光学显微镜的原理|结构|分类

　　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。光学显微镜是由一个透镜或几个透镜的组合构成，是人类进入原子时代的标志。

　　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。

　　透镜的性能：

　　透镜是组成光学显微镜光学系统的Z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”。

　　光学显微镜和放大镜起着同样的作用，就是把近处的微小物体成一放大的像，以供人眼观察。只是光学显微镜比放大镜可以具有更高的放大率而已。

　　下图是物体被光学显微镜成像的原理图。图中把物镜和目镜均以单块透镜表示。物体AB位于物镜前方，离开物镜的距离大于物镜的焦距，但小于两倍物镜焦距。所以，它经物镜以后，必然形成一个倒立的放大的实像A1B1。A1B1位于目镜的物方焦点F2或者在很靠近F2的位置上。再经目镜放大为虚像A2B2后供眼睛观察。虚像A2B2的位置取A1B1之间的距离，可以在无限远处(当A1B1位于F2上时)，也可以在观察者的明视距离处(当A1B1在图中焦点F2之右边时)。

　　光学显微镜目镜的作用与放大镜一样。所不同的只是眼睛通过目镜所看到的不是物体本身，而是物体被物镜所成的已经放

　　光学显微镜主要由光学系统及支撑它们的机械结构组成，光学系统包括物镜、目镜和聚光镜，都是由各种光学玻璃做成的复杂化了的放大镜。光学显微镜主要用于放大微小物体，使其为人的肉眼所能看见。

　　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;

　　④按光学原理可分为偏光、相衬和微差干涉对比显微镜等;

　　⑤按光源类型可分为普通光、荧光、紫外光、红外光和激光显微镜等;

　　⑥按接收器类型可分为目视、数码(摄像)显微镜等。

　　所以在选购光学显微镜前，一定要确定哪种光学显微镜适合自己。常用的光学显微镜有生物显微镜、体视显微镜、金相显微镜、偏光显微镜、荧光显微镜、相衬显微镜、倒置显微镜等。

　　1、生物显微镜

　　生物显微镜放大倍数一般在40x-2000x之间，光源为透射光。生物显微镜供YL卫生单位、高等院校、研究所用于微生物、细胞、细菌、组织培养、悬浮体、沉淀物等的观察，同时可以观察其他透明或者半透明物体以及粉末、细小颗粒等物体。

　　生物显微镜可连续观察细胞、细菌等在培养液中繁殖分裂的过程等。在细胞学、寄生虫学、肿瘤学、免疫学、遗传工程学、工业微生物学、植物学等领域中应用广泛，是食品厂、饮用水厂办QS、HACCP认证的必备检验设备。

　　2、体视显微镜

　　体视显微镜又称“实体显微镜”或“解剖镜”，是一种具有正像立体感的光学显微镜。体视显微镜放大倍数在7x-45x左右，也可以放大到90x，180x，225x。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。

　　体视显微镜利用双通道光路，双目镜筒中的左右两光束不是平行，而是具有一定的夹角，即体视角(一般为12度~15度)，为左右两眼提供一个

　　光学显微镜是一种既古老又年轻的科学工具，从诞生至今，已有三百年的历史。光学显微镜的用途十分广泛，例如在生物学、化学、物理学、天文学等科研工作中都是离不开光学显微镜。

　　1、镜筒：

　　镜筒是安装在光学显微镜Z上方或镜臂前方的圆筒状结构，其上端装有目镜，下端与物镜转换器相连。根据镜筒的数目，光学显微镜可分为单筒式或双筒式两类。单筒光学显微镜又分为直立式和倾斜式两种。而双筒式光学显微镜的镜筒均为倾斜的。镜筒直立式光学显微镜的目镜与物镜的ZX线互成45度角，在其镜筒中装有能使光线折转45度的棱镜。

　　2、物镜转换器：

　　物镜转换器又称物镜转换盘。是安装在镜筒下方的一圆盘状构造，可以按顺时针或反时针方向自由旋转。其上均匀分布有3～4个圆孔，用以装载不同放大倍数的物镜。转动物镜转换盘可使不同的物镜到达工作位置(即与光路合轴)。使用时注意凭手感使所需物镜准确到位。

　　3、镜臂：

　　镜臂是支持镜筒和镜台的弯曲状构造，是取用光学显微镜时握拿的部位。镜筒直立式光学显微镜在镜臂与其下方的镜柱之间有一倾斜关节，可使镜筒向后倾斜一定角度以方便观察，但使用时倾斜角度不应超过45度，否则光学显微镜由于ZX偏移容易翻倒。在使用临时装片时，千万不要倾斜镜臂，以免液体或染液流出，污染光学显微镜。

　　4、调焦器：

　　调焦器也称调焦螺旋，为调节焦距的装置，位于镜臂的上端(镜筒直立式光学显微镜)或下端(镜筒倾斜式光学显微镜)，分粗调螺旋(大螺旋)和细调螺旋(小螺旋)两种。粗调螺旋可使镜筒或载物台以较快速度或较大幅度的升降，能迅速调节好焦距使物像呈现在视野中，适于低倍镜观察时的调焦。而细调螺旋只能使镜筒或载物台缓慢或较小幅度的升降(升或降的距离不易被肉眼观察到)，适用于高倍镜和油镜的聚焦或观察标本的不同层次，一般在粗调螺旋调焦的基础上再使用细调焦螺旋，精细调节焦距。

　　有些类型的光学显微镜，粗

　　光学显微镜是一种精密的光学仪器，它广泛应用于现代科学技术和生产的各个领域，是一种十分重要的观测工具。在生物学、医学、农业、畜牧、地质、矿产和一些工业部门内，光学显微镜有特殊的地位，发挥重要的作用。

　　将光学显微镜小心地从镜箱中取出(移动光学显微镜时应以右手握住镜壁，左手托住镜座)，放置在实验台的偏左侧，以镜座的后端离实验台边缘约6～10cm为宜。首先检查光学显微镜的各个部件是否完整和正常。如果是镜筒直立式光学显微镜，可使镜筒倾斜一定角度(一般不应超过45度)以方便观察(观察临时装片时禁止倾斜镜臂)。

　　1、对光：

　　打开实验台上的工作灯(如果是自带光源光学显微镜，这时应该打开光学显微镜上的电源开关)，转动粗调螺旋，使镜筒略升高(或使载物台下降)，调节物镜转换器，使低倍镜转到工作状态(即对准通光孔)，当镜头完全到位时，可听到轻微的扣碰声。

　　打开光圈并使聚光器上升到适当位置(以聚光镜上端透镜平面稍低于载物台平面的高度为宜)。然后用左眼向着目镜内观察(注意两眼应同时睁开)，同时调节反光镜的方向(自带光源光学显微镜，调节亮度旋钮)，使视野内的光线均匀、亮度适中。

　　2、放置玻片标本：

　　将玻片标本放置到载物台上用标本移动器上的弹簧夹固定好(注意：使有盖玻片或有标本的一面朝上)，然后转动标本移动器的螺旋，使需要观察的标本部位对准通光孔的ZY。

　　3、调节焦距：

　　用眼睛从侧面注视低倍镜，同时用粗调螺旋使镜头下降(或载物台上升)，直至低倍镜头距玻片标本的距离小于0.6cm(注意操作时必须从侧面注视镜头与玻片的距离，以避免镜头碰破玻片)。然后在目镜上观察，同时慢慢转动粗调螺旋使镜筒上升(或使载物台下降)直至视野中出现物像为止，再转动细调螺旋，使视野中的物像Z清晰。

　　如果需要观察的物像不在视野ZY，甚至不在视野内，可用标本移动器前后、左右

　　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。主要由载物台、聚光照明系统、物镜、目镜和调焦机组成，被广泛用于多个领域中。

　　1、调焦系统

　　故障主要有粗准校螺旋太紧和镜筒自行下滑两类。

　　①粗准校螺旋太紧

　　光学显微镜由于长期使用，使润滑油干枯，或者有污物进入镜筒与镜臂之间的滑道中，可能使粗准校螺旋旋转吃力。可以向后旋转粗准校螺旋将镜筒提起来取下，清理镜筒和镜臂间的滑道，然后加入润滑油。如果还是旋转吃力的话，可以将两侧粗准校螺旋沿逆时针方向用力相对旋转，将其卸开，清理内部后加上润滑油。

　　光学显微镜清理时可以用干净的纱布蘸1**%的乙醇清洗，不要使用有机溶剂以免损坏漆面。润滑油可以用固态润滑油，如凡士林，切不可使用液态润滑油，如缝纫机油等。因为液态润滑油很可能游离扩散到物镜等光学系统内损坏镜头。

　　②镜筒自行下滑

　　可以先将两个粗准校螺旋沿着顺时针方向相对旋紧，如果效果不明显的话可以将粗准校螺旋卸开，卸开的方法是将左右粗准校螺旋旋钮向相反方向逆时针旋转即可将其旋开。将一个内径5mm外径10mm的圆形塑料垫片，塑料垫片可以就地取材使用任何有韧性的薄塑料片。加上垫片旋紧要适度，太紧太松都不好，以光学显微镜可以灵活转动镜筒不自动下滑为准。

　　2、物镜转换器

　　光学显微镜该故障主要有物镜定位不准、转换器太紧及转换器晃动等。

　　①物镜定位不准

　　物镜旋转到位时应有“咔”的一声，这是因为镜筒后侧的定位珠恰好卡入了转换器的定位槽内。如果定位珠的弹片太松，就会使转换器定位不准，可以将其取下，用钳子正位后再安装上去即可。

　　②转换器太紧或者晃动

　　光学显微镜可能是由于缺少润滑油或者紧固螺丝松动造成的，需要将其卸开，调整，加润滑油。转换器的紧固螺丝有内外两个，外面的螺丝丝扣与普通螺丝一样，顺时针旋转是旋紧，内层空心螺丝

　　光学显微镜是一种精密的光学仪器，已有300多年的发展史。自从有了光学显微镜，人们看到了过去看不到的许多微小生物和构成生物的基本单元——细胞，使我们对生物体的生命活动规律有了更进一步的认识。

　　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光学显微镜的放大仪器。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，得出了光学显微镜的光路结构，当时的光学工匠遂纷纷从事光学显微镜的制造、推广和改进。

　　17世纪中叶，英国的胡克和荷兰的列文胡克，都对光学显微镜的发展作出了zhuo越的贡献。1665年前后，胡克在光学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，成为现代光学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光学显微镜。胡克和列文胡克利用自制的光学显微镜，在动、植物机体微观结构的研究方面取得了杰出成就。

　　19世纪，高质量消色差浸液物镜的出现，使光学显微镜观察微细结构的能力大为提高。1827年阿米奇diyi个采用了浸液物镜。19世纪70年代，德国人阿贝奠定了光学显微镜成像的古典理论基础。这些都促进了光学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。

　　在光学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