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顯微鏡的幾個重要光學技術(shù)參數(shù)

日期:2025-04-30 15:50
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顯微鏡的幾個重要光學技術(shù)參數(shù)
時間:2009-11-9 22:06:41  來源:本站原創(chuàng)  點擊:77

顯微鏡有以下幾個重要的光學技術(shù)參數(shù):數(shù)值孔徑,分辨率,放大率,焦深,視場直徑,工作距離等,這些參數(shù)不都是越高越好,它們互相關(guān)系又互相制約,購買時要根據(jù)檢查實際需要,選取匹配的參數(shù),這樣才達到好的效果。
一、數(shù)值孔徑(N.A.)

   數(shù)值孔徑是判斷物鏡性能(分辨率,焦深和亮度)的關(guān)鍵要素。

數(shù)值孔徑(N.A.)以下式計算。                    

N.A.=n×sinx

n =試樣與物鏡之間介質(zhì)的折射率(空氣:n=1,油:n=1.515)

X:光軸與離物鏡中心遠折射光形成的角度。

   顯微鏡觀察時,若想增大NA值,孔徑角是無法增大的,**的辦法是增大介質(zhì)的折射率n值。基于這一原理,就產(chǎn)生了水浸系物鏡和油浸物鏡,因介質(zhì)的折射率n值大于一,NA值就能大于一。

   數(shù)值孔徑大值為1.4,這個數(shù)值在理論上和技術(shù)上都達到了極限。目前,有用折射率高的溴萘作介質(zhì),溴萘的折射率為1.66,所以NA值可大于1.4。
   這里必須指出,為了充分發(fā)揮物鏡數(shù)值孔徑的作用,在觀察時,聚光鏡的NA值應(yīng)等于或略大于物鏡的NA值,

   數(shù)值孔徑與其他技術(shù)參數(shù)有著密切的關(guān)系,它幾乎決定和影響著其他各項技術(shù)參數(shù)。它與分辨率成正比,與放大率成正比,與焦深成反比,NA值增大,視場寬度與工作距離都會相應(yīng)地變小。

二.分辨率

   分辨率又稱“鑒別率”,“解像力”。是衡量顯微鏡性能的又一個重要技術(shù)參數(shù)。

   顯微鏡的分辨率用公式表示為:d=l/NA

   式中d為小分辨距離;l為光線的波長;NA為物鏡的數(shù)值孔徑??梢娢镧R的分辨率是由物鏡的NA值與照明光源的波長兩個因素決定。NA值越大,照明光線波長越短,則d值越小,分辨率就越高。

   要提高分辨率,即減小d值,可采取以下措施

1、 降低波長l值,使用短波長光源。

2、曾大介質(zhì)n值和提高NA值(NA=nsinu/2)。

3、增大孔徑角。

4、增加明暗反差。

三、放大率

   放大率就是放大倍數(shù),是指被檢驗物體經(jīng)物鏡放大再經(jīng)目鏡放大后,人眼所看到的終圖象的大小對原物體大小的比值,是物鏡和目鏡放大倍數(shù)的乘積。

   放大率也是顯微鏡的重要參數(shù),但也不能盲目相信放大率越高越好,在選擇時應(yīng)首先考慮物鏡的數(shù)值孔徑。

四、焦深

   焦深為焦點深度的簡稱,即在使用顯微鏡時,當焦點對準某一物體時,不僅位于該點平面上的各點都可以看清楚,而且在此平面的上下一定厚度內(nèi),也能看得清楚,這個清楚部分的厚度就是焦深。焦深大,

   可以看到被檢物體的全層,而焦深小,則只能看到被檢物體的一薄層,焦深與其他技術(shù)參數(shù)有以下關(guān)系:

   1、焦深與總放大倍數(shù)及物鏡的數(shù)值孔鏡成反比。

   2、焦深大,分辨率降低。

   由于低倍物鏡的景深較大,所以在低倍物鏡照相時造成困難。在顯微照相時將詳細介紹。 五. 視場直徑(Field ofview)

   觀察顯微鏡時,所看到的明亮的原形范圍叫視場,它的大小,是由目鏡里的視場光闌決定的。

   視場直徑也稱視場寬度,是指在顯微鏡下看到的圓形視場內(nèi)所能容納被檢物體的實際范圍。視場直徑愈大,愈便于觀察。

由公式可看出:

   1、視場直徑與視場數(shù)成正比。

  2、增大物鏡的倍數(shù),則視場直徑減小。因此,若在低倍鏡下可以看到被檢物體的全貌,而換成高倍物鏡,就只能看到被檢物體的很小一部份。

 六、工作距離

   工作距離也叫物距,即指物鏡前透鏡的表面到被檢物體之間的距離。鏡檢時,被檢物體應(yīng)處在物鏡的一倍至二倍焦距之間。因此,它與焦距是兩個概念,平時習慣所說的調(diào)焦,實際上是調(diào)節(jié)工作距離。

   在物鏡數(shù)值孔徑一定的情況下,工作距離短孔徑角則大。

   數(shù)值孔徑大的高倍物鏡,其工作距離小。

七、覆蓋差

   顯微鏡的光學系統(tǒng)也包括蓋玻片在內(nèi)。由于蓋玻片的厚度不標準,光線從蓋玻片進入空氣產(chǎn)生折射后的光路發(fā)生了改變,從而產(chǎn)生了相差,這就是覆蓋差。覆蓋差的產(chǎn)生影響了顯微鏡的成響質(zhì)量。

   國際上規(guī)定,蓋玻片的標準厚度為0.17mm,

   許可范圍在0.16—0.18mm.,在物鏡的制造上已將此厚度范圍的相差計算在內(nèi)。物鏡外殼上標科的確0.17,即表明該物鏡要求蓋玻片的厚度。

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