光學(xué)顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)是其核心部分,主要由照明系統(tǒng)和成像系統(tǒng)兩大部分組成。以下是對這兩個系統(tǒng)的詳細(xì)分類介紹:
一、照明系統(tǒng)
照明系統(tǒng)負(fù)責(zé)為顯微鏡提供光線,使被觀察的物體能夠清晰成像。其主要組成部分包括光源、聚光鏡和虹彩光圈(可變光闌)。
光源
光源是照明系統(tǒng)的核心,為顯微鏡提供足夠的光線。常見的光源有鎢絲燈泡、LED燈等。根據(jù)顯微鏡的類型和用途,光源的選擇也會有所不同。例如,熒光顯微鏡需要使用特定波長的紫外線作為光源。
聚光鏡
聚光鏡位于載物臺的下方,由凹透鏡或透鏡組組成。它的作用是聚集來自光源的光線,使光線增強,并使整個物鏡所包括的視野均勻受光,提高物鏡的鑒別能力。聚光鏡可以升降,以調(diào)節(jié)光線的聚焦點。
虹彩光圈(可變光闌)
虹彩光圈位于聚光鏡的下方,由許多金屬片組成。通過調(diào)節(jié)光圈的大小,可以控制進(jìn)入物鏡的光線強弱,使上行的光線強弱適宜,便于觀察。
二、成像系統(tǒng)
成像系統(tǒng)負(fù)責(zé)將被觀察物體的光線進(jìn)行放大和成像,使觀察者能夠清晰地看到物體的細(xì)節(jié)。其主要組成部分包括物鏡和目鏡。
物鏡
物鏡是決定顯微鏡性能的最重要部件,安裝在物鏡轉(zhuǎn)換器上,接近被觀察的物體。物鏡的放大倍數(shù)與其長度成正比,放大倍數(shù)越大,物鏡越長。根據(jù)使用條件的不同,物鏡可分為干燥物鏡和浸液物鏡(如水浸物鏡和油浸物鏡)。根據(jù)放大倍數(shù)的不同,物鏡可分為低倍物鏡(10倍以下)、中倍物鏡(20倍左右)和高倍物鏡(40-65倍)以及油鏡(放大倍數(shù)100倍以上)。
物鏡的主要參數(shù)包括放大倍數(shù)、數(shù)值孔徑和工作距離。放大倍數(shù)是指眼睛看到像的大小與對應(yīng)標(biāo)本大小的比值;數(shù)值孔徑也叫鏡口率,與顯微鏡的分辨力成正比;工作距離是指物鏡前表面到被觀察物體之間的距離。
目鏡
目鏡是一個金屬的圓筒,上端裝有一塊較小的透鏡,下端裝有一塊較大的透鏡。它的作用是將物鏡所放大和鑒別了的物象進(jìn)行再放大。目鏡內(nèi)可附加指針和測微尺。每架顯微鏡常備有幾個倍數(shù)不同的目鏡,如5倍、10倍、12.5倍等。顯微鏡的總放大倍數(shù)等于物鏡和目鏡放大倍數(shù)的乘積。
總結(jié)
光學(xué)顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)通過照明系統(tǒng)和成像系統(tǒng)的協(xié)同工作,實現(xiàn)了對被觀察物體的清晰成像和放大。照明系統(tǒng)提供足夠的光線,成像系統(tǒng)則通過物鏡和目鏡的放大作用,使觀察者能夠清晰地看到物體的細(xì)節(jié)。這種設(shè)計使得光學(xué)顯微鏡在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。