10.3 显显微微镜镜构造及其原构造及其原理理 一、根本构造一、根本构造 二、光束限制二、光束限制 三、分辨身手三、分辨身手 四、放大身手四、放大身手 1、视角放大率角放大率 2、有效、有效视角放大率角放大率 3、显微微镜成像特点成像特点 五、聚光身手五、聚光身手 1、光度学根本概念、光度学根本概念 2、像面照度公式、像面照度公式 六、六、显微微镜的物的物镜 一、根本构造显微镜一、根本构造显微镜 1、构造、构造y-y1-yFoF物镜物镜FeFe目镜目镜D D眼眼睛睛xa 机机械械筒筒长：从从显微微镜的的镜筒筒中中抽抽出出目目镜和和物物镜，留留下下的的镜筒的筒的长度，其度，其值普通普通为160190mm。我国。我国为160mm。 目目镜的的任任务间隔隔：目目镜的的物物方方焦焦平平面面到到目目镜的的第第一一个个几几何面的何面的间隔。隔。 镜目距：自目目距：自目镜最后一个折射面到出瞳的最后一个折射面到出瞳的间隔。隔。 2、几个概念、几个概念 光光学学筒筒长：目目镜和和物物镜之之间的光学的光学间隔隔D。 二、光束限制显微镜二、光束限制显微镜 孔径光孔径光阑阑：因物：因物镜镜而异。而异。 单组单组低倍物低倍物镜镜，其，其镜镜框即框即为为孔径光孔径光阑阑； 多多组组透透镜镜构构成成的的复复杂杂物物镜镜，或或者者以以最最后后一一组组透透镜镜框框作作为为孔孔径径光光阑阑，或或者者在在物物镜镜的的像像方方焦焦平面上或附近平面上或附近设设置置专门专门的孔径光的孔径光阑阑。 视场视场光光阑阑：通常：通常设设置在物置在物镜镜的像平面上。的像平面上。 入窗和入瞳重合，可以保入窗和入瞳重合，可以保证证消除消除渐晕渐晕。 视视场场光光阑阑的的大大小小等等于于物物面面的的视视场场可可见见范范围围与物与物镜镜的垂的垂轴轴放大率的乘放大率的乘积积。 三、分辨身手显微镜三、分辨身手显微镜1、分辨率、分辨率q0sUs出瞳出瞳DAd显微微镜刚好可以分辨的物平好可以分辨的物平面上两点的最小面上两点的最小间隔。隔。 2、表示、表示N.A. (Numeric aperture) 称称为为数数值值孔径。孔径。 不不发光物体被光物体被别的光源照明的光源照明: : 斜照明斜照明: : 1 1、视角放大率显微镜放、视角放大率显微镜放大身手大身手眼眼睛睛xay-y1-yFoFo物镜物镜FeFe目镜目镜D D-x2-w-wwy25cmx1 2 2、有效视角放大率显微镜放大、有效视角放大率显微镜放大身手身手 运用运用显微微镜要求要求: (1)、显微微镜光光学学系系统的的性性能能得得到到充充分分的的利利用用; (2)、没有、没有赝像像; 视角放大率的要求角放大率的要求: 线度度正正好好等等于于显微微镜分分辨辨极极限限的的物物体体放放大大后后对眼睛的眼睛的视角角为24 物物镜有四种，即有四种，即4、10、40和和100 目目镜有三种，即有三种，即5，10和和15 3 3、显微镜成像特点显微镜放大身、显微镜成像特点显微镜放大身手手眼眼睛睛xay-y1-yFoFo物镜物镜FeFe目镜目镜D D-x2 (4) 物物镜镜成成实实像像，可可以以在在物物镜镜的的实实物物面面上上设设置置分分划划板板，可可以以对对物的物的线线度度进进展丈量；展丈量； (5) 经经过过目目镜镜的的离离焦焦，可可以以将将微微小小物物体体二二次次成成放放大大的的实实像像进进展展显显示或示或记录记录。 (1) 有高的放大率；有高的放大率； (2) 眼眼睛睛和和像像的的位位置置适度，适于运用；适度，适于运用； (3) 经经过过互互换换物物镜镜和和目目镜镜可可以以改改动动显显微微镜镜的的视视角角分分辨辨率率，扩扩展展显显微微镜镜的运用范的运用范围围； 六、显微镜的物镜显微镜六、显微镜的物镜显微镜 物物镜参数参数: 显微微物物镜中中通通常常给出出四四个个参参数数，即即bo/NA，及及机机械械筒筒长/允允许盖盖 波片最大厚度。波片最大厚度。 消色差物消色差物镜的构造的构造: : ( (校正了校正了轴上物点的色差和球差上物点的色差和球差 ) )低倍物低倍物镜(36)中倍物中倍物镜(610)里斯特里斯特(Leister)浸没物浸没物镜(90100)高倍物高倍物镜(40+)阿米西阿米西(Amiei) 1、光度学根本概念显微镜聚光身手 (1)光源的光源的辐辐射通量射通量(P)：单单位位时间时间的的辐辐射能量。射能量。 (2)光源的光通量光源的光通量(P)： 单单位位时间时间的的视觉辐视觉辐射能量。射能量。 (3)光源的光光源的光辐辐出度出度(M): 单单位面位面积积在半空在半空间间的光通量。的光通量。 (4)光源的光源的发发光光强强度度(I)：单单位立体角的光通量。位立体角的光通量。 (5)光源的光亮度光源的光亮度(L)：单单位面位面积单积单位立体角的光通量。位立体角的光通量。 (6)物面的照度物面的照度(H)：单单位面位面积积接遭到的光通量。接遭到的光通量。 (7)辐辐射亮度定理：射亮度定理： 光学系光学系统统各面上亮度各面上亮度满满足足L/n2=const. (8)扩扩展源的照度：展源的照度：dj jL物面物面 2、像面照度公式显微镜聚光身手 设显设显微光学系微光学系统统的根本的根本亮度亮度为为L0L0，那么像面的照，那么像面的照度度为为出瞳出瞳d-UImage 例题显微镜例题显微镜 例例题1、 用两个焦距都是用两个焦距都是50mm的的正透正透镜组成一个成一个10倍的倍的显微微镜，问物物镜的倍率、目的倍率、目镜的倍率以及的倍率以及物物镜和目和目镜之之间的的间隔各隔各为多少多少? 例题显微镜例题显微镜 例例题2、一、一显微微镜的光学筒的光学筒长为150mm,假假设物物镜的焦距的焦距为20mm，目，目镜的的视放大率放大率为12.5,求：求： (1) 总的的视放大率；放大率； (2) 系系统的焦距；的焦距； (3) 假假设物物镜的数的数值孔径孔径为0.1，问该视放大率能否在适用范放大率能否在适用范围内内? (4) 物体到物物体到物镜之之间的的间隔。隔。 例题显微镜例题显微镜 例例题3、一台、一台显微微镜有有4个物个物镜，其垂，其垂轴放大率放大率 b 分分别为-1、-2.5、-3和和-5，以，以顺应不同需求，但物面和像面之不同需求，但物面和像面之间的的间隔隔对不同物不同物镜都要求都要求为常数常数200mm，试求求4个物个物镜的焦距的焦距f和物距和物距l (假假设物物方主面和象方主面重合方主面和象方主面重合)。 作业显微镜作业显微镜 10-4 10-5