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解析近场光学显微镜的组成部分说明讨论
发布时间:2018-06-15   点击次数:460次
   近场光学显微镜使我们对生物体的生命活动规律有了更进一步的认识。在普通中学生物教学大纲中规定的实验中,大部分要通过显微镜来完成,因此,显微镜性能的好坏是做好观察实验的关键。
  近场光学显微镜的机械装置是显微镜的重要组成部分。其作用是固定与调节光学镜头,固定与移动标本等。主要有镜座、镜臂、载物台、镜筒、物镜转换器、与调焦装置组成。
  一、镜座和镜臂:镜座作用是支撑整个显微镜,装有反光镜,有的还装有照明光源。镜臂作用是支撑镜筒和载物台。分固定、可倾斜两种。
  二、载物台:载物台作用是安放载玻片,形状有圆形和方形两种,其中方形的面积为120mm×110mm。中心有一个通光孔,通光孔后方左右两侧各有一个安装压片夹用的小孔。分为固定式与移动式两种。有的载物台的纵横坐标上都装有游标尺,一般读数为0.1mm,游标尺可用来测定标本的大小,也可用来对被检部分做标记。
  三、镜筒:镜筒上端放置目镜,下端连接物镜转换器。分为固定式和可调节式两种。机械筒长不能变更的叫做固定式镜筒,能变更的叫做调节式镜筒。
  四、物镜转换器:物镜转换器固定在镜筒下端,有3—4个物镜螺旋口,物镜应按放大倍数高低顺序排列。旋转物镜转换器时,应用手指捏住旋转碟旋转,不要用手指推动物镜,因时间长容易使光轴歪斜,使成像质量边坏。
  五、调焦装置:近场光学显微镜上装有粗准焦螺旋和细准焦螺旋。有的显微镜粗准焦螺旋与装在同一轴上,大螺旋为粗准焦螺旋,小螺旋为细准焦螺旋;有的则分开安置,位于镜臂的上端较大的一对螺旋为是粗准焦螺旋,其转动一周,镜筒上升或下降10mm。
  近场光学显微镜一般由载物台、聚光照明系统、物镜,目镜和调焦机构组成。载物台用于承放被观察的物体。利用调焦旋钮可以驱动调焦机构,使载物台作粗调和微调的升降运动,使被观察物体调焦清晰成象。它的上层可以在水平面内沿作精密移动和转动,一般都把被观察的部位调放到视场中心。
  聚光照明系统由灯源和聚光镜构成,聚光镜的功能是使更多的光能集中到被观察的部位。照明灯的光谱特性必须与显微镜的接收器的工作波段相适应。物镜位于被观察物体附近,是实现*级放大的镜头。在物镜转换器上同时装着几个不同放大倍率的物镜,转动转换器就可让不同倍率的物镜进入工作光路,物镜的放大倍率通常为5~100倍。
  物镜是显微镜中对成象质量优劣起决定性作用的光学元件。常用的有能对两种颜色的光线校正色差的消色差物镜;质量更高的还有能对三种色光校正色差的复消色差物镜;能保证物镜的整个像面为平面,以提高视场边缘成像质量的平像场物镜。高倍物镜中多采用浸液物镜,即在物镜的下表面和标本片的上表面之间填充折射率为1.5左右的液体,它能显着的提高显微观察的分辨率。
  目镜是位于人眼附近实现第二级放大的镜头,镜放大倍率通常为5~20倍。按照所能看到的视场大小,目镜可分为视场较小的普通目镜,和视场较大的大视场目镜(或称广角目镜)两类。
  近场光学显微镜是一种精密的光学仪器,已有300多年的发展史。自从有了显微镜,人们看到了过去看不到的许多微小生物和构成生物的基本单元——细胞。不仅有能放大千余倍的光学显微镜,而且有放大几十万倍的电子显微镜,使我们对生物体的生命活动规律有了更进一步的认识。近场光学显微镜在普通中学生物教学大纲中规定的实验中,大部分要通过显微镜来完成,因此,显微镜性能的好坏是做好观察实验的关键。
  近场光学显微镜使用方法
  1.使用单筒显微镜时,要养成用左眼观察的习惯(因一般用右手画图),观察时要两眼同时睁开,不要睁一只闭一只,因为这样易于疲劳。为了训练学生习惯于两眼同时睁开观察,可剪一块长约14cm,宽约6cm的长方形硬纸片,在靠近左端处挖一个直径比镜筒上端外径略小的圆孔,把圆孔套在镜筒上段,观察时两眼同时睁开,利用纸片的右端挡住右眼的视线,这样训练一段时间后,就能习惯于两眼同时睁开,然后把纸片去掉。
  2.直筒显微镜的镜臂与镜座连接处,是一个机械关节,可用于调节镜筒的倾斜度,便于观察,镜臂不能过于后倾,一般不超过40°。但是在使用临时装片观察时,禁止使用倾斜关节(当镜筒倾斜时,载物台也随之倾斜,载玻片上的液体易流出),尤其是装片内含酸性试剂时严禁使用,以免污损镜体。
  3.目镜和物镜的使用
  一般都是用一个放大倍数适中的目镜(10×)和zui低倍的物镜开始观察,逐步改用倍数较高的物镜,从中找到符合实验要求的放大倍数。
  转换物镜时,先用低倍镜观察,调节到正确的工作距离(成像zui清晰)。如果进一步使用高倍物镜观察,应在转换高倍物镜之前,把物像中需要放大观察的部分移至视野中央(将低倍物镜转换成高倍物镜观察时,视野中的物像范围缩小了很多)。低倍物镜和高倍物镜基本齐焦(同高调焦)。
  通常认为,使用任何一个物镜时,有效放大倍数的上限是1,000乘它的数值孔径,下限是250乘它的数值孔径。如40×物镜的数值孔径是0.65,则上、下限分别为:1000×0.65=650倍和250×0.65≈163倍,超过有效放大倍数上限的叫做无效放大,不能提高观察效果。低于下限的放大倍数则人眼无法分辨,不利于观察。一般zui实用的放大倍数范围是500—700乘数值孔径之间的数字。
  4.油浸物镜的使用
  近场光学显微镜使用油浸物镜时,一般不要使用同高调焦。同高调焦只适用于每台显微镜的原配物镜,在使用低倍和高倍物镜时,是一个有利的方便条件,但在使用油浸物镜时,则受到一定限制,一般地说,用油镜观察未加盖玻片的标本片(载玻片)时,利用同高调焦的安全度较大,而对于有盖玻片的标本片,要小心使用,因为油浸物镜的工作距离很短,在设计和装配时所考虑的同高是对标准厚度盖玻片的。
  载物台和物镜两者必须能沿物镜光轴方向作相对运动以实现调焦,获得清晰的图像。用高倍物镜工作时,容许的调焦范围往往小于微米,所以显微镜必须具备为精密的微动调焦机构。显微镜放大倍率的限即有效放大倍率,近场光学显微镜的分辨率是指能被显微镜清晰区分的两个物点的zui小间距。分辨率和放大倍率是两个不同的但又互有的概念。
  当选用的物镜数值孔径不够大,即分辨率不够高时,显微镜不能分清物体的微细结构,此时即使过度地增大放大倍率,得到的也只能是一个轮廓虽大但细节不清的图像,称为无效放大倍率。反之如果分辨率已满足要求而放大倍率不足,则显微镜虽已具备分辨的能力,但因图像太小而仍然不能被人眼清晰视见。所以为了充分发挥显微镜的分辨能力,应使数值孔径与显微镜总放大倍率合理匹配。
  聚光照明系统是对显微镜成像性能有较大影响,但又是易于被使用者忽视的环节。近场光学显微镜的功能是提供亮度足够且均匀的物面照明。聚光镜发来的光束应能保证充满物镜孔径角,否则就不能充分利用物镜所能达到的zui高分辨率。为此目的,在近场光学显微镜中设有类似照相物镜中的,可以调节开孔大小的可变孔径光阑,用来调节照明光束孔径,以与物镜孔径角匹配。
  改变照明方式,可以获得亮背景上的暗物点(称亮视场照明)或暗背景上的亮物点(称暗视场照明)等不同的观察方式,以便在不同情况下更好地发现和观察微细结构。

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