前文回顾：为什么单镜片的放大镜放大倍数不会超过10倍？

一个物体，离眼睛远，视角就小，网膜上的象也小；离眼睛近，视角就大，网膜上的象也大。但是物体也不能离眼晴太近，因为太近就会超出眼睛的调节能力，不能在网膜上成象，也就看不清物体了。要看清象金相组织这样的微小物体，单个放大镜也帮不了忙，因为它的视角放大率很有限，并且不能消除各种象差。因此，要得到较高的视角放大率，就要利用复杂的组合光学系统，这就是显微镜。下面介绍显微镜的工作原理。

（1）显微镜的成象原理

显微镜的成象系统主要是物镜系统和目镜系统。为了校正象差，目镜和物镜都是由两个或多个透镜组成的。为了便于讨论成象的基本原理，可以不考虑物镜、目镜的实际结构，而分别用两个凸透镜来代替它进行讨沦。显微镜的成象原理见图2—21。物体Y1放在物方焦点F外侧，物体的光线经过物镜成一放大倒立实象Y2于目镜物方焦点F目内侧，对目镜来说Y2是目镜的物。目镜的作用如同放大镜一样，将Y2再一次放大成一虚象Y3在明视距离处(第二次放大)。

这个第二次放大得象Y3相对原物Y1来说是倒立的。人眼通过显微镜观察时，看到得就是两次放大后的象Y3，象Y3又称为眼睛的物，最后成象Y'0于网膜上.象Y3对人眼得视角为ω0,比用肉眼直接对物体Y2得视角ω要大许多倍.这就是显微镜能看清微笑物体得道理。

（2） 显微镜得视放大率

由图2-21及公式（2-25）可得，显微镜的视放大率Γ为：

上式中Y2/Y1项刚好式物镜的垂轴放大率β，250/f'目项刚好式目镜的视放大率γ（见公式2-16），因此，显微镜的视放大率可写为

Γ = βγ    （2-18）

公式（2-18）表明，显微镜的视放大率Γ等于物镜的垂轴放大率β和目镜的视放大率γ的乘积。金相显微镜的物镜和目镜各由数只组成一套，用不同放大倍数的物镜、目镜组合，能得到显微镜的许多种放大率，例如VMS2000M金相显微镜的放大倍数就可能由表2-1的九种数值

（3）物镜、目镜调换的齐焦要求

为了使显微镜的放大倍数变换简便，常把几只不同倍数的物镜装再物镜转换器上，转动转换器就能方便地选用不同倍数的物镜。目镜是插入式的，调换甚为方便。

直筒式显微镜中，卸下物镜筒和目镜筒后所剩下的镜筒长度，即物镜支承面和目镜支承面之间的距离称为显微镜的机械筒长，见图2-22.显微镜机械筒长分为有限和任意两种。有限机械筒长的数值各国都有自己规定，一般再160~190毫米范围之内，我国规定为160毫米。物镜和目镜的相对位置应该使显微镜满足齐焦要求；再显微镜使用过程中，调换物镜或目镜时不需要重新调焦就基本上能看清楚试样；此外，调换物镜后能使试样上被观察目标仍然保持再视场中心。

物镜外壳上往往标出160/0，160/—，160/0.17……等字样，这些数字是表示机械简长和盖玻片厚度的。金相显微镜物镜都不用盖玻片，所以VMS2000M型金相显微镜物镜上用“—”表示，但国外有些厂的产品也有用“—”表示可用或不用盖玻片的。

国产立式及大型卧式金相显微镜是按任意机械筒长设计的。它们的特点是试样表面和物镜物方焦面重合，使物体的光线经过物镜后以平行光出射，成象在无限远见，也就是说物镜的共轭距(物、象之间的距离)为任意大。为了使物镜成在无穷远处的象也能用目镜观察到，在光路中都加入补助透镜，使物镜成在无穷远处的象，重新落在目镜的物方焦点F目内侧为眼睛所观察，见图2—23所示。因此在物镜以平行光出射到补助透镜那一段光路中，根据需要改变筒长，都不会影响成象情况，这就给光学设计机械结构的布局带来很大方便。物境外壳上往往标出∞/0，∞/-等字样，∞表示物镜的共轭距离为无穷大(即任意机械筒长)，“0”、“—”……的意思和有限机械筒长中规定的一样。物镜共轭距离为无穷大时，补助透镜焦距常定位250毫米，因此共轭距离为无穷大时物镜（包括补助透镜在内）的垂轴放大率为250/f'物，f'物表示物镜象方焦距（毫米）。