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光学显微镜的光学系统分类介绍

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光学显微镜的光学系统是其核心部分,主要由照明系统和成像系统两大部分组成。以下是对这两个系统的详细分类介绍:

一、照明系统

照明系统负责为显微镜提供光线,使被观察的物体能够清晰成像。其主要组成部分包括光源、聚光镜和虹彩光圈(可变光阑)。

光源

光源是照明系统的核心,为显微镜提供足够的光线。常见的光源有钨丝灯泡、尝贰顿灯等。根据显微镜的类型和用途,光源的选择也会有所不同。例如,荧光显微镜需要使用特定波长的紫外线作为光源。

聚光镜

聚光镜位于载物台的下方,由凹透镜或透镜组组成。它的作用是聚集来自光源的光线,使光线增强,并使整个物镜所包括的视野均匀受光,提高物镜的鉴别能力。聚光镜可以升降,以调节光线的聚焦点。

虹彩光圈(可变光阑)

虹彩光圈位于聚光镜的下方,由许多金属片组成。通过调节光圈的大小,可以控制进入物镜的光线强弱,使上行的光线强弱适宜,便于观察。

二、成像系统

成像系统负责将被观察物体的光线进行放大和成像,使观察者能够清晰地看到物体的细节。其主要组成部分包括物镜和目镜。

物镜

物镜是决定显微镜性能的最重要部件,安装在物镜转换器上,接近被观察的物体。物镜的放大倍数与其长度成正比,放大倍数越大,物镜越长。根据使用条件的不同,物镜可分为干燥物镜和浸液物镜(如水浸物镜和油浸物镜)。根据放大倍数的不同,物镜可分为低倍物镜(10倍以下)、中倍物镜(20倍左右)和高倍物镜(40-65倍)以及油镜(放大倍数100倍以上)。

物镜的主要参数包括放大倍数、数值孔径和工作距离。放大倍数是指眼睛看到像的大小与对应标本大小的比值;数值孔径也叫镜口率,与显微镜的分辨力成正比;工作距离是指物镜前表面到被观察物体之间的距离。

目镜

目镜是一个金属的圆筒,上端装有一块较小的透镜,下端装有一块较大的透镜。它的作用是将物镜所放大和鉴别了的物象进行再放大。目镜内可附加指针和测微尺。每架显微镜常备有几个倍数不同的目镜,如5倍、10倍、12.5倍等。显微镜的总放大倍数等于物镜和目镜放大倍数的乘积。

总结

光学显微镜的光学系统通过照明系统和成像系统的协同工作,实现了对被观察物体的清晰成像和放大。照明系统提供足够的光线,成像系统则通过物镜和目镜的放大作用,使观察者能够清晰地看到物体的细节。这种设计使得光学显微镜在生物学、医学、材料科学等领域得到了广泛的应用。