生物显微镜--物镜的性能

各种物镜具有不同的光学性能，现在一AE光学显微镜的物镜筒壁上都标刻着物镜的各种性能参数。我们以图3．I中所示的两个物镜为例，做一简要说明。

170；表示听适用的显微镜机械筒长，即从物筋的肩部到目镜上线的距离为170mm。

0.17：表示物镜所要求的盖玻片厚度为0.17mm。

PLAPO；表示物镜的矫正程度为平面复消色差，NPL表示标准平面消色差。

100(或40)：表示物镜的放大倍数为100(或40)倍。

Oe1；表示物镜的浸润介质为油浸。右边的物镜没有标记这种字母，表示介质为空气的于系物镜。

0.65：表示物镜的数值孔径(即镜口率)为0.65，这是决定物镜性能的非常重要的参数。

物镜的这些参数以及组成物镜的各个透镜的特性和相互位置都是精确计算的结果，而且物镜的设计现在一般是由电子计算机完成的。

物镜的数值孔径。当显微镜中间像的位置被固定时，表示光锥大小的光铁半项角(图3．2中的角u)，即孔径角对于描述一个物镜来说是非常重要的参数，它是一个比物镜的焦距更加实用的特性。任何没计良好的物镜的孔径将能够表示：①在多远的给定焦距可以看清标本中的细微结构；②当孔径充满时可以通过物镜的光显量。

在生物显微镜中一般用数值孔径(N．A．)来表示一个物镜的孔径大小，数值孔径是标本与物铰前透镜之间介质的折射率(n)与孔径角(即光锥半顶角u)正弦的乘积：N．A．=nsinu

自由工作距离，即物锐的下消与标本之间的距离(图3．2中的PQ)，它是物镜另个非常重要的参数。由于这个距离不能够小于0.1mm，因而它在高数值孔径的物镜设个是一个重要的限制因素。在使用透射光显微镜时白由工作距离会受到短波片和封藏质的限制。

在现代物镜中，物镜的自由工作距离和物镇长度的总和被规定为一个固定的数值。物镜长度的设计基于这样一个原则：较低倍的物镜具有较少的透竞，它被做得较短一些，具有较长的自由工作距离；较高倍的物瓷具有很多透镜，它被做得铰长一些，相应地具有较短的自由工作匝离。使用——组这样的物镜时，在转动物镜转换台更换物镜后，只需要用细调稍微聚焦就可以获得一个清晰的像。当然，正象镜简氏度和盖玻片厚度一样．物镇长度和自由工作距离的总和在任何情况下不可能是完全统一的，它常常只限于同一个工厂制造的或同一种类型的物镜系统。

生物显微镜一般在标准物镜中数值孔径随着焦距的诚小而增大．但不是线性的。一定焦距的物镜所允许的Zui大的数值孔径不仅取决于物镑的性能设计，而且也取决于它的矫正程度。数值孔径虽然经常随着放大倍数的增大而增大，但是在一定的范围内它们可以被看作是独立的量，因而一个40×的钓镜可以具有0.65、0.80或0.95的数值孔径。由于数值孔径是对可以通过物镜的光束口径的度量．因此在一系列具有相同焦距的物镜中，所形成的像的亮度与数值孔径的平方呈比例关系。

生物显微镜正如在第二章个所叙述的，物镜的球面差、场曲率和色差将随着孔径的增大而增大，因此对于高数值孔径的物镜来说Zui大的问题是俊差和色差的矫正。尽管由于在透镜复合体的设计中使用了计算机，可以制造出高孔径的物镜，但是被有效使用的数值孔径的Zui大限度，实际上与阿贝在1886年所达到的1.25—1.30的数值相比并没有增大多少。