测量孔径显微镜

普通显微镜的物镜的孔径为什么比目镜的小呢? 为什么不反过做, 或做一样大?晕!

1、接触法：接触法是利用金相显微镜的标记对和紧靠测件测量点、线、面的万工显附件-----光学测孔器的测头连在一起的双刻线进行瞄准定位的测量方法。测量时将光学测孔器的测头紧靠件(内、外)表面。当测量孔径时，首先使测头与测件内孔接触，取得最大弦长后，使米字线中间刻线被光学测孔器的双套线套在中间，并在金相显微镜读取一数;然后改变测量方向，使测头在另一侧与测件接触，同样使米字线分划板的中间刻线仍被光学测孔器的双套线套在中间，在金相显微镜上读取另一数。两次读数的差，再加上测头直径的实际值，即为测件的内尺寸，如减去测头直径的实际值，即为测件的外尺寸。2、影像法:影像法是利用金相显微镜的标记，对影像法进行瞄准定位的测量方法。测量时，通常是先用(米字线)分划板上的刻线瞄准测件影像的边缘，并在读数显微镜上读出数值，然后移动工作台以同一条刻线瞄准测件影像的另一边，再作第二次读数。两次读数的差，就是被测件的测量值。3、轴切法：轴切法是利用金相显微镜的标记对通过测件轴心线并利用测量刀上的刻线进行瞄准定位的测量方法。金相显微镜测量刀是万工显的附件。其表面有一刻线，刻线至刃口的尺寸为0.3和0.9毫米两种，测量时，把测量刀放在测量刀垫板上，刻线面通过测件的轴线，并使测刀的刃口和被测面紧紧接触，用相应的米字线去瞄准，测量两把测刀刻线间的距离，就间接测得被测件的测量值。为了避免测量中的计算，在中间垂直米字线的两侧刻有两组共四条对称分布的平行线，每组刻线对中心刻线的距离分别为0.9和2.7毫米，它正好是测刀的刃口到刻线间的距离0.3和0.9毫米的3倍。这样用3倍物镜瞄准时，分划板上的0.9和2.7毫米刻线正好压住测刀上的0.3和0.9毫米刻线，这时测刀上的刃口正好被米字线的中间刻线所瞄准。主要用于螺纹中径测量。

、工作原理 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。光学显微镜就是利用这一原理把微小物体放大到人眼足以观察的尺寸。近代的光学显微镜通常采用两级放大，分别由物镜和目镜完成。被观察物体AB位于物镜的前方，被物镜作第一级放大后成一倒立的实象A1B1。然后此实像再被目镜作第二级放大，成一虚象A2B2，人眼看到的就是虚像A2B2。2、显微镜的总放大倍率为显微镜总放大倍率＝物镜放大倍率×目镜放大倍率放大倍率是指直线尺寸的放大比而不是面积比。在用人眼直接观察的显微镜中，可以在实像面A1B1处放置一块薄型平板玻璃片，其上刻有某种图案的线条，例如十字线。当实像A1B1和这些刻线叠合在一起时，利用这些刻线就能对物体进行瞄准定位或尺寸测量。这种放置在实像面处的薄型平板玻璃片通称分划板。在新型的以光电元件作为接收器的光学显微镜中，电视摄象管的靶面或其他光电元件的接收面就设置在实像面上。3、组成 光学显微镜由载物台、聚光照明系统、物镜、目镜和调焦机构组成。（1）载物台 用于承放被观察的物体。利用调焦旋钮可以驱动调焦机构使载物台作粗调和微调的升降运动，使被观察物体调焦清晰成象。它的上层可以在水平面内沿、方向作精密移动和在水平面内转动，把被观察的部位调放到视场中心。（2）聚光照明系统 由灯源和聚光镜构成。当被观察物体本身不发光时，由外界光源给以照明。照明灯的光谱特性必须与显微镜的接收器的工作波段相适应。聚光镜的功能是使更多的光能集中到被观察的部位。（3）物镜位于被观察物体附近实现第一级放大的镜头。在物镜转换器上同时装着几个不同放大倍率的物镜。转动转换器可让不同倍率的物镜进入工作光路。物镜放大倍率通常为5～100倍。物方视场直径（即通过显微镜能看到的图像范围）约为11～20毫米。物镜放大倍率越高则视场越小。物镜是显微镜中对成象质量优劣起决定性作用的光学元件。常用的有：①能对两种颜色的光线校正色差的消色差物镜；　　②质量更高的能对三种色光校正色差的复消色差物镜；　　③能保证物镜的整个像面为平面以提高视场边缘成像质量的平像场物镜。为了提高显微观察的分辨率，在高倍物镜中采用浸液物镜，即在物镜的下表面和标本片的上表面之间填充折射率为1.5左右的液体。（4）目镜位于人眼附近实现第二级放大的镜头。目镜放大倍率通常为5～20倍，按能否放置分划板，可分成两类：①不宜放置分划板的，如惠更斯型目镜。这是现代显微镜中常用的型式，优点是结构简单、价格低廉；缺点是由于成像质量的原因，不宜放置供瞄准定位或尺寸测量用的分划板。　　②能放置分划板的，如凯尔纳型和对称型目镜，它们能克服上述目镜的缺点。按照能看到的视场大小，目镜又分为视场较小的普通目镜和视场较大的大视场目镜（或称广角目镜）两类。（5）调焦机构 载物台和物镜两者必须能沿物镜光轴方向作相对运动以实现调焦，获得清晰的图像。用高倍物镜工作时，容许的调焦范围往往小于微米，所以显微镜必须具备极为精密的微动调焦机构。4、显微镜放大倍率的极限 显微镜放大倍率的极限即有效放大倍率。仪器的分辨率是指仪器提供被测对像微细结构信息的能力。分辨率越高则提供的信息越细致。显微镜的分辨率是指能被显微镜清晰区分的两个物点的最小间距。根据衍射理论，显微物镜的分辨率为：sigma=0.61lamda/N.sinU ~1式中lamda为所用光波的波长；N为物体所在空间的折射率，物体在空气中时N=1；U为孔径角，即从物点发出能进入物镜成像的光线锥的锥顶角的半角；NsinU 称为数值孔径。当波长λ一定时，分辨率取决于数值孔径的大小。数值孔径越大则能分辨的结构越细，即分辨率越高。数值孔径是显微物镜的一个重要性能指标，通常与放大倍率一起标注在物镜镜筒外壳上，例如40×0.65表示物镜的放大倍率为40倍，数值孔径为0.65。分辨率和放大倍率是两个不同的但又互有联系的概念。当选用的物镜数值孔径不够大，即分辨率不够高时，显微镜不能分清物体的微细结构，此时即使过度地增大放大倍率，得到的也只能是一个轮廓虽大但细节不清的图像。这种过度的放大倍率称为无效放大倍率。反之如果分辨率已满足要求而放大倍率不足，则显微镜虽已具备分辨的潜在能力，但因图像太小而仍然不能被人眼清晰视见。为了充分发挥显微镜的分辨能力，应使数值孔径与显微镜总放大倍率合理匹配，以满足下列条件：500NsinU＜显微镜总放大倍率＜1000NsinU在此范围内的放大倍率称为有效放大倍率。由于sinU永远小于1，物方空间折射率N最高约为1.5，NsinU不可能大于1.5，故光学显微镜的分辨率受 (1)式限制，具有一定的极限。有效放大倍率受上式限制，一般不超过1500倍。显微镜使用者应由所需分辨的最小尺寸按(1)式确定所需的数值孔径，选定物镜，然后按(2)式选定总放大倍率和目镜放大倍率。提高分辨率的途径是：采用较短波长的光波或增大孔径角U值，或是提高物体所在空间的折射率N，例如在物体所在空间填充折射率为 1.5的液体。以这种方式工作的物镜称为浸液物镜。而电子显微镜正是利用波长极短的特性，在提高分辨率方面取得重大突破的。5、聚光照明系统对显微观察的影响聚光照明系统是对显微镜成像性能有较大影响但又易于被使用者忽视的环节。它的功能是提供亮度足够且均匀的物面照明。聚光镜发来的光束应能保证充满物镜孔径角，否则就不能充分利用物镜所能达到的最高分辨率。为此目的，在聚光镜中设有类似照相物镜中的可以调节开孔大小的可变孔径光阑，用来调节照明光束孔径，以与物镜孔径角匹配。观察高反差物体时，宜使照明光束充满物镜的全孔径；对于低反差物体，宜使照明光束充满物镜的2/3孔径。在较完善的柯勒照明系统中，除可变孔径光阑外，还装有控制被照明视场大小的可变视场光阑，以保证被照明的物面范围与物镜所需的视场匹配。物面被照明的范围太小固然不行，过大则不仅多余，甚至有害，因为有效视场以外的多余的光线会在光学零件表面和镜筒内壁多次反射，最后作为杂散光到达像面，使图像的反差下降。 改变照明方式，可以获得亮背景上的暗物点（称亮视场照明）和暗背景上的亮物点（称暗视场照明）等不同的观察方式，以便在不同情况下更好地发现和观察微细结构。6、分类光学显微镜有多种分类方法：①按使用目镜的数目可分为双目和单目显微镜；②按图像是否有立体感可分为立体视觉和非立体视觉显微镜；③按观察对像可分为生物和金相显微镜等；

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请教一下专家，我想测一个小管的孔径，大约是0.2mm，用显微镜可以测吗？？？

光学显微镜 optical microscope 利用光学原理把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器。 简史 早在公元前 1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J.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R.胡克和荷兰的 A.van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9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的成就。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G.B.阿米奇第一个采用浸液物镜。19世纪70年代，德国人E.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R.科赫、L.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F.泽尔尼克创造了相衬显微术，他为此在1953年被授予诺贝尔物理学奖金。 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、电视摄象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象信息采集和处理系统。 工作原理 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。光学显微镜就是利用这一原理把微小物体放大到人眼足以观察的尺寸。近代的光学显微镜通常采用两级放大，分别由物镜和目镜完成。被观察物体AB位于物镜的前方,被物镜作第一级放大后成一倒立的实象A1B1。然后此实像再被目镜作第二级放大，成一虚象A2B2,人眼看到的就是虚像A2B2。 显微镜的总放大倍率为 显微镜总放大倍率＝物镜放大倍率×目镜放大倍率 放大倍率是指直线尺寸的放大比而不是面积比。在用人眼直接观察的显微镜中,可以在实像面A1B1处放置一块薄型平板玻璃片，其上刻有某种图案的线条，例如十字线。当实像A1B1和这些刻线叠合在一起时,利用这些刻线就能对物体进行瞄准定位或尺寸测量。这种放置在实像面处的薄型平板玻璃片通称分划板。在新型的以光电元件作为接收器的光学显微镜中，电视摄象管的靶面或其他光电元件的接收面就设置在实像面上。 组成 光学显微镜由载物台、聚光照明系统、物镜、目镜和调焦机构组成。 载物台 用于承放被观察的物体。利用调焦旋钮可以驱动调焦机构使载物台作粗调和微调的升降运动，使被观察物体调焦清晰成象。它的上层可以在水平面内沿、方向作精密移动和在水平面内转动，把被观察的部位调放到视场中心。 聚光照明系统 由灯源和聚光镜构成。当被观察物体本身不发光时，由外界光源给以照明。照明灯的光谱特性必须与显微镜的接收器的工作波段相适应。聚光镜的功能是使更多的光能集中到被观察的部位。 物镜 位于被观察物体附近实现第一级放大的镜头。在物镜转换器上同时装着几个不同放大倍率的物镜。转动转换器可让不同倍率的物镜进入工作光路。物镜放大倍率通常为5～100倍。物方视场直径（即通过显微镜能看到的图像范围）约为 11-20毫米。物镜放大倍率越高则视场越小。 物镜是显微镜中对成象质量优劣起决定性作用的光学元件。常用的有：①能对两种颜色的光线校正色差的消色差物镜；②质量更高的能对三种色光校正色差的复消色差物镜；③能保证物镜的整个像面为平面以提高视场边缘成像质量的平像场物镜。为了提高显微观察的分辨率，在高倍物镜中采用浸液物镜，即在物镜的下表面和标本片的上表面之间填充折射率为1.5左右的液体。 目镜 位于人眼附近实现第二级放大的镜头。目镜放大倍率通常为5～20倍，按能否放置分划板,可分成两类：①不宜放置分划板的，如惠更斯型目镜。这是现代显微镜中常用的型式，优点是结构简单、价格低廉；缺点是由于成像质量的原因，不宜放置供瞄准定位或尺寸测量用的分划板。②能放置分划板的，如凯尔纳型和对称型目镜，它们能克服上述目镜的缺点。按照能看到的视场大小，目镜又分为视场较小的普通目镜和视场较大的大视场目镜（或称广角目镜）两类。 调焦机构 载物台和物镜两者必须能沿物镜光轴方向作相对运动以实现调焦，获得清晰的图像。用高倍物镜工作时，容许的调焦范围往往小于微米，所以显微镜必须具备极为精密的微动调焦机构。 显微镜放大倍率的极限 显微镜放大倍率的极限即有效放大倍率。仪器的分辨率是指仪器提供被测对像微细结构信息的能力。分辨率越高则提供的信息越细致。显微镜的分辨率是指能被显微镜清晰区分的两个物点的最小间距。根据衍射理论，显微物镜的分辨率为 sigma=0.61lamda/N.sinU ~1式中lamda为所用光波的波长；N 为物体所在空间的折射率，物体在空气中时N=1；U为孔径角，即从物点发出能进入物镜成像的光线锥的锥顶角的半角 NsinU 称为数值孔径。 当波长λ一定时， 分辨率取决于数值孔径的大小。数值孔径越大则能分辨的结构越细，即分辨率越高。数值孔径是显微物镜的一个重要性能指标，通常与放大倍率一起标注在物镜镜筒外壳上，例如40×0.65表示物镜的放大倍率为40倍，数值孔径为0.65。 分辨率和放大倍率是两个不同的但又互有联系的概念。当选用的物镜数值孔径不够大，即分辨率不够高时，显微镜不能分清物体的微细结构，此时即使过度地增大放大倍率，得到的也只能是一个轮廓虽大但细节不清的图像。这种过度的放大倍率称为无效放大倍率。反之如果分辨率已满足要求而放大倍率不足，则显微镜虽已具备分辨的潜在能力，但因图像太小而仍然不能被人眼清晰视见。为了充分发挥显微镜的分辨能力，应使数值孔径与显微镜总放大倍率合理匹配，以满足下列条件： 500NsinU＜显微镜总放大倍率＜1000NsinU ~2 在此范围内的放大倍率称为有效放大倍率。由于sinU永远小于1，物方空间折射率N最高约为1.5，NsinU不可能大于1.5，故光学显微镜的分辨率受(1)式限制，具有一定的极限。有效放大倍率受上式限制,一般不超过1500倍。显微镜使用者应由所需分辨的最小尺寸按(1)式确定所需的数值孔径，选定物镜,然后按(2)式选定总放大倍率和目镜放大倍率。 提高分辨率的途径是：采用较短波长的光波或增大孔径角U值，或是提高物体所在空间的折射率N，例如在物体所在空间填充折射率为 1.5的液体。以这种方式工作的物镜称为浸液物镜。而电子显微镜正是利用波长极短的特性，在提高分辨率方面取得重大突破的。 聚光照明系统对显微观察的影响 聚光照明系统是对显微镜成像性能有较大影响但又易于被使用者忽视的环节。它的功能是提供亮度足够且均匀的物面照明。聚光镜发来的光束应能保证充满物镜孔径角，否则就不能充分利用物镜所能达到的最高分辨率。为此目的，在聚光镜中设有类似照相物镜中的可以调节开孔大小的可变孔径光阑，用来调节照明光束孔径，以与物镜孔径角匹配。观察高反差物体时，宜使照明光束充满物镜的全孔径；对于低反差物体,宜使照明光束充满物镜的2/3孔径。在较完善的柯勒照明系统中，除可变孔径光阑外，还装有控制被照明视场大小的可变视场光阑，以保证被照明的物面范围与物镜所需的视场匹配。物面被照明的范围太小固然不行，过大则不仅多余，甚至有害，因为有效视场以外的多余的光线会在光学零件表面和镜筒内壁多次反射，最后作为杂散光到达像面，使图像的反差下降。

显微镜(microscope)简称光镜，是一种将肉眼无法看清楚的微生物体进行光学放大成像的常用仪器。在生命科学、材料科学、基础科学及众多的微观领域中都离不开显微镜。1590年.荷兰的Han，父子始创放大10倍显微镜。175.8年，Dollond制成消色差透镜，提高了显微镜放大倍数。1873年，德国科学家Abbe设计成近代显微镜。1953年.上海江南光学仪器厂国产显微镜诞生，并陆续生产了荧光、相衬、偏光等专用显微镜。生物及医用显微镜可分为光学放大及电子放大两大类。前者按用途可分为普通型、特种型、高级型显微镜和手术显微镜。普通型生物显微镜仅供一般用途使用，通常的农用与医用显微镜、倒税显微镜均属这一类。特种型生物显微镜可作某些专用的观察和研究。暗场生物显微镜、荧光显微镜、偏光显微镜、相衬和干涉相衬显微镜等均属于这一类。高级型生物显微镜系指大型多用途的生物显微镜.研究用生物显微镜和万能研究用生物显微镜等属于这一类。一、显微镜放大成像系统显微镜光学系统由物镜和目镜两部分组成。因为被观测的物体本身不发光，而要借助于外界照明，故显微镜需要有一个照明系统，这些部分都是由较复杂的透镜组成，尤其物镜更为复杂。下图是显微镜成像的光路原理图，图中的物镜和目镜均用薄透镜表示。http://www.yi7.com/file/upload/201201/07/14-00-33-93-1.jpg显微镜成像原理显微镜的物体AB处于物镜的2倍焦距之内一倍焦距之外，它首先通过物镜成一放大的倒立实像A'B'，且使之位于目镜的物方焦平面上或焦平面以内很靠近的地方，然后目镜将这一实像再次成一个正立虚像A"B"于无限远或人眼明视距离之外，以供眼睛观察。显微镜对物体进行2次放大，因此与放大镜相比，具有更高的放大倍率，能观察到肉眼所不能直接观察的微小物体，分辨更细小的细节。在这里目镜相当于放大镜，只不过这时放大镜的物是物镜所成的像而已。由于物镜所成的像是实像.因而可在实像处(即目镜的物方焦平面处)安放各种用途分划板.供对准或测量用。二、显徽镜的放大率与分辨本领1.显微镜的分辨本领 分辨本领主要指接物镜分辨被检查物体细微结构的能力，也就是说在显微镜下判别的最小微粒的大小或两点之间最短距离及某物点最小直径的限度，便叫做显微镜的分辨本领.或称为鉴别率。通常用d表示:http://www.yi7.com/file/upload/201201/07/14-00-33-14-1.jpg式中.A表示波长;n sins (NA)表示数值孔径。 从式中可知，显微镜的分辨率主要取决于光的波长和数值孔径这两个因素。d值越小，分辨本领也就越强，越能看清物体的细微结构。鉴别率计算单位是Um. 显微镜的鉴别率的提高只有两个办法: (1)增大物镜的数值孔径(镜口率)。从图可以看出，影响数值孔径(n sina)的因素有两个:其一为物体上某点射人物镜光锥角(镜口角)的一半(sina);其二为检品与物镜间媒质的折射率n。即数值孔径为NA = n sine镜口角半数最大能到900，故si na的最大值为1.00，这时物镜的焦距最短而曲度也很大，制造上是极为困难的。即使能办到，在干燥系中的镜口率只有1 x sin90“（控气n二1)。若再增大镜口率便只有从媒质着手，所以便有水、甘油，石蜡油和香柏油等浸润均匀媒质的应用，确实改进了镜口率不少.它最高可到1.40。如果用澳萘液可达1.67左右，更接近盖片和透镜的折射率。http://www.yi7.com/file/upload/201201/07/14-00-33-51-1.jpghttp://www.yi7.com/file/upload/201201/07/14-00-33-44-1.jpg (2)缩短光源的波长:采用紫外线作光源，波长可到0.1Um，这样放大倍数比自然光放大的倍数大3-4倍，普通紫外线光波在0.2 Um左右，即使能产生出0.1 Um波长的紫外线.一般透镜也将把它吸收干净.无法利用。显微镜的最大数位孔径可达1.5 Um左右，在这种情形下: http://www.yi7.com/file/upload/201201/07/14-00-33-33-1.jpg即在这种显微镜里，仍可分辨的两点间最短距离差不多等于所用光波波长的1/30假定绿光的光波的波长http://www.yi7.com/file/upload/201201/07/14-00-33-23-1.jpg那么显微镜能分辨的最短距离为:http://www.yi7.com/file/upload/201201/07/14-00-33-89-1.jpg 则这台显微镜的最高分辨距离也超不过。.182 Um。肉眼在明视距离(250 mm)能分辨的两点之间最短距离为0.1 mm，约为上述d值的560倍.因此I台光学显徽镜的放大率有100()倍也就足够了。这是因为光的本性及光的绕射现象就限制了显徽镜的放大极限。凡是光波超过微粒直径的2倍时，光线就很方便地绕过微粒而继续前进，所以普通干燥系显微镜的最大鉴别率只能达到光源波长的1/2，直径小到0.2 5m的微粒就无法被光学显微镜发觉。虽然后来应用浸润系方法，如油镜，提高了折射率，其鉴别率也只不过能提高到光源波长的1/3而已。而且还要用最好的透镜才能达到。

显微镜的分辨率是衡量显微镜性能的又一个重要技术参数。 分辨率又称"鉴别率"，"解像力"；是指显微镜（或人的眼睛距目标25cm处）能分辨物体最小间隔的能力，分辨力的大小决定于光的波长和数值孔径（又称：镜口率）以及介质的折射率。 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。 如果要提高显微镜的分辨率，即减小d值，奥秋仪器建议采取以下措施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。

物镜是显微镜的核心光学部件，各个厂家其型号和规格名目繁多，下面来介绍一下分类，供大家参考。大致可以有以下四种分类方式： 1．按色差校正程度分类 （1）一般消色差物镜：这是最常见的物镜，尽管各厂家的标示不一样，但一般都有“Ach”字样。 （2）平场消色差物镜：一般这种物镜标有PLAN字样，这种物镜的视场平坦，非常适合显微照相，观察起来也比较舒适。（3）半复消色差物镜，一般带有FL字样，能校正红、兰两色的色差和球差。这种可用于荧光观察等，是比较高级的物镜。 （4）复消色差物镜：标有APO字样，是观察和显微照相用的一流物镜，它们的性能只受物理定律的限制。该物镜具有优良的修正性和极其高的数值孔径，所以在观察和显微照相术方面具有最大的分辨率、色彩纯度、对比度以及图象平直度。如奥林巴司 UPLAN SAPO 100X/1.40 OIL物镜。 2．按功能分类（1）相差物镜（Phase contrast）,用来观察无色透明的标本或活细胞，倒置显微镜上使用广泛，一般带有PH标志，且字体用绿色。（2）DIC物镜，可以做DIC的物镜，一般要求半复消色差物镜，DIC观察无色样品或或细胞。（3）HMC物镜，标有HMC标志，一种类似相差物镜的物镜，观察效果有立体感比较强，但不能用于荧光观察。（4）偏光物镜，一般标有POL字样，这种物镜装配了克服应力设备，是专做偏光的物镜。（6）多功能物镜，有的厂家生产一种多功能物镜，比如可以同时做相差，DIC，荧光等，这种物镜要稍微贵些。一般带有U标志,比如奥林巴斯的”UPLFLN”物镜和蔡司的”EC PLAN –NEOFLUAR”系列物镜。 3．按工作距离分类 （1）普通物镜：工作距离可以看切片，但不能看培养皿。 （2）长工作距离物镜：一般有LD标志,例如奥林巴斯的LUCPLFLN-PH物镜和蔡司的LD-A-PLAN PH物镜。 这些物镜可以用于培养皿、培养瓶等容器的观察。工作距离高至10.6mm，并可以进行光学修正，适用于0~2mm厚度的盖玻璃，通常由修正环或特殊的玻璃盖帽完成修正。4．特殊用途物镜 （1）水浸式物镜,一般有W标志，这些水浸入式物镜同直立显微镜一起主要应用于生理学，如脑片等较厚样品的观察。奥林巴斯XLUMPLFL20×W 和蔡司ACHROPLAN 40X W都是浸水式物镜。 （2）TIRF用专用物镜，要求数值孔径要大，NA一般在1.45到1.65。如NIKON公司的APO TIRF 60X 1.49物镜。 （3）超级荧光物镜：这种物镜的荧光透过率非常高，物镜用于对离子位移进行定性和定量的分析以及用于特别关键的荧光技术（如人体染色体的研究以及细胞遗传学）。这些物镜的突出特点是它们对340nm起的波长有特别高的数值孔径和高传输率（340nm时约为70%！）。视场平直足以可以使用CCD相机。如蔡司的FLUAR 20X 物镜。 当然还有其他更特殊的物镜，比如金相显微镜用的无盖玻片物镜和反射暗视野物镜、超低倍物镜等。 5．物镜上有很多的参数标记,来帮助大家识别物镜的等级和功能。下面用NIKON的一款物镜做例子以解释物镜的重要参数： (1) NIKON ---制造商名称: 尼康公司 (2) PLAN APO---物镜的名称: 平场复消色差物镜 (3) 60X 放大倍数: 60倍 (4) 0.95 数值孔径: 0.95 (6) DIC M 功能: 可以做DIC (7) ∞/0.11-0.23 表示无限远筒长/盖玻片厚度 (8) WD 0.15 表示工作距离 d 物镜利用光线使被检物体第一次成像，因而直接关系和影响成像的质量和各项光学技术参数，是衡量一台显微镜质量的首要标准。所以在选择显微镜时不仅仅要选择主机的型号，也一定要仔细选择物镜，结合自己的实际用途考虑合适的物镜等级和功能.这样您就能买到称心的产品了.

调焦于某一物面(称为对准平面)时，如果位于其前后的物平面仍然能被观察者看的很清楚，则该两平面之间的距离就称为金相显微镜的景深。 根据理论推算，显微镜的景深，也是金相显微镜的景深有公式计算的。它由眼睛的调节状态不变时金相显微镜的景深数值，人眼调节能力贡献的对金相显微镜观察所附加的景深值(是按30岁左右的正常眼的平均调节能力计算的)等组成计算公式。其中物镜与试样间介质的折射率，金相显微镜的视放大率，物镜的数值孔径等都是比较重要的数值。 金相显微镜中的金相试样在大多数情况下不会是一个平面，因为在金相检验中，试样经过侵蚀以后某些地方会出现侵蚀坑，而某些像碳化物那样硬的质点则高于侵蚀表面。只要视场内的这些高低面其距离仍在景深范围以内，便可以使各层组织都能清晰地同事映现出来。不过在操作中不要过分地选择小数值孔径的物镜，或过分调小孔径光阑来提高景深，因为这样会损害金相显微镜的分辨能力。提高景深和提高分辨能力对数值孔径提出了相反的要求，在金相检验操作中，应按检验要求对这两方面适当予以照顾。

现代普通光学显微镜利用目镜和物镜两组透镜系统来放大成像，故又常 被称为复式显微镜。它们由机械装置和光学系统两大部分组成。在显微镜的光学系统中，物镜的性能最为关键，它直接影响着显微镜的分辨率。而在普通光学显微镜通常配置的几种物镜中，油镜的放大倍数最大，对微生物学研究最为重要。与其他物镜相比，油镜的使用比较特殊，需在载玻片与镜头之间加滴镜油，这主要有如下二方面的原因： 1. 增加照明亮度 油镜的放大倍数可达 100Χ，放大倍数这样大的镜头，焦距很短，直径很小，但所需要的光照强度却最大。从承载标本的玻片透过来的光线，因介质密度不同（从玻片进入空气，再进入镜头），有些光线会因折射或全反射，不能进入镜头，致使在使用油镜时会因射入的光线较少，物像显现不清。所以为了不使通过的光线有所损失，在使用油镜时须在油镜与玻片之间加入与玻璃的折射率（ n=1.55 ）相仿的油镜（通常用香柏油，其折射率 n=1.52）。 2. 增加显微镜的分辨率 显微镜的分辨率或分辨力 (resolution or resolving power)是指显微镜能辨别两点之间的最小距离的能力。从物理学角度看，光学显微镜的分辨率受光的干涉现象及所用物镜性能的限制，分辨力D可表示为：D=λ/2N.A，式中λ= 光波波长； NA= 物镜的数值孔径值。 光学显微镜的光源不可能超出可见光的波长范围（ 0.4--0.7 μ m ），而数值孔径值则取决于物镜的镜口角和玻片与镜头间介质的折射率，可表示为：NA=n × sin α式中α为光线最大入射角的半数。它取决于物镜的直径和焦距，一般来说在实际应用中最大只能达到 120 O ，而 n为介质折射率。由于香柏油的折射率（ 1.52 ）比空气及水的折射率（分别为 1.0 和 1.33）要高，因此以香柏油作为镜头于玻片之间介质的油镜所能达到的数值孔径值（NA 一般在1.2-1.4）要高于低倍镜、高倍镜等干镜（ NA 都低于1.0）。若以可见光的平均波长 0.55μm来计算，数值孔径通常在0.65左右的高倍镜只能分辨出距离不小于0.4μm的物体，而油镜的分辨率却可达到 0.2 μ m 左右。

一、显微镜的光学系统 显微镜的光学系统主要包括物镜、目镜、反光镜和聚光器四个部件。广义的说也包括照明光源、滤光器、盖玻片和载玻片等。 （一）、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，故叫做物镜或接物镜。 1、物镜的分类 物镜根据使用条件的不同可分为干燥物镜和浸液物镜；其中浸液物镜又可分为水浸物镜和油浸物镜（常用放大倍数为90—100倍）。 根据放大倍数的不同可分为 低倍物镜（10倍以下）、中倍物镜（20倍左右）高倍物镜（40—65倍）。 根据像差矫正情况，分为消色差物镜（常用，能矫正光谱中两种色光的色差的物镜）和复色差物镜（能矫正光谱中三种色光的色差的物镜，价格贵，使用少）。 2、物镜的主要参数： 物镜主要参数包括：放大倍数、数值孔径和工作距离。 ①、放大倍数是指眼睛看到像的大小与对应标本大小的比值。它指的是长度的比值而不是面积的比值。例：放大倍数为100×，指的是长度是1μm的标本，放大后像的长度是100μm，要是以面积计算，则放大了10,000倍。 显微镜的总放大倍数等于物镜和目镜放大倍数的乘积。 ②、数值孔径也叫镜口率，简写N• A 或A，是物镜和聚光器的主要参数，与显微镜的分辨力成正比。干燥物镜的数值孔径为0.05-0.95，油浸物镜（香柏油）的数值孔径为1.25。 ③、工作距离是指当所观察的标本最清楚时物镜的前端透镜下面到标本的盖玻片上面的距离。物镜的工作距离与物镜的焦距有关，物镜的焦距越长，放大倍数越低，其工作距离越长。例：10倍物镜上标有10/0.25和160/0.17，其中10为物镜的放大倍数；0.25为数值孔径；160为镜筒长度（单位mm）；0.17为盖玻片的标准厚度（单位 mm）。10倍物镜有效工作距离为6.5mm，40倍物镜有效工作距离为0.48mm 。 3、物镜的作用是将标本作第一次放大，它是决定显微镜性能的最重要的部件——分辨力的高低。 分辨力也叫分辨率或分辨本领。分辨力的大小是用分辨距离（所能分辨开的两个物点间的最小距离）的数值来表示的。在明视距离（25cm）之处，正常人眼所能看清相距0.073mm的两个物点，这个0.073mm的数值，即为正常人眼的分辨距离。显微镜的分辨距离越小，即表示它的分辨力越高，也就是表示它的性能越好。 显微镜的分辨力的大小由物镜的分辨力来决定的，而物镜的分辨力又是由它的数值孔径和照明光线的波长决定的。 当用普通的中央照明法（使光线均匀地透过标本的明视照明法）时，显微镜的分辨距离为d=0.61λ/N• A 式中d——物镜的分辨距离，单位 nm。 λ——照明光线波长，单位 nm。 N• A ——物镜的数值孔径 例如油浸物镜的数值孔径为1.25，可见光波长范围为400—700nm ，取其平均波长550 nm，则d=270 nm，约等于照明光线波长一半。一般地，用可见光照明的显微镜分辨力的极限是0.2μm。

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。

光学显微镜是利用光学原理，把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器。　　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的成就。　　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、电视摄象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象信息采集和处理系统。　　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，光学显微镜就是利用这一原理把微小物体放大到人眼足以观察的尺寸。近代的光学显微镜通常采用两级放大，分别由物镜和目镜完成。被观察物体位于物镜的前方，被物镜作第一级放大后成一倒立的实象，然后此实像再被目镜作第二级放大，成一虚象，人眼看到的就是虚像。而显微镜的总放大倍率就是物镜放大倍率和目镜放大倍率的乘积。放大倍率是指直线尺寸的放大比，而不是面积比。　　光学显微镜的组成结构　　光学显微镜一般由载物台、聚光照明系统、物镜，目镜和调焦机构组成。载物台用于承放被观察的物体。利用调焦旋钮可以驱动调焦机构，使载物台作粗调和微调的升降运动，使被观察物体调焦清晰成象。它的上层可以在水平面内沿作精密移动和转动，一般都把被观察的部位调放到视场中心。　　聚光照明系统由灯源和聚光镜构成，聚光镜的功能是使更多的光能集中到被观察的部位。照明灯的光谱特性必须与显微镜的接收器的工作波段相适应。　　物镜位于被观察物体附近，是实现第一级放大的镜头。在物镜转换器上同时装着几个不同放大倍率的物镜，转动转换器就可让不同倍率的物镜进入工作光路，物镜的放大倍率通常为5～100倍。　　物镜是显微镜中对成象质量优劣起决定性作用的光学元件。常用的有能对两种颜色的光线校正色差的消色差物镜；质量更高的还有能对三种色光校正色差的复消色差物镜；能保证物镜的整个像面为平面，以提高视场边缘成像质量的平像场物镜。高倍物镜中多采用浸液物镜，即在物镜的下表面和标本片的上表面之间填充折射率为1.5左右的液体，它能显著的提高显微观察的分辨率。　　目镜是位于人眼附近实现第二级放大的镜头，镜放大倍率通常为5～20倍。按照所能看到的视场大小，目镜可分为视场较小的普通目镜，和视场较大的大视场目镜(或称广角目镜)两类。　　载物台和物镜两者必须能沿物镜光轴方向作相对运动以实现调焦，获得清晰的图像。用高倍物镜工作时，容许的调焦范围往往小于微米，所以显微镜必须具备极为精密的微动调焦机构。　　显微镜放大倍率的极限即有效放大倍率，显微镜的分辨率是指能被显微镜清晰区分的两个物点的最小间距。分辨率和放大倍率是两个不同的但又互有联系的概念。　　当选用的物镜数值孔径不够大，即分辨率不够高时，显微镜不能分清物体的微细结构，此时即使过度地增大放大倍率，得到的也只能是一个轮廓虽大但细节不清的图像，称为无效放大倍率。反之如果分辨率已满足要求而放大倍率不足，则显微镜虽已具备分辨的能力，但因图像太小而仍然不能被人眼清晰视见。所以为了充分发挥显微镜的分辨能力，应使数值孔径与显微镜总放大倍率合理匹配。　　聚光照明系统是对显微镜成像性能有较大影响，但又是易于被使用者忽视的环节。它的功能是提供亮度足够且均匀的物面照明。聚光镜发来的光束应能保证充满物镜孔径角，否则就不能充分利用物镜所能达到的最高分辨率。为此目的，在聚光镜中设有类似照相物镜中的，可以调节开孔大小的可变孔径光阑，用来调节照明光束孔径，以与物镜孔径角匹配。　　改变照明方式，可以获得亮背景上的暗物点(称亮视场照明)或暗背景上的亮物点(称暗视场照明)等不同的观察方式，以便在不同情况下更好地发现和观察微细结构。　　光学显微镜的分类　　光学显微镜有多种分类方法：按使用目镜的数目可分为双目和单目显微镜；按图像是否有立体　　感可分为立体视觉和非立体视觉显微镜；按观察对像可分为生物和金相显微镜等；按光学原理可分为偏光，相衬和微差干涉对比显微镜等；按光源类型可分为普通光、荧光、红外光和激光显微镜等；按接收器类型可分为目视、摄影和电视显微镜等。常用的显微镜有双目体视显微镜、金相显微镜、偏光显微镜、紫外荧光显微镜等。　　双目体视显微镜是利用双通道光路，为左右两眼提供一个具有立体感的图像。它实质上是两个单镜筒显微镜并列放置，两个镜筒的光轴构成相当于人们用双目观察一个物体时所形成的视角，以此形成三维空间的立体视觉图像。双目体视显微镜在生物、医学领域广泛用于切片操作和显微外 科手术；在工业中用于微小零件和集成电路的观测、装配、检查等工作。　　金相显微镜是专门用于观察金属和矿物等不透明物体金相组织的显微镜。这些不透明物体无法在普通的透射光显微镜中观察，故金相和普通显微镜的主要差别在于前者以反射光，而后者以透射光照明。在金相显微镜中照明光束从物镜方向射到被观察物体表面，被物面反射后再返回物镜成像。这种反射照明方式也广泛用于集成电路硅片的检测工作。　　紫外荧光显微镜是用紫外光激发荧光来进行观察的显微镜。某些标本在可见光中觉察不到结构细节，但经过染色处理，以紫外光照射时可因荧光作用而发射可见光，形成可见的图像。这类显微镜常用于生物学和医学中。　　电视显微镜和电荷耦合器显微镜是以电视摄像靶或电荷耦合器作为接收元件的显微镜。在显微镜的实像面处装入电视摄像靶或电荷耦合器取代人眼作为接收器，通过这些光电器件把光学图像转换成电信号的图像，然后对之进行尺寸检测、颗粒计数等工作。这类显微镜的可以与计算机联用，这便于实现检测和信息处理的自动化，多应用于需要进行大量繁琐检测工作的场合。　　扫描显微镜是成像光束能相对于物面作扫描运动的显微镜 。在扫描显微镜中依靠缩小视场来保证物镜达到最高的分辨率，同时用光学或机械扫描的方法，使成像光束相对于物面在较大视场范围内进行扫描，并用信息处理技术来获得合成的大面积图像信息。这类显微镜适用于需要高分辨率的大视场图像的观测。

大多数使用过显微镜的人都应该知道景深是什么意思。是指在摄影机镜头或其他成像器前沿着能够取得清晰图像的成像景深相机器轴线所测定的物体距离范围。在聚焦完成后，在焦点前后的范围内都能形成清晰的像，这一前一后的距离范围，便叫做景深。 通俗的讲就是在这段空间内的被照的物体，呈现在底片面的影象模糊度，都在容许弥散圆的限定范围内，这段空间的长度就是景深。那又是什么影响着景深的大小呢？ 首先是显微镜头的光圈 其次是显微镜头的焦距 再次是拍摄的距离 那有时怎么的一种关系呢？ 光圈越大 （数值越小，例如f2.8的光圈大于f5.6），景深越小；光圈越小（数值越大，例如f16的光圈比f11的光圈小），景深越大 显微镜里的光圈应该就是数值孔径NA镜头焦距越长，景深越小；焦距越短，景深越大 距离越远，景深越大；距离越近，景深越小

追溯“显微镜”的历史，可知显微镜起源于荷兰的眼镜制作师父子的发明。之后，显微镜在英国和德国经过不断地改良得到了进一步的发展。在19世纪后期的日本，显微镜是作为“放大镜”来制造和销售的。在性能上，它根本无法与欧洲的显微镜相比，因此，当时研究细菌学的学者们不得不依赖于价格昂贵的进口显微镜。奥林巴斯的创始人——山下长抱着“无论如何都要制造出日本的国产显微镜”这一梦想，于1919年成立了公司，开始了实现梦想的挑战。与此同时，山下长也走上了“艰苦奋斗的13年”的征途。 作为一种仪器。奥林巴斯显微镜它运用最先进的UIS2光学系统（无限远校正系统），同时运用了照明装置，可以在夜间可见度较低的情况下进行作业。照明装置采用了内置透射光柯勒照明，6V20W卤素灯 100-240V 50/60Hz通用。调焦系统是载物台垂直运动，粗调行程每一圈为20mm，微调最小距离2.5微米。换镜转盘用的是固定4孔物镜转盘，观察筒是双目观察筒，镜筒倾角为30°，瞳间距48-75mm，载物台明装置是钢丝传动，尺寸为120mm × 132mm，活动范围为X轴向76mm × Y轴向30mm，单片标本夹。聚光镜则是阿贝聚光镜，数值孔径1.25（浸油时），内装式孔径光阑。

测量显微镜工作原理是使用透、反射的方式对工件长度和角度作精密测量。测量显微镜大多用于工业中，因此测量显微镜又称为[url=http://www.leica-microsystems.com/cn/%E4%BA%A7%E5%93%81/%E5%85%89%E5%AD%A6%E6%98%BE%E5%BE%AE%E9%95%9C/%E5%B7%A5%E4%B8%9A%E5%8F%8A%E6%9D%90%E6%96%99/%E6%AD%A3%E7%BD%AE%E6%98%BE%E5%BE%AE%E9%95%9C/%E8%AF%A6%E7%BB%86%E4%BB%8B%E7%BB%8D/product/leica-dm6-m]工业测量显微镜[/url]。测量显微镜的工作台除可以作平面移动外，还可以作360度的旋转，可从全方位观察器件。它的主要用途有：1、广泛应用于电子工业，比如观察电路板的构造，观察零件直接的精确距离；2、适用于制造业、精密零件以及不方便移动的物件的观察测量；3、用于生产作业线。

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金相显微镜中，聚光镜装在载物台的下方。小型的显微镜往往无聚光镜，在使用数值孔径0.40以上的物镜时，则必须具有聚光镜。聚光镜不仅可以弥补光量的不足和适当改变从光源射来的光的性质，而且将光线聚焦于被检物体上，在使用金相显微镜时，以得到最好的照明效果。 聚光镜的的结构有多种，同时根据物镜数值孔径的大小，相应地对聚光镜的要求也不同 。　　1． 阿贝聚光镜（Abbe condenser） 这是由德国光学大学大师恩斯特.阿贝(Ernst Abbe)设计。阿贝聚光镜由两片透镜组成，有较好的聚光能力，但是在物镜数值孔径高于0.60时，则色差，球差就显示出来。因此，多用于普通显微镜上。而微分干涉显微镜中也有用到。　　2． 消色差聚光镜(Achromatic aplanatic condenser ) 这种聚光镜又名"消球差聚光镜"和"齐明聚光镜"，它由一系列透镜组成，它对色差球差的校正程度很高，能得到理想的图象，是明场镜检中质量最高的一种聚光镜，其NA值达1.4 。因此，在高级研究显微镜，如微分干涉显微镜，常配有此种聚光镜。它不适用于4 X以下的低倍物镜，否则照明光源不能充满整个视场。　　3． 摇出式聚光镜（Swing out condenser） 在使用低倍物镜时（如4X），由于视场大，光源所形成的光锥不能充满真整个视场，造成视场边缘部分黑暗，只中央部分被照亮。要使视场充满照明，就需将聚光镜的上透镜从光路中摇出。　　4． 其它聚光镜 聚光镜除上述明场使用的类型外，还有作特殊用图的聚光镜。如暗视场聚光镜，相衬聚光镜，偏光聚光镜，微分干涉聚光镜等，以上聚光镜分别适用于相应的观察方式，在视频显微镜中有所应用。

金相显微镜相关知识 一、应用领域 金相显微镜适用于工矿企业、院校及科研等机构作材料内部组织结构观察、电子企业、夹层电路观察、化工企业、对各种粉末进行质量监控等。 L2030A透反射（双色）正置金相显微镜配置透反射照明系统,长距平场消色差物镜（无盖玻片）、大视野目镜和内置偏光观察装置,光学系统成像清晰,视野广阔。 特点：带简易偏光，大视野，成像清晰，调试方便，拓展性强。可接工业相机，可配分析测量软件。 二、主要功能/参数 型号：正置上下光源金相显微镜 L2030A 目镜：大视野 WF10X(Φ18mm) 物镜：(20 40 60只能选2个) 长距平场消色差物镜(无盖玻片)PL 5X/0.12 长距平场消色差物镜(无盖玻片)PL L10X/0.25 长距平场消色差物镜(无盖玻片)PL L20X/0.40 长距平场消色差物镜(无盖玻片)PL L40X/0.60 长距平场消色差物镜(无盖玻片)PL L60X/0.75 (弹簧) 目镜筒：三目镜,倾斜30˚,(内置检偏振片,可进行切换) 落射照明系统：6V 20W卤素灯,亮度可调 落射照明器带视场光栏、孔径光栏、起偏振片,(黄,蓝,绿)滤色片和磨砂玻璃 调焦机构：粗微动同轴调焦, 微动格值:2μm,粗动松紧可调，带锁紧和限位装置 转换器 ：四孔(内向式滚珠内定位) 五孔 ([fo

1显微镜的光学原理图 ................................................................................................................... 12显微镜观察方式一 明视野观察（Bright field, BF） .............................................................. 13显微镜观察方式二 暗视野观察（Dark field） ....................................................................... 14显微镜观察方式三 相差镜检法（Phase contrast, PH） ...................................................... 25显微镜观察方式四 微分干涉镜检术（DIC） ......................................................................... 36显微镜观察方式五 偏光显微镜（Polarizing Microscopy, POL） ....................................... 47显微镜观察方式六 霍夫曼调制相衬（HMC） ....................................................................... 58显微镜观察方式七 荧光显微镜（Fluorescence Microscopy, FL） .................................... 69显微镜观察方式八 塑料DIC（Plas DIC） ............................................................................ 710物镜 ............................................................................................................................................ 711消色差物镜（Achromatic） ...................................................................................................... 812复消色差物镜（Apochromatic） ............................................................................................. 813平场消色差物镜（Plana chromatic） ..................................................................................... 814平场复消色差物镜（PF, Planapochromatic） ....................................................................... 815半复消色差物镜（Semi Apochromatic） ............................................................................... 816放大率（Magnification） .......................................................................................................... 817视场数 ........................................................................................................................................ 918物镜参数：数值孔径 ................................................................................................................. 919物镜参数：焦深 ....................................................................................................................... 1020物镜参数：齐焦距离 ............................................................................................................... 1021物镜参数：工作距离 ............................................................................................................... 1122物镜参数：分辨率 ................................................................................................................... 1123覆盖差 ...................................................................................................................................... 1124齐焦合轴 ..................................................................................................................................

数值孔径的大小对显微镜观察有什么影响，是不是数值孔径越大越好？听说数值孔径越大，分辨率越高，是这样吗？？

显微知识：显微镜的常见像差 显微镜成像质量受显微镜整体光学系统制约，尤其物镜在显微镜成像质量中起到举足轻重作用，而像差又是影响物镜成像质量好坏的重要因素。 https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/10/202410211007018426_6818_3536051_3.png 本文主要为大家介绍显微镜的像差相关知识。 像差是显微镜实际成像效果与理论值的偏差，是显微镜制造过程中所产生的一种缺陷。像差分为：色差、球差、彗差、场曲、畸变、像散六种。色差是由两种或两种以上的光所形成，而其它像差则由单一色光就可以形成。 https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/10/202410211007018328_4842_3536051_3.png 色差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，因而光在经过透镜后不能汇聚在一个点，形成色斑。 解决方法：用组合透镜（胶合）取代单一透镜，光学设计消除色差。当然还需要运用其它技术手段。 https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/10/202410211007019949_3356_3536051_3.png 球差是轴上点的单色像差，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。 解决方法： 以适当形状的正负透镜组合成的双透镜或双胶合镜组是一种简单常用的消球差方法。 https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/10/202410211007021133_6340_3536051_3.png “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。 解决方法：在物镜内增加透镜。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。 https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/10/202410211007024917_4914_3536051_3.png 彗差属轴外点的单色像差，与孔径和视场有关。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壮，型如彗星，故称"彗差"。 解决方法： 适当缩小孔径光栏消除彗差对成像的影响。 https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/10/202410211007025972_6501_3536051_3.png 像散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。 解决方法：通过复杂的透镜组合来消除。 https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/10/202410211007024704_2148_3536051_3.png 前面所说各种相差除场曲外，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。 https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/10/202410211007025681_6243_3536051_3.png 由于客观原因，任何光学系统都不能生成理论上理想的像，像差是显微镜光学系统中不可避免的一种缺陷，高品质显微镜与其它显微镜的区别主要就是对像差矫正的量的区别。

问大家一下，显微镜的工作距离，与它的数值孔径和放大倍数有什么关系吗？或者是与其他参数有关？

金相显微镜由灯泡宣布的光线颠末光镜组以及场镜聚集到孔径光栏，在颠末集光镜聚集到物镜的后焦面，最终颠末物镜平行照射到试样的外表。从试样反射回来的光线复进过物镜组合辅佐透镜，由半反射镜转向，颠末辅佐透镜以及棱镜形成一个被调查物体的倒竖的扩大的实像，该象再颠末目镜的扩大，就成为目镜视场中能看到的扩大的映像。孔径光阑（AS）：用于操控入射光束孔径角的巨细。不是调理光亮度用过的。宕孔径光阑调理到入射光束刚好充溢物镜时，鉴别能力为最佳，像的衬度杰出。需求注重的是替换物镜时，孔径光阑巨细应该跟着调整改动。

生物显微镜测量问题