ICP用的第一个透镜是什么透镜?凸透镜还是凹透镜或是平面透镜?请详细解答一下,谢谢各位大哥 大姐。
1. 在金相显微镜中,当物体位于透镜物方二倍焦距以外时,则在象方二倍焦距以内、焦点以外形成缩小的倒立实象; 2. 当物体位于透镜物方二倍焦距上时,则在象方二倍焦距上形成同样大小的倒立实象; 这种成像对金相显微镜的光路尤为重要。 3. 当物体位于透镜物方二倍焦距以内,焦点以外时,则在象方二倍焦距以外形成放大的倒立实象; 4. 当物体位于透镜物方焦点上时,则象方不能成象;这同样是影响金相显微镜成像的重要因素。 5.当物体位于透镜物方焦点以内时,则象方也无象的形成,而在透镜物方的同侧比物体远的位置形成放大的直立虚象。
谁见过直读光谱仪的透镜是什么形状的? 是平光镜? 是凸透镜? 是凹面镜?
各位大虾,我最近在做一个实验,就是:氘灯光源经过凸透镜,然后射入光谱仪,读取光的强度与波长。氘灯未通过透镜时,光谱仪读的波长主要集中在190-600nm,差不多都饱和,海洋光学的仪器都读到20000+。但是通过一个普通凸透镜后,其波长范围发生很大变化,紫外光400nm的部分很弱,而主要部分都集中到可见光区。我想请教的是:1、有没有针对紫外光的凸透镜,按光学基本原理,紫外光应该也是能够汇聚的;2、之前也请教关于把光源汇聚到光源的问题,现在我也只是做一个尝试,先前期探路,进行仪器的改造,有兴趣的话可以一起摸索。欢迎大虾前来指教。。
今天拆20A检测器清洗光路时,把流通池拆下来清洗透镜时,发现两面透镜竟然不一样,原先10A的两面都是凸透镜,而20A的一面是凸透镜,一面是平面镜.不知为何与10A不一样呢?1、两面都 是凸透镜的有什么好处?2、一面是凸透镜,一面是平面镜的又有什么好处? 望有了解这方面的色友来讨论一下。 说个题外话:今天想清洗透镜,结果从灯室那面的螺丝怎么也卸不下了,螺丝这样紧在岛津仪器上已遇到好几次了(都是在初次卸的时候 )不知组装的工人是用什么工具紧的,结果换了工具,换了人也没卸下来。只好完全把灯室拆下来,再把透镜底座拆下来,才清洗完。
FPD在光通室和PMT之间有个凸透镜,聚光作用,但是距离这么短,聚光作用到底大不大?
金相显微镜是的成像原理则是根据电子光学原理,用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜,利用凸透镜的成像原理进行成像,使用非常高的放大倍数对细微结构的物质进行成像。普通的金相显微镜是根据凸透镜的成像原理,要经过凸透镜的两次成像。这点不同于望远镜的成像,望远镜成缩小倒立的实像。而不管是普通的金相显微镜,还是电子显微镜,都有一个重要的物件—透镜。金相显微镜当中有几个英文名词,大家可以了解一下,f 表示透镜焦距u 表示物体与透镜之间距离(简称物距)引用:www.bsdgx.com
(一) 折射和折射率 光线在均匀的各向同性介质中,两点之间以直线传播,当通过不同密度介质的透明物体时,则发生折射现象,这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体(如玻璃)时,光线在其介面改变了方向,并和法线构成折射角。显微镜 (二) 透镜的性能 透镜是组成显微镜光学系统的最基本的光学元件,物镜目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜组成。依其外形的不同,可分为凸透镜(正透镜)和凹透镜(负透镜)两大类。 当一束平行于光轴的光线通过凸透镜后相交于一点,这个点称"焦点",通过交点并垂直光轴的平面,称"焦平面"。焦点有两个,在物方空间的焦点,称"物方焦点",该处的焦平面,称"物方焦平面";反之,在象方空间的焦点,称"象方焦点",该处的焦平面,称"象方焦平面"。显微镜 光线通过凹透镜后,成正立虚像,而凸透镜则成正立实像。实像可在屏幕上显现出来,而虚像不能。 (三) 凸透镜的五种成象规律 1. 当物体位于透镜物方二倍焦距以外时,则在象方二倍焦距以内、焦点以外形成缩小的倒立实象; 2. 当物体位于透镜物方二倍焦距上时,则在象方二倍焦距上形成同样大小的倒立实象; 3. 当物体位于透镜物方二倍焦距以内,焦点以外时,则在象方二倍焦距以外形成放大的倒立实象;显微镜 4. 当物体位于透镜物方焦点上时,则象方不能成象; 5. 当物体位于透镜物方焦点以内时,则象方也无象的形成,而在透镜物方的同侧比物体远的位置形成放大的直立虚象。
角膜接触镜(俗称隐形眼镜)校正视力的原理是与眼镜片一样,利用凹凸透镜;还是利用其特定形状,改变眼球形状来实现的?
用来观察生物切片、生物细胞、细菌以及活体组织培养、流质沉淀等的观察和研究,同时可以观察其他透明或者半透明物体以及粉末、细小颗粒等物体。比较普通生物显微镜:适合用于观察、记录附着于培养皿底部或悬浮于培养基中的活体物质,在食品检验、水质鉴定、晶体结构分析及化学反应沉淀物分析等领域也能发挥巨大作用。 工作原理 光线在均匀的各向同性介质中,两点之间以直线传播,当通过不同密度介质的透明物体时,则发生折射现象,这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体(如玻璃)时,光线在其介面改变了方向,并和法线构成折射角。 透镜是组成显微镜光学系统的最基本的光学元件,物镜目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜组成。依其外形的不同,可分为凸透镜(正透镜)和凹透镜(负透镜)两大类。 当一束平行于光轴的光线通过凸透镜后相交于一点,这个点称"焦点",通过交点并垂直光轴的平面,称"焦平面"。焦点有两个,在物方空间的焦点,称"物方焦点",该处的焦平面,称"物方焦平面";反之,在象方空间的焦点,称"象方焦点",该处的焦平面,称"象方焦平面"。 光线通过凹透镜后,成正立虚像,而凸透镜则成正立实像。实像可在屏幕上显现出来,而虚像不能。 1. 当物体位于透镜物方二倍焦距以外时,则在象方二倍焦距以内、焦点以外形成缩小的倒立实象; 2. 当物体位于透镜物方二倍焦距上时,则在象方二倍焦距上形成同样大小的倒立实象; 3. 当物体位于透镜物方二倍焦距以内,焦点以外时,则在象方二倍焦距以外形成放大的倒立实象; 4. 当物体位于透镜物方焦点上时,则象方不能成象; 5. 当物体位于透镜物方焦点以内时,则象方也无象的形成,而在透镜物方的同侧比物体远的位置形成放大的直立虚象。 在镜检时,人们总是希望能清晰而明亮的理想图象,这就需要显微镜的各项光学技术参数达到一定的标准,并且要求在使用时,必须根据镜检的目的和实际情况来协调各参数的关系。只有这样,才能充分发挥显微镜应有的性能,得到满意的镜检效果。 显微镜的光学技术参数包括:数值孔径、分辨率、放大率、焦深、视场宽度、覆盖差、工作距离等等。这些参数并不都是越高越好,它们之间是相互联系又相互制约的,在使用时,应根据镜检的目的和实际情况来协调参数间的关系,但应以保证分辨率为准。
倒置生物显微镜是生物显微镜的分支,用来观察生物切片、生物细胞、细菌以及活体组织培养、流质沉淀等的观察和研究,同时可以观察其他透明或者半透明物体以及粉末、细小颗粒等物体。比较普通生物显微镜:适合用于观察、记录附着于培养皿底部或悬浮于培养基中的活体物质,在食品检验、水质鉴定、晶体结构分析及化学反应沉淀物分析等领域也能发挥巨大作用。 折射和折射率 光线在均匀的各向同性介质中,两点之间以直线传播,当通过不同密度介质的透明物体时,则发生折射现象,这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体倒置生物显微镜(如玻璃)时,光线在其介面改变了方向,并和法线构成折射角。 透镜是组成显微镜光学系统的最基本的光学元件,物镜目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜组成。依其外形的不同,可分为凸透镜(正透镜)和凹透镜(负透镜)两大类。当一束平行于光轴的光线通过凸透镜后相交于一点,这个点称"焦点",通过交点并垂直光轴的平面,称"焦平面"。焦点有两个,在物方空间的焦点,称"物方焦点",该处的焦平面,称"物方焦平面";反之,在象方空间的焦点,称"象方焦点",该处的焦平面,称"象方焦平面"。光线通过凹透镜后,成正立虚像,而凸透镜则成正立实像。实像可在屏幕上显现出来,而虚像不能。 在镜检时,人们总是希望能清晰而明亮的理想图象,这就需要显微镜的各项光学技术参数达到一定的标准,并且要求在使用时,必须根据镜检的目的和实际情况来协调各参数的关系。只有这样,才能充分发挥显微镜应有的性能,得到满意的镜检效果。显微镜的光学技术参数包括:数值孔径、分辨率、放大率、焦深、视场宽度、覆盖差、工作距离等等。这些参数并不都是越高越好,它们之间是相互联系又相互制约的,在使用时,应根据镜检的目的和实际情况来协调参数间的关系,但应以保证分辨率为准。原来来自百度百科:http://baike.baidu.com/link?url=FeU3SMmqPCcoNxVQzC0cokR8B1vo__iOO6Dbd_HcGLN4aeFOLXpLIeKeQrPqUdY5NTpgqYYK9w9S96m3CvOsEq
http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/03/201203170811_355322_2165849_3.jpg斯派克MAXx光谱 昨天拧中间的镜片,没留意把底下的那个凸透镜也拧了,这个有什么危害吗?
显微镜基础知识第一章: 显微镜简史随着科学技术的进步,人们越来越需要观察微观世界,显微镜正是这样的设备,它突破了人类的视觉极限,使之延伸到肉眼无法看清的细微结构。 显微镜是从十五世纪开始发展起来。从简单的放大镜的基础上设计出来的单透镜显微镜,到结构复杂的复式显微镜,以及相差,荧光,偏光,显微观察方式的出现,使之更广范地应用于医学,生物学,金属材料,化工等领域。第二章 显微镜的基本光学原理一. 折射和折射率光线在均匀的各向同性介质中,两点之间以直线传播,当通过不同密度介质的透明物体时,则发生折射现象,这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体(如玻璃)时,光线在其介面改变了方向,并和法线构成折射角。二. 透镜的性能透镜是组成显微镜光学系统的最基本的光学元件,物镜目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜组成。依其外形的不同,可分为凸透镜(正透镜)和凹透镜(负透镜)两大类。当一束平行于光轴的光线通过凸透镜后相交于一点,这个点称"焦点",通过交点并垂直光轴的平面,称"焦平面"。焦点有两个,在物方空间的焦点,称"物方焦点",该处的焦平面,称"物方焦平面";反之,在象方空间的焦点,称"象方焦点",该处的焦平面,称"象方焦平面"。光线通过凹透镜后,成正立虚像,而凸透镜则成正立实像。实像可在屏幕上显现出来,而虚像不能。三. 影响成像的关键因素-相差由于客观条件,任何光学系统都不能生成理论上理想的象,各种象差的存在影响了成像质量。下面分别简要介绍各种相差。1. 色差(Chromatic aberration)色差是透镜成像的一个严重缺陷,发生在多色光为光源的情况下,单色光不产生色差。白光由红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 七种组成,各种光的波长不同 ,所以在通过透镜时的折射率也不同,这样物方一个点,在象方则可能形成一个色斑。色差一般有位置色差,放大率色差。位置色差使像在任何位置观察,都带有色斑或晕环,使像模糊不清。而放大率色差使像带有彩色边缘2. 球差(Spherical aberration)球差是轴上点的单色相差,是由于透镜的球形表面造成的。球差造成的结果是,一个点成像后,不在是个亮点,而是一个中间亮 边缘逐渐模糊的亮斑。从而影响成像质量。球差的矫正常利用透镜组合来消除,由于凸、凹透镜的球差是相反的,可选配不同材料的凸凹透镜胶合起来给予消除。旧型号显微镜,物镜的球差没有完全矫正,应与相应的补偿目镜配合,才能达到纠正效果。一般新型显微镜的球差完全由物镜消除。3. 慧差(Coma)慧差属轴外点的单色相差。轴外物点以大孔径光束成象时,发出的光束通过透镜后,不再相交一点,则一光点的象便会得到一逗点壮,型如慧星,故称"慧差"。4. 象散(Astigmatism)象散也是影响清晰度的轴外点单色相差。当视场很大时,边缘上的物点离光轴远,光束倾斜大,经透镜后则引起象散。象散使原来的物点在成象后变成两个分离并且相互垂直的短线,在理想象平面上综合后,形成一个椭圆形的斑点。象散是通过复杂的透镜组合来消除。5. 场曲(Curvature of field)场曲又称"象场弯曲"。当透镜存在场曲时,整个光束的交点不与理想象点重合,虽然在每个特定点都能得到清晰的象点,但整个象平面则是一个曲面。这样在镜检时不能同时看清整个相面,给观察和照相造成困难。因此研究用显微镜的物镜一般都是平场物镜,这种物镜已经矫正了场曲;。6. 畸变(Distortion)前面所说各种相差除场曲外,都影响象的清晰度。畸变是另一种性质的相差,光束的同心性不受到破坏。因此,不影响象的清晰度,但使象与原物体比,在形状上造成失真。三 显微镜的成象(几何成象)原理显微镜之所以能将被检物体进行放大,是通过透镜来实现的。单透镜成象具有象差,严重影响成象质量。因此显微镜的主要光学部件都由透镜组合而成。从透镜的性能可知,只有凸透镜才能起放大作用,而凹透镜不行。显微镜的物镜与目镜虽都由透镜组合而成,但相当于一个凸透镜。为便于了解显微镜的放大原理,简要说明一下凸透镜的5种成象规律:(1) 当物体位于透镜物方二倍焦距以外时,则在象方二倍焦距以内、焦点以外形成缩小的倒立实象;(2) 当物体位于透镜物方二倍焦距上时,则在象方二倍焦距上形成同样大小的倒立实象;(3) 当物体位于透镜物方二倍焦距以内,焦点以外时,则在象方二倍焦距以外形成放大的倒立实象; (4) 当物体位于透镜物方焦点上时,则象方不能成象;(5) 当物体位于透镜物方焦点以内时,则象方也无象的形成,而在透镜物方的同侧比物体远的位置形成放大的直立虚象。显微镜的成象原理就是利用上述(3)和(5)的规律把物体放大的。当物体处在物镜前F-2F(F为物方焦距)之间,则在物镜象方的二倍焦距以外形成放大的倒立实象。在显微镜的设计上,将此象落在目镜的一倍焦距F1之内,使物镜所放大的第一次象(中间象),又被目镜再一次放大,最终在目镜的物方(中间象的同侧)、人眼的明视距离(250mm)处形成放大的直立(相对中间象而言)虚象。因此,当我们在镜检时,通过目镜(不另加转换棱镜)看到的象于原物体的象,方向相反。 四.显微镜光学系统简介显微镜光学系统的设计有三种光学系统。1 长筒光学系统2 万能无限远校正光学系统:是目前最先进的光路设计,它分体现了无限远校正方式的优越性。光线通过物镜后成为平行光束通过镜筒,并在结象透镜处折射或完成无相差的中间象。物镜与观察筒内结象透镜之间可添加光学附件,而不影响总放大倍数。另外这种光学系统不需要安装附加校正透镜,都能得到最佳的显微图象。 第三章 显微镜的重要光学技术参数在镜检时,人们总是希望能清晰而明亮的理想图象,这就需要显微镜的各项光学技术参数达到一定的标准,并且要求在使用时,必须根据镜检的目的和实际情况来协调各参数的关系。只有这样,才能充分发挥显微镜应有的性能,得到满意的镜检效果。显微镜的光学技术参数包括:数值孔径、分辨率、放大率、焦深、视场宽度、覆盖差、工作距离等等。这些参数并不都是越高越好,它们之间是相互联系又相互制约的,在使用时,应根据镜检的目的和实际情况来协调参数间的关系,但应以保证分辨率为准。一. 数值孔径数值孔径简写NA,数值孔径是物镜和聚光镜的主要技术参数,是判断两者(尤其对物镜而言)性能高低的重要标志。其数值的大小,分别标科在物镜和聚光镜的外壳上。 数值孔径(NA)是物镜前透镜与被检物体之间介质的折射率(h)和孔径角(u)半数的正玄之乘积。用公式表示如下:NA=hsinu/2孔径角又称"镜口角",是物镜光轴上的物体点与物镜前透镜的有效直径所形成的角度。孔径角越大,进入物镜的光通亮就越大,它与物镜的有效直径成正比,与焦点的距离成反比。显微镜观察时,若想增大NA值,孔径角是无法增大的,唯一的办法是增大介质的折射率h值。基于这一原理,就产生了水浸系物镜和油浸物镜,因介质的折射率h值大于一,NA值就能大于一。数值孔径最大值为1.4,这个数值在理论上和技术上都达到了极限。目前,有用折射率高的溴萘作介质,溴萘的折射率为1.66,所以NA值可大于1.4。α这里必须指出,为了充分发挥物镜数值孔径的作用,在观察时,聚光镜的NA值应等于或略大于物镜的NA值,数值孔径与其他技术参数有着密切的关系,它几乎决定和影响着其他各项技术参数。它与分辨率成正比,与放大率成正比,与焦深成反比,NA值增大,视场宽度与工作距离都会相应地变小。 二. 分辨率分辨率又称"鉴别率","解像力"。是衡量显微镜性能的又一个重要技术参数。显微镜的分辨率用公式表示为:d=l/NA式中d为最小分辨距离;l为光线的波长;NA为物镜的数值孔径。可见物镜的分辨率是由物镜的NA值与照明光源的波长两个因素决定。NA值越大,照明光线波长越短,则d值越小,分辨率就越高。要提高分辨率,即减小d值,可采取以下措施1. 降低波长l值,使用短波长光源。2.曾大介质h值和提高NA值(NA=hsinu/2)。3.增大孔径角。4.增加明暗反差。三. 放大率放大率就是放大倍数,是指被检验物体经物镜放大再经目镜放大后,人眼所看到的最终图象的大小对原物体大小的比值,是物镜和目镜放大倍数的乘积。放大率也是显微镜的重要参数,但也不能盲目相信放大率越高越好,在选择时应首先考虑物镜的数值孔径。
有一款紫外检测器光路是这样的:由光源氘灯发出的连续光(波长190nm--400nm)经过一个凹面镜,再通过一个凸透镜(聚光透镜),然后经过入射狭缝.....http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/01/201501311249_533661_2960432_3.png当然,在上面的光路中:凹面镜的作用一方面起聚光作用,另一反面起转换光路方向的作用,请教各位大虾(1)凹面镜的焦点是否在凸透镜的入射焦点上?如果两焦点重合,那么入射狭缝得到的光就是平行光束。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/01/201501311749_533696_2960432_3.png(2)入射狭缝是否在聚光透镜的出射焦点上?如果凹面镜的焦点不和聚光透镜的入射焦点重合,那么,氘灯发出的光经过凹面镜后到达聚光透镜时就接近于平行光,光束经过聚光透镜后会通过凸透镜出射的焦点,请问:入射狭缝是否正好在聚光透镜的出射焦点上?谢谢!http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/01/201501311748_533695_2960432_3.png
显微镜基础知识 http://www.instrument.com.cn/vip/paper.asp?sel=&keywords=lzb836&Submit=%CB%D1%CB%F7 第一章: 显微镜简史 随着科学技术的进步,人们越来越需要观察微观世界,显微镜正是这样的设备,它突破了人类的视觉极限,使之延伸到肉眼无法看清的细微结构。 显微镜是从十五世纪开始发展起来。从简单的放大镜的基础上设计出来的单透镜显微镜,到1847年德国蔡司研制的结构复杂的复式显微镜,以及相差,荧光,偏光,显微观察方式的出现,使之更广范地应用于金属材料,生物学,化工等领域。 下载资料:http://www.instrument.com.cn/vip/paper.asp?sel=&keywords=lzb836&Submit=%CB%D1%CB%F7http://www.instrument.com.cn/bbs/shtml/20080102/1123578/index.shtml 第二章 显微镜的基本光学原理 一. 折射和折射率 光线在均匀的各向同性介质中,两点之间以直线传播,当通过不同密度介质的透明物体时,则发生折射现像,这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体(如玻璃)时,光线在其介面改变了方向,并和法线构成折射角。 二. 透镜的性能 透镜是组成显微镜光学系统的最基本的光学元件,物镜、目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜组成。依其外形的不同,可分为凸透镜(正透镜)和凹透镜(负透镜)两大类。 当一束平行于光轴的光线通过凸透镜后相交于一点,这个点称“焦点”,通过交点并垂直光轴的平面,称“焦平面”。焦点有两个,在物方空间的焦点,称“物方焦点”,该处的焦平面,称“物方焦平面”;反之,在像方空间的焦点,称“像方焦点”,该处的焦平面,称“像方焦平面”。 光线通过凹透镜后,成正立虚像,而凸透镜则成正立实像。实像可在屏幕上显现出来,而虚像不能。 三. 影响成像的关键因素—像差 由于客观条件,任何光学系统都不能生成理论上理想的像,各种像差的存在影响了成像质量。下面分别简要介绍各种像差。 1. 色差(Chromatic aberration) 色差是透镜成像的一个严重缺陷,发生在多色光为光源的情况下,单色光不产生色差。白光由红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 七种组成,各种光的波长不同 ,所以在通过透镜时的折射率也不同,这样物方一个点,在像方则可能形成一个色斑。光学系统最主要的功能就是消色差。 色差一般有位置色差,放大率色差。位置色差使像在任何位置观察都带有色斑或晕环,使像模糊不清。而放大率色差使像带有彩色边缘。 2. 球差(Spherical aberration) 球差是轴上点的单色相差,是由于透镜的球形表面造成的。球差造成的结果是,一个点成像后,不在是个亮点,而是一个中间亮边缘逐渐模糊的亮斑,从而影响成像质量。 球差的矫正常利用透镜组合来消除,由于凸、凹透镜的球差是相反的,可选配不同材料的凸凹透镜胶合起来给予消除。旧型号显微镜,物镜的球差没有完全矫正,应与相应的补偿目镜配合,才能达到纠正效果。一般新型显微镜的球差完全由物镜消除。 3. 慧差(Coma) 慧差属轴外点的单色像差。轴外物点以大孔径光束成像时,发出的光束通过透镜后,不再相交一点,则一光点的像便会得到一逗点状,型如慧星,故称“慧差”。 4. 像散(Astigmatism) 像散也是影响清晰度的轴外点单色像差。当视场很大时,边缘上的物点离光轴远,光束倾斜大,经透镜后则引起像散。像散使原来的物点在成像后变成两个分离并且相互垂直的短线,在理想像平面上综合后,形成一个椭圆形的斑点。像散是通过复杂的透镜组合来消除。 5. 场曲(Curvature of field) 场曲又称“像场弯曲”。当透镜存在场曲时,整个光束的交点不与理想像点重合,虽然在每个特定点都能得到清晰的像点,但整个像平面则是一个曲面。这样在镜检时不能同时看清整个像面,给观察和照相造成困难。因此研究用显微镜的物镜一般都是平场物镜,这种物镜已经矫正了场曲。 6. 畸变(Distortion) 前面所说各种像差除场曲外,都影响像的清晰度。畸变是另一种性质的像差,光束的同心性不受到破坏。因此,不影响像的清晰度,但使像与原物体比,在形状上造成失真。 四. 显微镜的成像(几何成像)原理 显微镜之所以能将被检物体进行放大,是通过透镜来实现的。单透镜成像具有像差,严重影响成像质量。因此显微镜的主要光学部件都由透镜组合而成。从透镜的性能可知,只有凸透镜才能起放大作用,而凹透镜不行。显微镜的物镜与目镜虽都由透镜组合而成,但相当于一个凸透镜。为便于了解显微镜的放大原理,简要说明一下凸透镜的5种成像规律: (1) 当物体位于透镜物方二倍焦距以外时,则在像方二倍焦距以内、焦点以外形成缩小的倒立实像; (2) 当物体位于透镜物方二倍焦距上时,则在像方二倍焦距上形成同样大小的倒立实像; (3) 当物体位于透镜物方二倍焦距以内,焦点以外时,则在像方二倍焦距以外形成放大的倒立实像; (4) 当物体位于透镜物方焦点上时,则像方不能成像; (5) 当物体位于透镜物方焦点以内时,则像方也无像的形成,而在透镜物方的同侧比物体远的位置形成放大的直立虚像。 显微镜的成像原理就是利用上述(3)和(5)的规律把物体放大的。当物体处在物镜前F-2F(F为物方焦距)之间,则在物镜像方的二倍焦距以外形成放大的倒立实像。在显微镜的设计上,将此像落在目镜的一倍焦距F1之内,使物镜所放大的第一次像(中间像),又被目镜再一次放大,最终在目镜的物方(中间像的同侧)、人眼的明视距离(250mm)处形成放大的直立(相对中间像而言)虚像。因此,当我们在镜检时,通过目镜(不另加转换棱镜)看到的像于原物体的像,方向相反。 五.显微镜光学系统简介 显微镜光学系统的设计有三种光学系统。 1 . 长筒光学系统 2 . 万能无限远校正光学系统:是较先进的光路设计,它体现了无限远校正方式的优越性。光线通过物镜后成为平行光束通过镜筒,并在结像透镜处折射或完成无像差的中间像。物镜与观察筒内结像透镜之间可添加光学附件,而不影响总放大倍数。另外这种光学系统不需要安装附加校正透镜,都能得到最佳的显微图像。 3. 万能无限远双重色差校正光学系统:是目前最先进的光路设计,不但能矫正位置色差,同时还能矫正倍率色差可提高水平分辨率12%,提供最高反差、最高衬度、最高分辨率的最锐利图象。下载资料:http://www.instrument.com.cn/vip/paper.asp?sel=&keywords=lzb836&Submit=%CB%D1%CB%F7 http://www.instrument.com.cn/bbs/shtml/20080102/1123578/index.shtml
f时,学生都能在凸透镜另一侧的光屏上得到一个清晰的像,这是实像,接着让学生用一块平面镜代替凸透镜,再移动光屏,学生发现,镜中能看到蜡烛的像,但光屏上得不到,这是虚像。两次实验结合起来,学生对两者的区别显然更容易理解了。 再如用电器工作时,消耗电能与产生热量之间的关系学生不容易搞清,为此可设计如下实验:取一小型电动机,测出其线圈电阻R,先让其正常运转,测出I1和U1,比较U1I1与I12R是否相等,因为电机转动,产生了机械能,所以消耗的电能应大于产生的热量。然后将电机卡住不转,测出其I2和U2,比较U2I2与I22R是否相等,因为电机不动,消耗的电能与产生的热量是相等的。通过该演示实验,学生就弄清两者的关系了。
小小大千世界 柯南我们的眼睛能看到数百万光年外的星系,却不一定能看到眼前细小的物体。在大尺度上观察物质的运动,毫无疑问能得到强烈的美感。那么从极其微小的尺 度上呢?威廉布莱克在一首诗中写道: 一花一世界, 一沙一天堂, 掌中握无限, 霎那成永恒。 ——《天真的预言》(Auguries of Innocence),1863如果除去其中的神秘主义和宗教意味,那么这首诗恰好与微观世界的某些特点不谋而合。例如一朵花包含数以万计的细胞,而一粒沙确实是由无数的氧原子和硅原子组成的(SiO2)。 不过,即使把一朵花握于掌中,你也决不会肉眼分辨出其中的“世界”。一个视力正常的人,只能看清大约25厘米之外的物体,如果继续靠近,晶状体就无法把物体的像正确的投影在视网膜上。即使在25厘米的明视距离上,你也只拥有1分的分辨率。或者说,在这个距离上,你恰好能把两条相距0.075毫米的线分开。从生物学的角度可以解释这种现象。当两条线的距离小于0.075毫米的时候,它们的像就会落在视网膜的同一个视觉感受器——视锥细胞或者视杆细胞——上面。那么你就没法把它们分辨开来。 很早以前,人们就知道某些光学装置能够“放大”物体。比如在《墨经》里面就记载了能放大物体的凹面镜。至于凸透镜是什么时候发明的,可能已经无法考证。凸透镜——有的时候人们把它称为“放大镜”——能够聚焦太阳光,也能让你看到放大后的物体,这是因为凸透镜能够把光线偏折。你通过凸透镜看到的其实是一种幻觉,严格的说,叫做虚像。当物体发出的光通过凸透镜的时候,光线会以特定的方式偏折。当我们看到那些光线的时候,或不自觉地认为它们仍然是沿笔直的路线传播。结果,物体就会看上去比原来大。 单个凸透镜能够把物体放大几十倍,这远远不足以让我们看清某些物体的细节。公元13世纪,出现了为视力不济的人准备的眼镜——一种玻璃制造的透镜片。随着笼罩欧洲一千年的黑暗消失,各种新的发明纷纷涌现出来,显微镜(microscope)就是其中的一个。大约在16世纪末,荷兰的眼镜商詹森(Zaccharias Janssen)和他的儿子把几块镜片放进了一个圆筒中,结果发现通过圆筒看到附近的物体出奇的大,这就是现在的显微镜和望远镜的前身。 詹森制造的是第一台复合式显微镜。使用两个凸透镜,一个凸透镜把另外一个所成的像进一步放大,这就是复合式显微镜的基本原理。如果两个凸透镜一个能放大10倍,另一个能放大20倍,那么整个镜片组合的的放大倍数就是10*20=200倍。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/07/200807211512_99455_1644912_3.gif[/img]
第一章: 显微镜简史随着科学技术的进步,人们越来越需要观察微观世界,显微镜正是这样的设备,它突破了人类的视觉极限,使之延伸到肉眼无法看清的细微结构。显微镜是从十五世纪开始发展起来。从简单的放大镜的基础上设计出来的单透镜显微镜,到1847年德国蔡司研制的结构复杂的复式显微镜,以及相差,荧光,偏光,显微观察方式的出现,使之更广范地应用于金属材料,生物学,化工等领域。第二章 显微镜的基本光学原理一. 折射和折射率光线在均匀的各向同性介质中,两点之间以直线传播,当通过不同密度介质的透明物体时,则发生折射现像,这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体(如玻璃)时,光线在其介面改变了方向,并和法线构成折射角。二. 透镜的性能透镜是组成显微镜光学系统的最基本的光学元件,物镜、目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜组成。依其外形的不同,可分为凸透镜(正透镜)和凹透镜(负透镜)两大类。当一束平行于光轴的光线通过凸透镜后相交于一点,这个点称“焦点”,通过交点并垂直光轴的平面,称“焦平面”。焦点有两个,在物方空间的焦点,称“物方焦点”,该处的焦平面,称“物方焦平面”;反之,在像方空间的焦点,称“像方焦点”,该处的焦平面,称“像方焦平面”。光线通过凹透镜后,成正立虚像,而凸透镜则成正立实像。实像可在屏幕上显现出来,而虚像不能。 三. 影响成像的关键因素—像差由于客观条件,任何光学系统都不能生成理论上理想的像,各种像差的存在影响了成像质量。下面分别简要介绍各种像差。1. 色差(Chromatic aberration)色差是透镜成像的一个严重缺陷,发生在多色光为光源的情况下,单色光不产生色差。白光由红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 七种组成,各种光的波长不同 ,所以在通过透镜时的折射率也不同,这样物方一个点,在像方则可能形成一个色斑。光学系统最主要的功能就是消色差。色差一般有位置色差,放大率色差。位置色差使像在任何位置观察都带有色斑或晕环,使像模糊不清。而放大率色差使像带有彩色边缘。2. 球差(Spherical aberration)球差是轴上点的单色相差,是由于透镜的球形表面造成的。球差造成的结果是,一个点成像后,不在是个亮点,而是一个中间亮边缘逐渐模糊的亮斑,从而影响成像质量。球差的矫正常利用透镜组合来消除,由于凸、凹透镜的球差是相反的,可选配不同材料的凸凹透镜胶合起来给予消除。旧型号显微镜,物镜的球差没有完全矫正,应与相应的补偿目镜配合,才能达到纠正效果。一般新型显微镜的球差完全由物镜消除。3. 慧差(Coma)慧差属轴外点的单色像差。轴外物点以大孔径光束成像时,发出的光束通过透镜后,不再相交一点,则一光点的像便会得到一逗点状,型如慧星,故称“慧差”。4. 像散(Astigmatism)像散也是影响清晰度的轴外点单色像差。当视场很大时,边缘上的物点离光轴远,光束倾斜大,经透镜后则引起像散。像散使原来的物点在成像后变成两个分离并且相互垂直的短线,在理想像平面上综合后,形成一个椭圆形的斑点。像散是通过复杂的透镜组合来消除。5. 场曲(Curvature of field)场曲又称“像场弯曲”。当透镜存在场曲时,整个光束的交点不与理想像点重合,虽然在每个特定点都能得到清晰的像点,但整个像平面则是一个曲面。这样在镜检时不能同时看清整个像面,给观察和照相造成困难。因此研究用显微镜的物镜一般都是平场物镜,这种物镜已经矫正了场曲。6. 畸变(Distortion)前面所说各种像差除场曲外,都影响像的清晰度。畸变是另一种性质的像差,光束的同心性不受到破坏。因此,不影响像的清晰度,但使像与原物体比,在形状上造成失真。四. 显微镜的成像(几何成像)原理显微镜之所以能将被检物体进行放大,是通过透镜来实现的。单透镜成像具有像差,严重影响成像质量。因此显微镜的主要光学部件都由透镜组合而成。从透镜的性能可知,只有凸透镜才能起放大作用,而凹透镜不行。显微镜的物镜与目镜虽都由透镜组合而成,但相当于一个凸透镜。为便于了解显微镜的放大原理,简要说明一下凸透镜的5种成像规律:(1) 当物体位于透镜物方二倍焦距以外时,则在像方二倍焦距以内、焦点以外形成缩小的倒立实像;(2) 当物体位于透镜物方二倍焦距上时,则在像方二倍焦距上形成同样大小的倒立实像;(3) 当物体位于透镜物方二倍焦距以内,焦点以外时,则在像方二倍焦距以外形成放大的倒立实像;(4) 当物体位于透镜物方焦点上时,则像方不能成像;(5) 当物体位于透镜物方焦点以内时,则像方也无像的形成,而在透镜物方的同侧比物体远的位置形成放大的直立虚像。显微镜的成像原理就是利用上述(3)和(5)的规律把物体放大的。当物体处在物镜前F-2F(F为物方焦距)之间,则在物镜像方的二倍焦距以外形成放大的倒立实像。在显微镜的设计上,将此像落在目镜的一倍焦距F1之内,使物镜所放大的第一次像(中间像),又被目镜再一次放大,最终在目镜的物方(中间像的同侧)、人眼的明视距离(250mm)处形成放大的直立(相对中间像而言)虚像。因此,当我们在镜检时,通过目镜(不另加转换棱镜)看到的像于原物体的像,方向相反。五.显微镜光学系统简介显微镜光学系统的设计有三种光学系统。1 . 长筒光学系统2 . 万能无限远校正光学系统:是较先进的光路设计,它体现了无限远校正方式的优越性。光线通过物镜后成为平行光束通过镜筒,并在结像透镜处折射或完成无像差的中间像。物镜与观察筒内结像透镜之间可添加光学附件,而不影响总放大倍数。另外这种光学系统不需要安装附加校正透镜,都能得到最佳的显微图像。3. 万能无限远双重色差校正光学系统:是目前最先进的光路设计,不但能矫正位置色差,同时还能矫正倍率色差可提高水平分辨率12%,提供最高反差、最高衬度、最高分辨率的最锐利图象。-----------------------[color=#00008B][size=4]资料不错,已经按照2个帖子的形式发表,这样集中些[/size][/color]
一、 光学显微镜的发展历史 早在公元前一世纪,人们就已发现通过球形透明物体去观察微小物体时,可以使其放大成像。后来逐渐对球形玻璃表面能使物体放大成像的规律有了认识。 1590年,荷兰和意大利的眼镜制造者已经造出类似显微镜的放大仪器。1610年前后,意大利的伽利略和德国的开普勒在研究望远镜的同时,改变物镜和目镜之间的距离,得出合理的显微镜光路结构,当时的光学工匠遂纷纷从事显微镜的制造、推广和改进。 17世纪中叶,英国的胡克和荷兰的列文胡克,都对显微镜的发展做出了卓越的贡献。1665年前后,胡克在显微镜中加入粗动和微动调焦机构、照明系统和承载标本片的工作台。这些部件经过不断改进,成为现代显微镜的基本组成部分。 1673~1677年期间,列文胡克制成单组元放大镜式的高倍显微镜,其中九台保存至今。胡克和列文胡克利用自制的显微镜,在动、植物机体微观结构的研究方面取得了杰出成就。 19世纪,高质量消色差浸液物镜的出现,使显微镜观察微细结构的能力大为提高。1827年阿米奇第一个采用了浸液物镜。19世纪70年代,德国人阿贝奠定了显微镜成像的古典理论基础。这些都促进了显微镜制造和显微观察技术的迅速发展,并为19世纪后半叶包括科赫、巴斯德等在内的生物学家和医学家发现细菌和微生物提供了有力的工具。 在显微镜本身结构发展的同时,显微观察技术也在不断创新:1850年出现了偏光显微术;1893年出现了干涉显微术;1935年荷兰物理学家泽尔尼克创造了相衬显微术,他为此在1953年获得了诺贝尔物理学奖。 古典的光学显微镜只是光学元件和精密机械元件的组合,它以人眼作为接收器来观察放大的像。后来在显微镜中加入了摄影装置,以感光胶片作为可以记录和存储的接收器。现代又普遍采用光电元件、电视摄像管和电荷耦合器等作为显微镜的接收器,配以微型电子计算机后构成完整的图像信息采集和处理系统。 目前全世界最主要的显微镜厂家主要有:蔡司、徕卡、奥林巴斯、尼康。国内厂家主要有:麦克奥迪、江南、重庆光电、奥特光电等。二、 显微镜的基本光学原理(一) 折射和折射率 光线在均匀的各向同性介质中,两点之间以直线传播,当通过不同密度介质的透明物体时,则发生折射现像,这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体(如玻璃)时,光线在其介面改变了方向,并和法线构成折射角。(二) 透镜的性能 透镜是组成显微镜光学系统的最基本的光学元件,物镜目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜组成。依其外形的不同,可分为凸透镜(正透镜)和凹透镜(负透镜)两大类。 当一束平行于光轴的光线通过凸透镜后相交于一点,这个点称”焦点”,通过交点并垂直光轴的平面,称”焦平面”。焦点有两个,在物方空间的焦点,称”物方焦点”,该处的焦平面,称”物方焦平面”;反之,在像方空间的焦点,称”像方焦点”,该处的焦平面,称”像方焦平面”。 光线通过凹透镜后,成正立虚像,而凸透镜则成正立实像。实像可在屏幕上显现出来,而虚像不能。(三) 凸透镜的五种成像规律1. 当物体位于透镜物方二倍焦距以外时,则在像方二倍焦距以内、焦点以外形成缩小的倒立实像;2. 当物体位于透镜物方二倍焦距上时,则在像方二倍焦距上形成同样大小的倒立实像;3. 当物体位于透镜物方二倍焦距以内,焦点以外时,则在像方二倍焦距以外形成放大的倒立实像;4. 当物体位于透镜物方焦点上时,则像方不能成像;5. 当物体位于透镜物方焦点以内时,则像方也无像的形成,而在透镜物方的同侧比物体远的位置形成放大的直立虚像。三、 光学显微镜的成像(几何成像)原理 只有当物体对人眼的张角不小于某一值时,肉眼才能区别其各个细部,该量称为目视分辨率ε。在最佳条件下,即物体的照度为50~70lx及其对比度较大时,可达到1’。为易于观测,一般将该量加大到2’,并取此为平均目镜分辨率。 物体视角的大小与该物体的长度尺寸和物体至眼睛的距离有关。有公式y=Lε距离L不能取得很小,因为眼睛的调节能力有一定限度,尤其是眼睛在接近调节能力的极限范围工作时,会使视力极度疲劳。对于标准(正视)而言,最佳的视距规定为250mm(明视距离)。这意味着,在没有仪器的条件下,目视分辨率 ε=2’的眼睛,能清楚地区分大小为0.15mm的物体细节。 在观测视角小于1’的物体时,必须使用放大仪器。放大镜和显微镜是用于观测放置在观测人员近处应予放大的物体的。(一)放大镜的成像原理 表面为曲面的玻璃或其他透明材料制成的光学透镜可以使物体放大成像,光路图如图1所示。位于物方焦点F以内的物AB,其大小为y,它被放大镜成一大小为y’的虚像A’B’。放大镜的放大率Γ=250/f’式中250--明视距离,单位为mmf’—放大镜焦距,单位为mm该放大率是指在250mm的距离内用放大镜观察到的物体像的视角同没有放大镜观察到的物体视角的比值。 。。。。。。。。。。。。。。 [URL=http://www.microscopeline.com/art.asp?id=252&did=56]...........[/URL]资料来源[URL=http://www.microscopeline.com]显微在线[/URL]
一、 光学显微镜的发展历史 早在公元前一世纪,人们就已发现通过球形透明物体去观察微小物体时,可以使其放大成像。后来逐渐对球形玻璃表面能使物体放大成像的规律有了认识。 1590年,荷兰和意大利的眼镜制造者已经造出类似显微镜的放大仪器。1610年前后,意大利的伽利略和德国的开普勒在研究望远镜的同时,改变物镜和目镜之间的距离,得出合理的显微镜光路结构,当时的光学工匠遂纷纷从事显微镜的制造、推广和改进。 17世纪中叶,英国的胡克和荷兰的列文胡克,都对显微镜的发展作出了卓越的贡献。1665年前后,胡克在显微镜中加入粗动和微动调焦机构、照明系统和承载标本片的工作台。这些部件经过不断改进,成为现代显微镜的基本组成部分。 1673~1677年期间,列文胡克制成单组元放大镜式的高倍显微镜,其中九台保存至今。胡克和列文胡克利用自制的显微镜,在动、植物机体微观结构的研究方面取得了杰出成就。 19世纪,高质量消色差浸液物镜的出现,使显微镜观察微细结构的能力大为提高。1827年阿米奇第一个采用了浸液物镜。19世纪70年代,德国人阿贝奠定了显微镜成像的古典理论基础。这些都促进了显微镜制造和显微观察技术的迅速发展,并为19世纪后半叶包括科赫、巴斯德等在内的生物学家和医学家发现细菌和微生物提供了有力的工具。 在显微镜本身结构发展的同时,显微观察技术也在不断创新:1850年出现了偏光显微术;1893年出现了干涉显微术;1935年荷兰物理学家泽尔尼克创造了相衬显微术,他为此在1953年获得了诺贝尔物理学奖。 古典的光学显微镜只是光学元件和精密机械元件的组合,它以人眼作为接收器来观察放大的像。后来在显微镜中加入了摄影装置,以感光胶片作为可以记录和存储的接收器。现代又普遍采用光电元件、电视摄像管和电荷耦合器等作为显微镜的接收器,配以微型电子计算机后构成完整的图像信息采集和处理系统。 目前全世界最主要的显微镜厂家主要有:奥林巴斯、蔡司、徕卡、尼康。国内厂家主要有:江南、麦克奥迪等。二、 显微镜的基本光学原理(一) 折射和折射率 光线在均匀的各向同性介质中,两点之间以直线传播,当通过不同密度介质的透明物体时,则发生折射现象,这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体(如玻璃)时,光线在其介面改变了方向,并和法线构成折射角。(二) 透镜的性能 透镜是组成显微镜光学系统的最基本的光学元件,物镜目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜组成。依其外形的不同,可分为凸透镜(正透镜)和凹透镜(负透镜)两大类。 当一束平行于光轴的光线通过凸透镜后相交于一点,这个点称"焦点",通过交点并垂直光轴的平面,称"焦平面"。焦点有两个,在物方空间的焦点,称"物方焦点",该处的焦平面,称"物方焦平面";反之,在象方空间的焦点,称"象方焦点",该处的焦平面,称"象方焦平面"。 光线通过凹透镜后,成正立虚像,而凸透镜则成正立实像。实像可在屏幕上显现出来,而虚像不能。(三) 凸透镜的五种成象规律1. 当物体位于透镜物方二倍焦距以外时,则在象方二倍焦距以内、焦点以外形成缩小的倒立实象; 2. 当物体位于透镜物方二倍焦距上时,则在象方二倍焦距上形成同样大小的倒立实象;3. 当物体位于透镜物方二倍焦距以内,焦点以外时,则在象方二倍焦距以外形成放大的倒立实象;4. 当物体位于透镜物方焦点上时,则象方不能成象;5. 当物体位于透镜物方焦点以内时,则象方也无象的形成,而在透镜物方的同侧比物体远的位置形成放大的直立虚象。三、 光学显微镜的成象(几何成象)原理 只有当物体对人眼的张角不小于某一值时,肉眼才能区别其各个细部,该量称为目视分辨率ε。在最佳条件下,即物体的照度为50~70lx及其对比度较大时,可达到1'。为易于观测,一般将该量加大到2',并取此为平均目镜分辨率。 物体视角的大小与该物体的长度尺寸和物体至眼睛的距离有关。有公式y=Lε距离L不能取得很小,因为眼睛的调节能力有一定限度,尤其是眼睛在接近调节能力的极限范围工作时,会使视力极度疲劳。对于标准(正视)而言,最佳的视距规定为250mm(明视距离)。这意味着,在没有仪器的条件下,目视分辨率ε=2'的眼睛,能清楚地区分大小为0.15mm的物体细节。 在观测视角小于1'的物体时,必须使用放大仪器。放大镜和显微镜是用于观测放置在观测人员近处应予放大的物体的。
一个奇怪的722e 光源镜是一个凸透镜
视力校正原理(以远视眼为例):http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/09/201109201555_318071_1626275_3.jpg 如图所示,为了矫正远视眼,需配戴一个凸透镜L,此镜片后顶点与人眼角膜顶点的距离用h表示,国际上统一规定为12mm。镜片与人眼之间组成了新的屈光系统。来自无穷远的光线,经所配镜片L成像于镜片后焦点F处,然后再经人眼的屈光作用,成像在视网膜上。此时镜片L成像于镜片后焦点F与人眼视网膜共轭。 我想请问的是这里所说的共轭是指:如果没有凸透镜L的话,仅经人眼的屈光作用,自无穷远的光线也正好成像于F处吧?但此时人看不清,因为像不在视网膜上。
是不是光栅一侧表面是凸透镜排列,而闪耀光栅一侧是三棱柱排列?
[back=white] [/back][font=宋体]福禄克(FLUKE)VT02可视红外测温仪是全球第一款可视红外(带热图)测温仪,是福禄克公司于2012年底推出的全新测试工具,上市价格要4千元左右一台。现在,廉颇老矣,其功能已经跟不上时代的发展步伐,但丢了也可惜。给它制作附加微距镜,扩大使用范围,可以观察电路板上的贴片电子元件短路发热故障情况,提高维修效率,继续发挥余热。下面是制作过程。[/font][b][font=宋体]一、福禄克(FLUKE)VT02外观[/font][/b][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011259163450_935_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体] 福禄克(FLUKE)VT02采用英国IRISYS公司生产的低成本热释电阵列传感器REDEYE-6A,物理分辨率较低,为31 x 31像素。VT02实际红外分辨率为15x15=225像数。为了增加辨识度、达到更好地观测效果,采用了热成像与可见光融合技术来补偿低分辨率红外传感器的系统。VT02配有一个视觉相机,根据需要,可将图像从全热成像混合至全视觉图像。因此,它有两个镜头,见下图。仪器前部是观测窗,一个是热红外镜头,采集物体散发的热辐射信号,供内部非制冷热释电阵列传感器REDEYE-6A工作;另一个是可见光镜头,采集物体表面反射的可见光,供内部视觉相机CCD(CMOS)传感器工作。[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011259551154_6049_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]仪器热红外镜头采用锗玻璃镜头(不透明)、可见光镜头采用普通玻璃光学镜头:[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011301015450_9441_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体] VT02[/font][font=宋体]红外传感器波长范围6.5μm-14μm,VT02视觉相机为11025像素(现在看来,该像素简直是惨不忍睹)。VT02的焦距是固定的,不能自动对焦。最近观察距离(nerve档)为15cm,对于电路板上的微小贴片电子元件而言,这个距离还是太远,不能用于细微观察。下图是仪器近距离档(nerve档)观看某手机局部结构的图片(可见光模式),镜头贴近电子元件使得图像较大,但成像模糊根本看不清楚:[/font][font=宋体][img=,500,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011301522309_62_1807987_3.jpg!w500x480.jpg[/img] [/font][b][font=宋体]二、选择微距透镜[/font][/b][font=宋体] 根据光学照相机加装微距镜的原理,只需在福禄克(FLUKE)VT02的双镜头前分别加装红外微距镜和普通光学微距镜,就可以改变其焦距、近距离观察电路板上微小的贴片元件。[/font][font=宋体]附加镜头与原仪器镜头两透镜叠加合成焦距估算公式:[/font][font=宋体]f[/font][font=宋体]合=(f1*f2)/(f1+f2-d),(d两透镜距离)本文中,f合=(15*5)/(15+5-1.8)=4.12(cm)[/font][font=宋体]加装微距镜后,观测电路板上微小电子元件的清晰度大大提高,可以分辨出元件类型,见下图(可见光模式):[/font][img=,500,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011302314603_4499_1807987_3.jpg!w500x480.jpg[/img][b][font=宋体]普通光学微距透镜的选择:[/font][/b][font=宋体]由于福禄克(FLUKE)VT02的视觉相机(普通光学相机)像数很低,对于光学透镜的材质要求不高,玻璃及亚克力材质都行,选用焦距5cm~10 cm焦距的放大镜头比较适宜,镜片直径与VT02的视觉相机的镜头孔相等或稍大一些都行。本制作选用一片折叠放大镜上的直径12mm、焦距50mm的玻璃透镜,见下图:[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011303086029_4284_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][b][font=宋体]红外热成像微距透镜的选择:[/font][/b][font=宋体]由于普通热成像工作波长一般在8~14um附近,普通光学玻璃透镜透过波长一般0.3~2.5um,因此对10um左右波长的黑体红外热辐射几乎是全吸收,不能用于红外热成像透镜,因此普通光学玻璃透镜不能作为红外镜头的附加微距镜。能穿透长波红外线的玻璃,用的最多的是锗玻璃和硒化锌玻璃。但锗玻璃很贵。考虑到低成本及取材容易,选用直径12mm、焦距50.8mm的硒化锌透镜(主要应用于二氧化碳激光雕刻机聚焦透镜),价格才几十元一片,波长范围0.5~22μm 左右,完全覆盖热成像对波长的要求,同时对500nm波段可见光也能透过,所以其玻璃透镜看起来是黄色透明的。[/font][img=,690,358]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011303339731_4469_1807987_3.jpg!w690x358.jpg[/img][font=宋体]如果不知道手头透镜的焦距时,可以按照下面的方法计算:[/font][font=宋体] [/font][font=宋体]①采用平行光聚焦法确定透镜的焦距。需要凸透镜、白纸和标尺。凸透镜正对着阳光,观察白纸上光斑的形状。当达到最小和最亮时,用刻度尺测量光斑到凸透镜中心的距离,重复几次取平均值。(或在室内较暗处,用白炽灯代替阳光,凸透镜正对着白炽灯,观察白纸上光斑的形状。当显现钨丝达到最细和最亮时,用刻度尺测量光斑到凸透镜中心的距离,重复几次取平均值。)[/font][font=宋体] ②采用非聚焦成像方法确定透镜的焦距。需要一个小电珠灯泡、一个凸透镜和一个标尺。用凸透镜由近及远观察灯泡中的灯丝。刚好从视线看不见的时候,用刻度尺测量两者之间的距离,重复几次,算出平均值。[/font][b][font=宋体]三、制作微距镜框架[/font][/b][font=宋体] 取1mm~1.5mm厚的塑料板制作微距镜框架。根据仪器观测窗镜头位置,钻两个直径12mm孔将镜片安装上(镜片凸面向外,边缘涂粘接剂),为了加固和美观,再粘两个黑色塑料外圈,框架旁边钻4个小孔,捆扎橡皮筋,用于固定在仪器镜头前,安装、取下都很方便:[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011304360835_9512_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011305048906_4460_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]下图是固定好微距镜的仪器:[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011305349796_4045_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011306170365_4114_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][b][font=宋体]四、仪器微距观测情况[/font][/b][font=宋体]仪器加装微距镜后,用于观察电路板上的贴片电子元件发热情况。下图是仪器近距离档(nerve档)安装微距镜后,拍摄的一些图片(室温16℃):[/font][font=宋体]笔记本电脑散热孔:[/font][img=,501,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011306533779_9714_1807987_3.jpg!w501x480.jpg[/img][font=宋体]手机充电线,插头处发热情况:[/font][img=,500,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011307299049_1528_1807987_3.jpg!w500x480.jpg[/img][font=宋体]某手机电路板边缘发热情况:[/font][img=,501,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011307562509_4913_1807987_3.jpg!w501x480.jpg[/img][font=宋体]某手机电路板屏蔽罩发热情况:[/font][img=,502,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011308348210_8379_1807987_3.jpg!w502x480.jpg[/img][b][font=宋体]观测需要注意问题:[/font][/b][font=宋体]福禄克(FLUKE)VT02最近观测距离(nerve档)为15cm。在此距离处,热成像与可见光图像融合良好,过近或过远,热成像与可见光图像融合不好,二者图像重合度差,仪器屏幕上热成像图像位置偏离物件实际位置,对要求高的观测,效果不理想。[/font][font=宋体]下图是距15厘米处,观察一根受热细铁丝,热成像与可见光图像融合良好:[/font][img=,499,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011309104477_6243_1807987_3.jpg!w499x480.jpg[/img][font=宋体]下图是距离小于15厘米观察一根受热细铁丝,热成像呈下偏差:[/font][img=,500,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011309553537_5445_1807987_3.jpg!w500x480.jpg[/img][font=宋体]下图是距离大于15厘米观察一根受热细铁丝,热成像呈上偏差:[/font][img=,501,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011310249867_4967_1807987_3.jpg!w501x480.jpg[/img][font=宋体] [/font][font=宋体]同样的道理,当给仪器加装热成像及普通光学微距镜后,由于观测距离更近,热成像与可见光图像融合度更差,屏幕上两图像位置相距更远。这是仪器结构决定的,无法改动。在实际使用中,对一些要求较高的观测工作,可以按照下面的操作办法,得到较好的观测图像效果:[/font][font=宋体] 给仪器安装微距镜后,将仪器置于可升降观察架上,电路板置于工作台上,有一些适当的环境光。仪器开机,先置图像模式为全可见光,调节仪器镜头与被观察电路板的距离,使电子元件的光学成像清晰可见,然后再调节仪器热成像与可见光图像融合比例至合适观测位置(选择热成像70~100%),慢慢平移工作台上的电路板,寻找有异常发热故障的元件。下图是电路板上一段有电流线路(宽1mm)的全红外热图:[/font][img=,498,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011311071217_5177_1807987_3.jpg!w498x480.jpg[/img][font=宋体] [/font][font=宋体]知道该仪器近距离观察物体有融合度不够好这个问题后,当被测发热点单一,观测工作要求不高,只需将仪器观测焦点(十字星)对准热成像中心,也能得到被测发热点温度值,不必要求图像100%融合后再测量,这样简单快捷一些。[/font][b][font=宋体]结语:[/font][/b][font=宋体]给热成像仪加装微距镜,不用昂贵的锗玻璃镜头,采用激光雕刻机使用的硒化锌聚焦透镜,取材容易,性价比最高。市面上绝大多数热成像仪配套的微距镜也是这种方案,值得一试。[/font]
一次清光路的过程中将光路中的一面凸透镜摔碎了,各位大神家有没有报废的光路可以支援下[img=,690,920]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712181321_4946_3334172_3.jpg!w690x920.jpg[/img]
最近在弄原子吸收,光路调节把我给弄疯了,究竟是先调空心阴极灯的位置,还是不管它,直接调节凸透镜?光学知识几乎为零,光路有一个是在垂直光路上移动的,有一个是可以沿着镜轴旋转的,究竟怎样才能把光路调好?有什么方法步骤吗?
[b][font=宋体][size=19px]【作者按】[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]仪器的测试过程可归类为两件事:激发样品的信息,接收及处理样品的信息。因此其可被看成是由两类功能部件所组成:信号激发、信号接收处理。对扫描电镜来说电子枪和磁透镜属于激发样品信号的部件,探头属于接收样品信息的部件。它们都是构成扫描电镜的最基本部件,其性能的高低将对扫描电镜测试结果产生重大影响。学习扫描电镜也必须从认识这三个功能部件做起。篇幅所限,本文将只探讨激发信号的关键部件:电子枪、电磁透镜。[/size][/font][size=24px]一、[font=&][size=9px] [/size][/font][/size][font=宋体][size=24px]电子枪[/size][/font][font=宋体][size=19px]电子枪是电子显微镜产生高能电子束,这一样品信号激发源的源头。透射电镜和扫描电镜电子枪的构造基本一致。[/size][/font][font=宋体][size=19px]电子枪分为两种:热发射、场发射,它们主体都是三极结构设计。不同点:热发射(阴、栅、阳);场发射(阴极、第一阳极、第二阳极)。热场电子枪在阴极下方增加了一个抑制热电子发射的栅极。[/size][/font][b][size=19px]1.1[/size][font=宋体][size=19px]热发射电子枪[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]热发射电子枪按阴极材质分为两类:发叉钨丝和六硼化镧。[/size][/font][font=宋体][size=19px]发叉钨丝材质是多晶钨,功函数大,电子须由高温激发。电子束发散性、色差都比较大,束流密度低。故本征亮度低,分辨能力较差。[/size][/font][font=宋体][size=19px]六硼化镧灯丝的材质为六硼化镧单晶,功函数较发叉钨丝低,激发电子的温度也较低,电子束发散性、色差较发叉钨丝小,束流密度较高。本征亮度和分辨力都好于发叉钨丝。[/size][/font][b][size=19px]1.1.1[/size][font=宋体][size=19px]钨灯丝结构图[/size][/font][/b][align=center][b][font=宋体][size=19px][img=电子枪与电磁透镜的另类解析1.png,664,215]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/ce0d7ace-71d6-4ab7-8f68-495672dab472.jpg[/img][/size][/font][/b][/align][b][size=19px]1.1.2 [/size][font=宋体][size=19px]六硼化镧灯丝结构图[/size][/font][/b][align=center][size=19px][b][img=电子枪与电磁透镜的另类解析2.png,664,278]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/a3341978-d9d2-4556-b62b-1f1c8cfe9484.jpg[/img][/b][/size][/align][size=19px][b]1.1.3[/b][/size][b][font=宋体][size=19px]热发射电子枪(钨灯丝、六硼化镧)结构如下图:[/size][/font][/b][align=center][img=电子枪与电磁透镜的另类解析a.png,664,239]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/186b57f0-421c-4d0e-afcb-fcf35820cb7e.jpg[/img][/align][b][size=19px]1.2[/size][font=宋体][size=19px]场发射电子枪[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]场发射电子枪分为:热场发射电子枪、冷场发射电子枪。[/size][/font][b][size=19px]1.2.1[/size][font=宋体][size=19px]场发射电子枪灯丝的结构及对比[/size][/font][/b][align=center][img=电子枪与电磁透镜的另类解析1.png,664,215]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/100f10a3-fe51-4966-96a8-ff2395470ad4.jpg[/img][/align][b][size=19px] 1.2.2[/size][font=宋体][size=19px]场发射电子枪的结构[/size][/font][size=19px] [/size][/b][font=宋体][size=19px]其结构图如下:[/size][/font][size=19px] [/size][align=center][size=19px][img=电子枪与电磁透镜的另类解析5.png,664,219]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/201f9912-eb0e-4749-9f83-1d2fb5184e03.jpg[/img][/size][/align][align=center][b][size=18px][font=宋体]左图为热场发射电子枪结构图[/font] [font=宋体]右图为冷场发射电子枪结构图[/font][/size][/b][/align][font=宋体][size=19px]从上图可见,电子枪无论是热场还是冷场,其基本架构都是阴极、第一阳极、第二阳极结构。热场电子枪结构多了一个栅极保护器,以抑制热场电子枪为降低功函数,在灯丝上加高温所发射的热电子。[/size][/font][size=19px][b]1.2.3[/b][/size][b][font=宋体][size=19px]场发射电子枪的工作过程[/size][/font][size=19px]1.2.3.1[/size][font=宋体][size=19px]热场发射电子枪:[/size][/font][font=宋体][size=19px]氧化锆[/size][/font][font=宋体][size=19px]∕[/size][/font][font=宋体][size=19px]钨单晶[/size][/font][font=宋体][size=19px]?[/size][/font][size=19px]1.0.0[/size][font=宋体][size=19px]?[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]所构成的灯丝(阴极)通电后其温度达到[/size][/font][size=19px]1200K[/size][font=宋体][size=19px]。位于灯丝下方的栅极(电压低于阴极)保护层将抑制多晶钨和单晶钨的热电子发射。栅极保护层下方第一阳极上加载的电位高于阴极,称为引出电压,在该电压作用下氧化锆电子被从灯丝尖部拔出,由第二阳极与阴极间的加速电场加速,形成扫描电镜信息激发源[/size][/font] [font=宋体][size=19px]—[/size][/font] [font=宋体][size=19px]直径小于[/size][/font][size=19px]50nm[/size][font=宋体][size=19px]的“高能电子束”。[/size][/font][b][size=19px]1.2.3.2[/size][font=宋体][size=19px]冷场发射电子枪:[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]冷场发射电子抢灯丝尖为单晶钨?[/size][/font][size=19px] 3.1.0 [/size][font=宋体][size=19px]?面。该晶面逸出功低,可由位于其下方第一阳极上的引出电压直接拔出。该电子枪不设栅极保护层。拔出的电子由阴极与第二阳极间加速电场加速,形成扫描电镜信号激发源 — 直径小于10nm的“高能电子束”。[/size][/font][b][size=19px]1.2.4[/size][font=宋体][size=19px]冷、热场电子枪的优缺点[/size][/font][size=19px]1.2.4.1[/size][font=宋体][size=19px]冷场电子枪[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]冷场电子枪阴极采用单晶钨([/size][/font][size=19px]3.1.0[/size][font=宋体][size=19px])面,功函数极低,针尖电子可以被第一阳极直接拔出。在工作中电子枪温度和环境温度一致而得名“冷场电子枪”。该电子枪灯丝电子的出射范围小,溢出角(立体角)也小,溢出电子的能量差也小(色差)。这些结果会使得以该阴极为基础形成的电子枪本征亮度大。电子枪本征亮度大有利于扫描电镜获取高分辨的测试结果。[/size][/font][font=宋体][size=19px]由于电子枪温度低,镜筒中气体分子容易在灯丝表面积累,对拔出电子产生影响。故在工作中发射电流会逐渐下降,需要不断提升引出电压([/size][/font][size=19px]set[/size][font=宋体][size=19px])或定时加一个瞬时电流([/size][/font][size=19px]FLASH[/size][font=宋体][size=19px])来驱赶这些气体分子,使发射束流满足测试需求。为了保持束流在测试中尽可能稳定,镜筒真空要求更高,高真空也是高分辨的基础条件之一。[/size][/font][font=宋体][size=19px]由于发射面积较小,因此虽然电子枪的本征亮度大,但是束流总量不如热发射以及热场电子枪来的大。[/size][/font][font=宋体][size=19px]冷场电子枪可以有更好的图像分辨,但束流的稳定度以及束流总量略显不足。不过现在最新的日立[/size][/font][size=19px]REGULUS 8230[/size][font=宋体][size=19px]冷场电镜在电子枪设计、真空度以及镜筒质量上的改进使这些缺陷有所弥补。[/size][/font][b][size=19px]1.2.4.2[/size][font=宋体][size=19px]热场电子枪[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]热场电子枪问世时间较冷场电子枪来得早。电子枪阴极采用的是单晶钨([/size][/font][size=19px]1.0.0[/size][font=宋体][size=19px])面,其功函数较多晶钨丝和六硼化镧单晶要低很多但比冷场枪的单晶钨([/size][/font][size=19px]3.1.0[/size][font=宋体][size=19px])面要大。电子发射虽然也是由第一阳极拔出,但需要采用一系列降低功函数的方法:[/size][/font][size=19px]1.[/size][font=宋体][size=19px]灯丝加一定电流产生[/size][/font][size=19px]1200K[/size][font=宋体][size=19px]的高温,[/size][/font][size=19px]2.[/size][font=宋体][size=19px]表面涂覆一层氧化锆,以降低灯丝表面的功函数,提升发射效果。由于电子基本由第一阳极在单晶钨针尖部拔出,因此其发射面积、立体角及色差都较热发射小很多,但比冷场要大。故本征亮度要比热发射提高很多,但略低于冷场电子枪。[/size][/font][b][font=宋体][size=19px]热场和冷场电子枪对比:[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]本征亮度低会造成仪器分辨能力不足;氧化锆的消耗会降低灯丝束流发射效果,氧化锆有破损,灯丝的高分辨寿命也到头,因此其高分辨寿命较短。束流大且稳定对微区分析有利,但是随着分析设备([/size][/font][size=19px]EDS\EBSD[/size][font=宋体][size=19px])性能的提升该优势也在逐步淡化,而分析过程中的空间分辨劣势也会逐步加深。不过这都有个度,而且和测试需求有关,辩证的关系无处不在。[/size][/font][size=24px]二、[font=&][size=9px] [/size][/font][/size][font=宋体][size=24px]电磁透镜[/size][/font][font=宋体][size=19px]透镜系统是显微镜对样品信息激发源(光)进行操控的部件。不同激发源(光束、电子束)使用不同的透镜系统:光学显微镜用的是光学透镜,电子显微镜是电磁透镜和静电透镜(静电透镜在电镜中应用面较窄,效果也较差,本文不予探讨)。无论光学透镜还是电磁透镜都是通过对激发源(可见光、高能电子束)运行方向的改变来对其进行操控。尽管高能电子束在电磁透镜中的运行轨迹较可见光在光学透镜中要复杂的多,但结果基本相似,因此在电子显微镜教材中对电磁透镜和电子光路路径的探讨都是以光学显微镜为模板。[/size][/font][size=19px][b]2.1[/b][/size][b][font=宋体][size=19px]光学透镜[/size][/font][size=19px]2.1.1[/size][font=宋体][size=19px]光的折射现象[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]直线传播、反射、折射是光的三种运行(传播)模式。在同一种均匀介质中光是以直线方式来运行,小孔成像、影子等都是光线直线传播的反映。光线在两种介质交界处会发生传播方向的改变,如果光返回原来介质中这就是反射,反射光光速和入射光相同。光线从一个介质进入另一个介质,会发生传播方向以及传播速度的改变,这就是光线的折射现象。初中的物理教科书告诉我们透镜的成像原理正是基于这种折射现象。[/size][/font][size=19px][b]2.1.2[/b][/size][b][font=宋体][size=19px]光学透镜的成像原理[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]透镜可以看成许多棱镜按照特别设计的构造所进行的组合。通常情况下光通过透镜时:凸透镜会将光线经两次折射后会聚在透镜另一侧的焦点(平行光)或像平面上,凹透镜将光线经两次折射后按照像点和虚像各点连线所形成的角度发散出去。[/size][/font][align=center][font=宋体][size=19px][img=电子枪与电磁透镜的另类解析7.png,664,347]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/323d613a-1a81-4dda-9653-58a36a6d5ef1.jpg[/img][/size][/font][/align][align=center][b][font=宋体][size=19px]凸透镜和凹透镜的经典成像图[/size][/font][/b][/align][font=宋体][size=19px]显微系统中凸透镜的作用是对光线进行会聚、成像(实像、虚像、放大、缩小),也可对光路进行调整,是组成显微系统的主体部件。凹透镜在显微系统中主要是用于消除系统像差对分辨率的影响。[/size][/font][align=center][img=7.jpg,664,307]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/3543cd28-5d88-47f4-9ff7-0e6d73d304ad.jpg[/img][/align][align=center][b][font=宋体][size=19px]透镜的成像规律[/size][/font][/b][/align][b][size=19px]2.1.3[/size][font=宋体][size=19px]像差及像差校正[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]色差和球差是显微系统中光线经过透镜时形成的两个主要像差,对显微镜分辨率有极大影响。消除像差影响对获取高分辨像帮助极大。[/size][/font][b][size=19px]2.1.3.1[/size][font=宋体][size=19px]色差[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]任何光都很难保证光束中能量完全一致。不同能量的光线传播速度不同,通过透镜时折射程度也存在差别,因此其焦点也不相同。如此就会在焦平面或像平面上形成一个弥散斑,使图像模糊不清,影响图像的分辨能力。不同能量的光线对应不同色彩,因此由光的能量差异而引起的像差被称为“色差”。不同形态(凸透镜、凹透镜)、不同材质的透镜色差通过合理的安排可以相互抵消,以此方式就可以消除整个透镜系统的色差。[/size][/font][font=宋体][size=19px][img=电子枪与电磁透镜的另类解析8.png]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/0cf133ab-eb6d-4b98-83bd-95d8413e54a0.jpg[/img][/size][/font][b][size=19px]2.1.3.2[/size][font=宋体][size=19px]球差[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]透镜中心区与边缘区对光线折射会有差异,使得轴上某个物点发出的光束最后会聚在光轴上不同位置,在像面上形成一个弥散斑从而影响图像的分辨力,这种差异被称为“球差”。利用光阑只让近光轴光线通过可以减少球差,另外还有两种方法最常见:配曲以及组合。[/size][/font][b][size=19px]2.1.3.2.1[/size][font=宋体][size=19px]配曲[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]透镜两个曲面采用不同曲率半径,这两个曲面会对光线的折射产生差异,互相抵消和弥补会减少透镜球差的数值。[/size][/font][b][size=19px]2.1.3.2.2[/size][font=宋体][size=19px]组合[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]利用凸凹透镜的组合消除球差。组合方式有胶合和分离。[/size][/font][align=center][img=电子枪与电磁透镜的另类解析9.png,664,709]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/546f7baa-45c4-4b2c-9bf5-06508692bd6f.jpg[/img][/align][b][size=19px]2.2[/size][font=宋体][size=19px]电磁透镜[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]电子显微镜使用高能电子束做为光源,若用光学透镜对电子束进行会聚的结果是损耗大、工艺繁琐、效果差。因此必须选用另外的方式来对电子束进行操控。[/size][/font][font=宋体][size=19px]一个轴对称的均匀弯曲磁场对电子束拥有更好的折射效果,而且操控简单、效果优异,是对电子束进行会聚的主要方式,类似于光学透镜对光线的会聚,被称为“磁透镜”。该磁场是利用电流通过铜线圈来产生,故而被命名为“电磁透镜”。[/size][/font][size=19px][b]2.2.1[/b][/size][b][font=宋体][size=19px]电磁透镜的构造及工作原理[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]电磁透镜构造是将一个轴对称螺旋绕制的铜芯线圈置于一个由软磁(顺磁)性质的材料[/size][/font][size=19px]([/size][font=宋体][size=19px]纯铁或低碳钢[/size][/font][size=19px])[/size][font=宋体][size=19px]制成具有内环间隙的壳子里。内部插入磁导率更高的锥形环状极靴。该构造可以使得磁场强度、均匀性、对称性得到极大提升,从而在较小空间获得更大的电磁折射率来提升磁透镜的会聚效果。[/size][/font][img=123.png,664,199]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/0ea4c139-2224-402e-8f16-0c835e6079c0.jpg[/img][font=宋体][size=19px]电磁透镜的工作过程如下:当电流通过铜芯线圈时,将产生一个以线圈轴中心对称分布的闭环磁场。电子束在穿越磁场时因切割磁力线而受洛仑兹力作用发生向心的偏转折射,该偏转和电子运行方向叠加后使得电子在磁场中以圆锥螺旋曲线轨迹运行,并使电子束从磁场另一端飞出后被重新会聚。类似于光学透镜中的光线会聚,电磁场对电子束起到一个透镜的作用。改变线圈电流的大小,可以改变电磁透镜对电子束的折射率。电子显微镜通过对透镜电流的调节,来无级变换焦点及放大倍率。任何一级透镜可以在需要时打开,不用时关闭,因此更易于仪器的调整。[/size][/font][img=电子枪与电磁透镜的另类解析10.png,664,199]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/21c7877d-4b03-4a3c-a3a9-778f4197b5e6.jpg[/img][b][size=19px]2.2.2[/size][font=宋体][size=19px]电磁透镜的像差[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]虽然电子束在电磁透镜中的电子轨迹比可见光在光学透镜中的轨迹要复杂得多,但结果基本类似。光学透镜成像过程中存在的像差,在电磁透镜的成像过程中也同样存在,只是程度以及解决方式不一样。解决像差,对扫描电镜和透射电镜成像效果的影响也不一样。[/size][/font][font=宋体][size=19px]电子显微镜使用高能电子束和电磁透镜,相对于光学显微镜,其所形成的像差要小很多。而解决像差影响也会对测试结果产生负面影响,比如束流密度增大带来的热损伤、运用单色器会对信号量形成衰减、会聚角增大在扫描电镜测试时会增加样品信号扩散,这些负面影响是否会超过解决像差所带来的正面效果?这里存在着一个辨证的关系。[/size][/font][font=宋体][size=19px]光学显微镜显然是解决像差带来的正面效果要大,所以大量的消像差组件存在于光路当中。电子显微镜呢?目前仅在场发射透射电镜中加入球差校正器有着极为明显的作用,扫描电镜中却未见使用。这与两种电子显微镜所针对的样品以及所获取的样品信息特性有关。[/size][/font][font=宋体][size=19px]透射电镜样品极薄、样品中信号扩散基本可以忽略不计。球差的改善会带来两个结果:束流密度的增加、会聚角的增加。束流密度增加会使得信息的激发区缩小同时信号量增加,这无疑对提高分辨力有利;电子束会聚角的增加有利于散射电子散射角的扩大,对[/size][/font][size=19px]stem[/size][font=宋体][size=19px]成像有利。因此对于透射电镜来说,解决球差所带来结果基本都是正面,这使得球差校正对透射电镜提高分辨力的影响十分明显。当然基础还是电子枪,热发射电子枪加装球差校正,结构更复杂而且结果差。[/size][/font][font=宋体][size=19px]扫描电镜样品相对电子束来说无穷厚,电子束击入样品所引起的信号扩散较大。采用信号又是溢出样品表面的二次电子和背散射电子,电子束会聚角的改变对它们溢出范围影响不可忽略。球差校正结果到底如何?目前还没看到球差校正在扫描电镜中被运用。[/size][/font][font=宋体][size=19px]球差校正器是采用多极子校正装置产生的磁场对电子束做一个补偿散射(如凹透镜对光线的散射),来消除聚光镜边缘所引起的球差。[/size][/font][align=center][size=19px][img=10.jpg]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/c178f974-3020-497b-9c33-5f66b75f8046.jpg[/img][/size][/align][align=center][b][font=宋体][size=19px]球差校正器图解[/size][/font][/b][/align][font=宋体][size=19px]电子显微镜减少色差主要依靠单色器。其原理是将电子束按照能量进行分离,然后选取某个能量段的电子束,由此降低电子束的能量差也就是色差。其缺点是电子束强度同时降低,这就要求样品能产生充足信号,同时信号接收器的接收效果也要相应提升。目前单色器主要被用在热场电子枪电镜。冷场电子枪由于色差很小,束流也较小,单色器对测试结果的正面影响不大,负面影响(束流的衰减)可能会更大,因此冷场电镜未见使用单色器。[/size][/font][font=宋体][size=19px]辩证法的规律无处不在,任何条件的改变,部件的设计都不会是完美无缺。任何事、任何物的存在和变化都包含有正、反两方面的结果。我们必须对事和物做全面的正确了解,根据自己需求选取最大的正面因素,才能使得我们在做事和选物时获得最好的结果。最后以老祖宗的名言来做结束。那就是被我们常常认为是消极思维,其实却包含极大哲理的[/size][/font][b][font=宋体][size=24px]“中庸之道、过犹不及”。[/size][/font][/b]
显微镜的物镜组和目镜组都相当于凸透镜。先说物镜: 物镜的物(载玻片)处于物镜的1倍和2倍焦距之间,物镜所成的像是倒立放大实像,处于物镜2倍焦距以外,但在目镜之前。由此可见,显微镜调整清晰后,通过观察物镜离载玻片的距离,就可以得出物镜的大致焦距。也就是说,物镜的焦距大致略小于载玻片到物镜组的组合中心的距离。而且越是放大倍数高的物镜,焦距越短,物镜离载玻片越近。再说目镜: 目镜的焦距较长。物镜所成的实像就是目镜的实物,这个实物位于目镜前1倍焦距以内靠近焦点的位置。目镜所成的是正立放大的虚像。因为此前物镜所成的像已经倒了,所以现在正立放大的像对于载物台上的真实物体而言就是倒的。 由于镜筒、物镜、目镜固定,所以我们调节镜筒的上下时,实际就是调节物镜所成的倒立放大实像在镜筒中的位置,当镜筒向载物台靠近时,倒立放大实像朝镜筒外移动(即远离物镜的方向),反之相反。当倒立放大的实像正落在目镜的观察点时,目镜才能成像清晰。
我们知识是在生活中不断积累获得的,但有时对生活经验的总结由于各种因素的影响常常是不完整的,得出的是不准确的甚至是错误的结论.下面是常见的13个由于生活经验形成的错误的物理结论 1.km大于m,h大于s.所以得出结论速度的两个常用单位中km/h大于m/s.2.晚上看到手电筒发出的光是沿直线传播,汽车灯发出的光也是直线,所以得出结论光总是沿直线传播的3.太阳光通过窗子照到室内时,形成了窗子形状的亮斑,太阳光通过门照到室内时形成了门一样形状的亮班,因此得出结论小孔成像时,小孔是什么形状小孔成的像就是什么形状4.照镜子常有这样的感觉,人距离镜子越远,镜中的像就越小,因此得出结论物体距平面镜越远,在平面镜中成的像就越小5.小时候用凸透镜游戏,发现光能使光线会聚到一点上,因此凸透镜对光线有会聚作用就是凸透镜使光线会聚集成一点.6.因为绿色植物是绿色,所以得出结论绿色植物最喜欢绿光.7.汽车不发动不会运动,自行车不蹬不会最终会停下来,因此得出结论运动需要力来维持.8.鸡蛋碰石头时,鸡蛋碎了而石头没碎.因此得出结论石头受的力大,鸡蛋受的力小9.到麦当劳用喝饮料时常用吸管,因此得出结论吸管中的饮料是吸上来的10.木头在总在水中漂浮着,石头在水中总下沉,因此得出结论木头的浮力大于石头的浮力11.人冷了在暖气旁边会感到暖和,水凉了加温水会热.因此得出结论,物体吸热时温度一定会升高.12.打气筒打气时要上下抽动不断的摩擦筒壁,筒壁发热,因此得出结论筒壁发热的主要原因是摩擦引起的13.开关关了灯就不亮了,因此得出结论只要开关关着,修理灯泡就安全,不会触电.
离子透镜的设计是建立在光学透镜的基础之上的,二者有何相同的地方,又有何不同的地方?