪仪器仪表有限公司 电话： 01082895262 传真： 01082895263 7 比复消色差物镜少，成像质量上，远较消色差物镜为好，接近于复消色差物镜。 d. 平视场物镜（ Plan objective ） 平场物镜是在物镜的透镜系统中增加一快半月形的厚透镜，以达到校正场曲的缺陷，提高视场边缘成像质量的目的。 平场物镜的视场平坦，更适用于镜检和显微照相。 对于平视场消色差物镜，其倍率色差不大，不必用特殊目镜补偿。 而平视场复消色差物镜，则必须用目镜来补偿它的倍率色差。 e. 单色物镜 这类物镜由石英、荧石或氟化锂制的一组单片透镜构 成。 只能在紫外线光谱区的个别区内使用 (宽度不超过 20mm)，可见光谱区不能采用单色物镜。 这类物镜均制成反射式与折反射式系统。 主要缺点是相当大一部分光束在中心被遮蔽 (入瞳面积的 25%)。 在新型折反射系统中，由于采用半透明反射镜以及物镜的胶合结构，使这一缺点大为减轻，从而可以取消反射镜框的遮光。 并且两同轴反射镜的残余像差是互相补偿的，同时用透镜组来增大数值孔径。 若系统的校正满意，孔径达到 NA=时，中心遮蔽可不超过入瞳面积的 4%。 f. 特种物镜 所谓 ”特种物镜 ”是在上述物镜的基础上，专门为达到某些特定的观 察效果而设计制造的。 主要有以下几种： (a) 带校正环物镜（ Correction collar objective） 在物镜的中部装有环装的调节环，当转动调节环时，可调节物镜内透镜组之间的距离，从而校正由盖玻片厚度不标准引起的覆盖差。 调节环上的刻度可从 0 .,在物镜的外壳上也标科有此数字，表明可校正盖玻片从 厚度之间的误差。 (b) 带虹彩光阑的物镜（ Iris diaphragm objective） 在物镜镜筒内的上部装有虹彩光阑，外方也可以旋转的调节环，转动时可调节 光阑孔径的大小，这种结构的物镜是高级的油浸物镜，它的作用是在暗视场镜检时，往往由于某些原因而使照明光线进入物镜，使视场背景不够黑暗，造成镜检质量的下降。 这时调节光阑的大小，使背景变黑，使被检物体更明亮，增强镜检效果。 (c) 相衬物镜（ Phase contrast objective） 这种物镜是由于相衬镜检术的专用物镜，其特点是在物镜的后焦平面处装有相板。 (d) 无罩物镜（ No cover objective） 有些被检物体，如涂抹制片等，上面不能加用盖玻片，这样在镜检时应使用无罩物镜，否则图像质量将 明显下降，特别是在高倍镜检时更为明显。 这种物镜的外壳上常标刻 NC，同时在盖玻片厚度的位置上没有 的字样，而标刻着 ”0”。 (e) 长工作距离物镜 这种物镜是倒置显微镜的专用物镜，它是为了满足组织培养，悬浮液等材料的镜检而设计。 （五） 目镜 目镜的作用是把物镜放大的实像（中间像）再放大一级，并把物像映入观察者的眼中，实质上目镜就是一个放大镜。 已知显微镜的分辨率能力是由物镜的数值孔径所决定的，而目镜只是起放大北京麦克奥迪仪器仪表有限公司 电话： 01082895262 传真： 01082895263 8 作用。 因此，对于物镜不能分辨出的结构，目镜放的再大，也仍然不能分辨出。 （六） 聚光镜 聚光镜装在载物台的下方。 小型的显微镜往往无聚光镜，在使用数值孔径 以上的物镜时，则必须具有聚光镜。 聚光镜不仅可以弥补光量的不足和适当改变从光源射来的光的性质，而且将光线聚焦于被检物体上，以得到最好的照明效果。 聚光镜的的结构有多种，同时根据物镜数值孔径的大小，相应地对聚光镜的要求也不同。 1． 阿贝聚光镜（ Abbe condenser） 这是由德国光学大学大师恩斯特 .阿贝 (Ernst Abbe)设计。 阿贝聚光镜由两片透镜组成，有较好的聚光能力，但是在物镜数值孔径高于 时，则色差，球 差就显示出来。 因此，多用于普通显微镜上。 2． 消色差聚光镜 (Achromatic aplanatic condenser ) 这种聚光镜又名 ”消球差聚光镜 ”和 ”齐明聚光镜 ”，它由一系列透镜组成，它对色差球差的校正程度很高，能得到理想的图像，是明场镜检中质量最高的一种聚光镜，其 NA值达。 因此，在高级研究显微镜常配有此种聚光镜。 它不适用于 4 X以下的低倍物镜，否则照明光源不能充满整个视场。 3． 摇出式聚光镜（ Swing out condenser） 在使用低倍物镜时（如 4X），由于视场大，光 源所形成的光锥不能充满真整个视场，造成视场边缘部分黑暗，只中央部分被照亮。 要使视场充满照明，就需将聚光镜的上透镜从光路中摇出。 4． 其它聚光镜 聚光镜除上述明场使用的类型外，还有作特殊用图的聚光镜。 如暗视场聚光镜，相衬聚光镜，偏光聚光镜，微分干涉聚光镜等，以上聚光镜分别适用于相应的观察方式。 （七） 照明方法 显微镜的照明方法按其照明光束的形成，可分为 ”透射式照明 ”，和 ”落射式照明 ”两大类。 前者适用于透明或半透明的被检物体，绝大数生物显微镜属于此类照明法；后者则适用于非透明的被检物体，光源来自上方 ，又称 ””反射式照明 ”。 主要应用与金相显微镜或荧光镜检法。 1． 透射式照明 生物显微镜多用来观察透明标本，需要以透射光来照明。 有两种照明方式 （ 1） 临界照明（ Critical illumination） 光源经过聚光镜后，成像于物平面上，如图 5 所示。 若忽略光能的损失，则光源像的亮度与光源本身相同，因此，这种方法相当于在物平面上放置光源。 显然，在临界照明中，如果光源表面亮度不均匀，或明显地表现出细小的结构，如灯丝等，那么就要严重影响显微镜观察效果，这是临界照明的缺点。 其补救的方法是在光源的前方放置乳白 和吸热滤色片，使照明变得较为均匀和避免光源的长时间的照射而损伤被检物体。 用透射光照明时，物镜成像光束的孔径角，被聚光镜像方光束的孔径角所决定，为使物镜的数值孔径得到充分利用，聚光镜应有与物镜相同或稍大的数值孔径。 （ 2） 柯拉照明 临界照明中物面光照度不均匀的缺点，在柯拉照明中可以消除。 在光源 1 与聚光北京麦克奥迪仪器仪表有限公司 电话： 01082895262 传真： 01082895263 9 镜 5 之间加一辅助聚光镜 2，如图 6 所示。 可见，由于不是直接把光源，而是把被光源均匀照明了的辅助聚光镜 2（也称为柯拉镜）成像在标本 6 上，所以物镜的视场（标本）得到均匀的照明。 2． 落射式照明 在观察不透明物体时 ，例如通过金相显微镜观察金属磨片，往往是采用从侧面或者从上面加以照明的方式。 此时，被观察物体的表面上没有盖玻璃片，标本像的产生是靠进入物镜的反射或散射光线。 如图 7 所示。 3． 用暗视场来观察微粒的照明方法 用暗视场方法可以观察超显微质点。 所谓超显微质点，是指那些小于显微镜分辨极限的微小质点。 暗视场照明的原理是：不使主要的照明光线进入物镜，能够进入物镜成像的只是由微粒所散射的光线。 因此，在暗的背景上给出了亮的微粒的像，视场背景虽暗，但衬度（对比）很好，可以使分辨率提高。 暗视场照明又有单向和双向之分 （ 1） 单向暗视场照明 图 8 是单向暗视场照明示意图。 由图可见，由照明器 2 发出的光线，经不透明的标本片 1 反射后，主要的光线都没有进入物镜 3，进入物镜的光线主要是由微粒或凸凹不平的细部所散射的光线。 显然，这种单向的暗视场照明，对观察微粒的存在和运动是有效的，但对物体细节的再现不是有效的，即存在 ”失真 ”的现像。 （ 2） 双向暗视场照明 双向暗视场照明，可以消除单向所产生的失真缺点。 在普通的三透镜聚光镜前面，安置一个环形光阑，如图 9 即可实现双向暗视场照明。 在聚光镜的最后一片与载物玻璃片之间浸以液体，而盖玻璃片与物镜之间是 干的。 于是，经过聚光镜的环形光束，在盖玻璃片内全反射而不能进入物镜，形成如图中的回路。 进入物镜的只是由标本上的微粒所散射的光线，形成了双向暗视场照明。 四、 光学显微镜的组成结构 光学显微镜包括光学系统和机械装置两大部分，而数码显微镜还包括数码摄像系统，现分述如下： （一） 机械装置 1． 机架 显微镜的主体部分，包括底座和弯臂。 2． 目镜筒 位于机架上方，靠圆形燕尾槽与机架固定，目镜插在其上。 根据有否摄像功能，可分为双目镜筒和三目镜筒；根据瞳距的调节方式不同，可分为铰链式和平移式。 3． 物镜转换器 它 是一个旋转圆盘，上有 3～ 5 个孔，分别装有低倍或高倍物镜镜头。 转动物镜。