光学显微镜的放大成像原理及参数
1.金相显微镜的成像原理,
显微镜的成象放大部分主要由两组透镜组成。靠近观察物体的透镜叫物镜,而靠近眼睛的透镜叫目镜。通过物镜和目镜的两次放大,就能将物体放大到较高的倍数,见图1,显微镜的放大光学原理图。物体AB置于物镜前,离其焦点略远处,物体的反射光线穿过物镜折射后,得到了一个放大的实象A1B1,若此象处于目镜的焦距之内,通过目镜观察到的图象是目镜放大了的虚象A2B2。
2.显微镜的放大倍数
物镜的放大倍数M物=≈L╱F1
目镜的放大倍数=≈D╱>
奥林巴斯显微镜 A>
两式相乘:M物×M目=×=A2B2/AB
=L╱F1×D╱F2=L×250╱F1×F2=M总
式中:L—为光学镜筒长度(即物镜后焦点到目镜前焦点的距离)
F1—物镜的焦距。F2—目镜的焦距
D—明视距离(人眼的正常明视距离为250mm)
即显微镜总的放大倍数等于物镜放大倍数和目镜放大倍数的乘积。一般金相显微镜的放大倍数最高可达1600到2000倍。
由此可看出:因为L光学镜筒长度为定值,可见物镜的放大倍数越大,其焦距越短。在显微镜设计时,目镜的焦点位置与物镜放大所成的实象位置接近,并使目镜所成的最终倒立虚象在距眼睛250毫米处成象,这样使所成的图象看得很清楚。
显微镜的主要放大倍数一般通过物镜来保证,物镜的最高放大倍数可达100倍,目镜的最高放大倍数可达25倍。放大倍数分别标注在物镜和目镜各自的镜筒上。在用金相显微镜观察组织时,应根据组织的粗细情况,选择适当的放大倍数,以使组织细节部分能观察清楚为准,不要只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,焦距越小,会带来许多缺陷。
3.透镜象差:
透镜象差就是透镜在成象过程中,由于本身几何光学条件的限制,图象会产生变形及模糊不清的现象。透镜象差有多种,其中对图象影响最大的是球面象差、色象差和象域弯曲三种。
显微镜成象系统的主要部件为物镜和目镜,它们都是由多片透镜按设计要求组合而成,而物镜的质量优劣对显微镜的成象质量有很大影响。虽然在显微镜的物镜、目镜及光路系统等设计制造过程中,已将象差减少到很小的范围,但依然存在。
(1)球面象差:
1)产生原因:球面象差是由于透镜的表面呈球曲形,来自一点的单色光线,通过透镜折射以后,中心和边缘的光线不能交于一点,靠近中心部分的光线折射角度小,在离透镜较远的位置聚焦,而靠近边缘处的光线偏折角度大,在离透镜较近的位置聚焦。所以形成了沿光轴分布的一系列的象,使图象模糊不清。这种象差称球面象差,
奥林巴斯显微镜 A><>