顯微鏡是由一個(gè)透鏡或幾個(gè)透鏡的組合構(gòu)成的一種光學(xué)儀器,，是人類進(jìn)入原子時(shí)代的標(biāo)志,。主要用于放大微小物體成為人的肉眼所能看到的儀器,。顯微鏡分光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡：光學(xué)顯微鏡是在1590年由荷蘭的詹森父子所首創(chuàng)?，F(xiàn)在的光學(xué)顯微鏡可把物體放大1600倍，分辨的最小極限達(dá)波長的1/2,，國內(nèi)顯微鏡機(jī)械筒長度一般是160毫米,，其中對顯微鏡研制，微生物學(xué)有巨大貢獻(xiàn)的人為列文虎克,、荷蘭籍,。

下面我們來分析一下顯微鏡的光學(xué)原理：

一.折射和折射率

光線在均勻的各向同性介質(zhì)中，兩點(diǎn)之間以直線傳播,，當(dāng)通過不同密度介質(zhì)的透明物體時(shí)，則發(fā)生折射現(xiàn)像,，這是由于光在不同介質(zhì)的傳播速度不同造成的,。當(dāng)與透明物面不垂直的光線由空氣射入透明物體(如玻璃)時(shí)，光線在其介面改變了方向,，并和法線構(gòu)成折射角,。

二.透鏡的性能

透鏡是組成顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的最基本的光學(xué)元件,，物鏡、目鏡及聚光鏡等部件均由單個(gè)和多個(gè)透鏡組成,。依其外形的不同,，可分為凸透鏡(正透鏡)和凹透鏡(負(fù)透鏡)兩大類。當(dāng)一束平行于光軸的光線通過凸透鏡后相交于一點(diǎn),，這個(gè)點(diǎn)稱“焦點(diǎn)”,，通過交點(diǎn)并垂直光軸的平面，稱“焦平面”,。焦點(diǎn)有兩個(gè),，在物方空間的焦點(diǎn)，稱“物方焦點(diǎn)”,，該處的焦平面,，稱“物方焦平面”;反之，在像方空間的焦點(diǎn),，稱“像方焦點(diǎn)”,，該處的焦平面，稱“像方焦平面”,。光線通過凹透鏡后,，成正立虛像，而凸透鏡則成正立實(shí)像,。實(shí)像可在屏幕上顯現(xiàn)出來,，而虛像不能。

三.影響成像的關(guān)鍵因素—像差

由于客觀條件,，任何光學(xué)系統(tǒng)都不能生成理論上理想的像,，各種像差的存在影響了成像質(zhì)量。下面分別簡要介紹各種像差,。

1.色差 色差是透鏡成像的一個(gè)嚴(yán)重缺陷,，發(fā)生在多色光為光源的情況下，單色光不產(chǎn)生色差,。白光由紅 橙 黃 綠 青 藍(lán) 紫 七種組成,，各種光的波長不同 ，所以在通過透鏡時(shí)的折射率也不同,，這樣物方一個(gè)點(diǎn),，在像方則可能形成一個(gè)色斑。光學(xué)系統(tǒng)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觀察都帶有色斑或暈環(huán),，使像模糊不清,。而放大率色差使像帶有彩色邊緣,。

2.球差 球差是軸上點(diǎn)的單色相差，是由于透鏡的球形表面造成的,。球差造成的結(jié)果是,，一個(gè)點(diǎn)成像后，不在是個(gè)亮點(diǎn),，而是一個(gè)中間亮邊緣逐漸模糊的亮斑,，從而影響成像質(zhì)量。

球差的矯正常利用透鏡組合來消除,，由于凸,、凹透鏡的球差是相反的，可選配不同材料的凸凹透鏡膠合起來給予消除,。舊型號(hào)顯微鏡,，物鏡的球差沒有完全矯正，應(yīng)與相應(yīng)的補(bǔ)償目鏡配合,，才能達(dá)到糾正效果,。一般新型顯微鏡的球差完全由物鏡消除。

3.慧差 慧差屬軸外點(diǎn)的單色像差,。軸外物點(diǎn)以大孔徑光束成像時(shí),，發(fā)出的光束通過透鏡后，不再相交一點(diǎn),，則一光點(diǎn)的像便會(huì)得到一逗點(diǎn)狀,，型如慧星，故稱“慧差”,。

4.像散 像散也是影響清晰度的軸外點(diǎn)單色像差,。當(dāng)視場很大時(shí)，邊緣上的物點(diǎn)離光軸遠(yuǎn),，光束傾斜大,，經(jīng)透鏡后則引起像散。像散使原來的物點(diǎn)在成像后變成兩個(gè)分離并且相互垂直的短線,，在理想像平面上綜合后,，形成一個(gè)橢圓形的斑點(diǎn)。像散是通過復(fù)雜的透鏡組合來消除,。

5.場曲 場曲又稱“像場彎曲”,。當(dāng)透鏡存在場曲時(shí)，整個(gè)光束的交點(diǎn)不與理想像點(diǎn)重合,，雖然在每個(gè)特定點(diǎn)都能得到清晰的像點(diǎn),，但整個(gè)像平面則是一個(gè)曲面。這樣在鏡檢時(shí)不能同時(shí)看清整個(gè)像面,，給觀察和照相造成困難,。因此研究用顯微鏡的物鏡一般都是平場物鏡，這種物鏡已經(jīng)矯正了場曲,。

6.畸變 前面所說各種像差除場曲外,，都影響像的清晰度?；兪橇硪环N性質(zhì)的像差,，光束的同心性不受到破壞。因此,，不影響像的清晰度,，但使像與原物體比，在形狀上造成失真,。

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