普通生物显微镜概述
显微镜物象是否清楚不仅决定于放大倍数,还与显微镜的分辨率有关,分辨率是指显微镜(或人的眼睛距目标250mm处)能分辨物体最小间隔的能力,分辨率的大小决定于光的波长和数值孔径(镜口率)以及介质的折射率
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普通生物显微镜由三部分构成,即:
(1)照明系统:包括光源和聚光镜;
(2)光学放大系统:由物镜和目镜组成,是显微镜的主体,为了消除球差和色差,目镜和物镜都由复杂的透镜组构成;
(3)机械装置:用于固定材料和观察方便。
显微镜物象是否清楚不仅决定于放大倍数,还与显微镜的分辨率有关,分辨率是指显微镜(或人的眼睛距目标250mm处)能分辨物体最小间隔的能力,分辨率的大小决定于光的波长和数值孔径(镜口率)以及介质的折射率,用公式表示为:
R=0.61λ /NA NA=nsinα
式中:n=介质折射率;α=孔径角(镜口角标本对物镜镜口的张角),NA=数值孔径(镜口率)。孔径角总是要小于90°,所以sinα的最大值必然小于1。
下图为数值孔径随孔径角的变化而变化。
下表为光在不同介质中的折射率。
光在介质中的折射率
介质 |
空气 |
水 |
香柏油 |
α溴萘 |
折射率 |
1 |
1.33 |
1.515 |
1.66 |
制作光学镜头所用的玻璃折射率为1.65~1.78,所用介质的折射率越接近玻璃的越好。对于干燥物镜来说,介质为空气,数值孔径一般为0.05~0.95;油镜头用香柏油为介质,孔径角可接近1.5。普通光线的波长为400~700nm,因此显微镜分辨力数值不会小于0.2μm,人眼的分辨力是0.2mm,所以一般显微镜设计的最大放大倍数通常为1000X。
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