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顯微鏡的成象(幾何成象)原理

閱讀:703        發(fā)布時(shí)間:2017-6-22
  隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,人們?cè)絹碓叫枰^察微觀世界,顯微鏡正是這樣的設(shè)備,它突破了人類的視覺極限,使之延伸到肉眼無法看清的細(xì)微結(jié)構(gòu)。
  顯微鏡是從十五世紀(jì)開始發(fā)展起來。從簡(jiǎn)單的放大鏡的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出來的單透鏡顯微鏡,到結(jié)構(gòu)復(fù)雜的復(fù)式顯微鏡,以及相差,熒光,偏光,顯微觀察方式的出現(xiàn),使之更廣范地應(yīng)用于醫(yī)學(xué),生物學(xué),金屬材料,化工等領(lǐng)域。
  第二章 顯微鏡的基本光學(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)象,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zui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,在象方空間的焦點(diǎn),稱“象方焦點(diǎn)”,該處的焦平面,稱“象方焦平面”。
  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 顯微鏡的成象(幾何成象)原理
  顯 微鏡之所以能將被檢物體進(jìn)行放大,是通過透鏡來實(shí)現(xiàn)的。單透鏡成象具有象差,嚴(yán)重影響成象質(zhì)量。因此顯微鏡的主要光學(xué)部件都由透鏡組合而成。從透鏡的性能 可知,只有凸透鏡才能起放大作用,而凹透鏡不行。顯微鏡的物鏡與目鏡雖都由透鏡組合而成,但相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡。為便于了解顯微鏡的放大原理,簡(jiǎn)要說明一下 凸透鏡的5種成象規(guī)律:
 ?。?) 當(dāng)物體位于透鏡物方二倍焦距以外時(shí),則在象方二倍焦距以內(nèi)、焦點(diǎn)以外形成縮小的倒立實(shí)象;
  (2) 當(dāng)物體位于透鏡物方二倍焦距上時(shí),則在象方二倍焦距上形成同樣大小的倒立實(shí)象;
 ?。?) 當(dāng)物體位于透鏡物方二倍焦距以內(nèi),焦點(diǎn)以外時(shí),則在象方二倍焦距以外形成放大的倒立實(shí)象;
 ?。?) 當(dāng)物體位于透鏡物方焦點(diǎn)上時(shí),則象方不能成象;
 ?。?) 當(dāng)物體位于透鏡物方焦點(diǎn)以內(nèi)時(shí),則象方也無象的形成,而在透鏡物方的同側(cè)比物體遠(yuǎn)的位置形成放大的直立虛象。

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