1、方法一:将放大镜放在有格子的纸上,数出放大镜范围内的格数(A);再将放大镜提高,直至格子放大到最大、最清晰,数出放大镜范围内的格数(B);A除以B就是放大镜放大的倍数。
2、方法二:用直尺量出方格的边长(A),再将放大镜提高,直至格子放大到最大、最清晰时,将直尺搁在放大镜上量出被放大的格子的边长(B),B除以A就是放大镜放大的倍数。
扩展资料:
1、放大镜的使用方法:
(1)、让放大镜靠近观察的物体,观察对象不动,人眼和观察对象之间的距离不变,然后移动手持放大镜在物体和人眼之间来回移动,直至图像大而清楚。
(2)、放大镜尽量靠近眼睛。放大镜不动,移动物体,直至图像大而清楚。
2、放大镜的用途:
(1)、一枚无色差的消色差镜片,能非常清晰地观测和宝石的鉴定,带有包装盒,轻便易带。
(2)、也可用于珠宝认证检测、基板表面的品质、颜色的校正等检査。
3、放大镜的构造:
分为两部分:透镜、镜柄。
3、放大镜的用处:
(1)、放大物体的影像——放大镜最主要的功能。
把放大镜放于物体前适当距离即可从透镜内观看被放大的影像,留意物体实际上并没有被放大。
(2)、聚焦取火——次要功能。
在强光照射下,透镜的焦点部位会特别光猛,焦点部分便会变焦或着火。
要注意放大镜并不能放大角度。
两个放大镜组合起来可以使物体的放大倍数增大。
-放大镜
好。
1、耐用。拜视通放大镜质量耐用,质量做工一流。
2、使用效果好。拜视通放大镜放大效果很好,镜片清晰。品牌拜视通主营产品涵盖滤色镜,腰棱镜,热导仪,鉴定仪,电子放大镜,鉴定放大镜,台式放大镜,电子书灯,切工镜,手机放大镜,放大镜灯。
这个并没有具体的说法,数码变焦就不说了,是牺牲画质得来的,光学变焦的话要看你的被摄物体,如果是较远的物体,那么长焦距拍摄而来的画质肯定要比短焦通过放大的清晰度要高,如果只是单纯看整体画面清晰度,那么长焦对于画质的影响要比广角或者短,定焦要来的大,因为涉及到抖动,安全快门值,镜头组的质量,还有光圈值。比如用定焦头,安全快门的情况下光圈收到8,一般来说比较容易得到高锐度画面。
放大检查(Magnification)是人眼的进一步扩展,可以观察到肉眼无法看到的宝石内外部的某些细微特征。宝石学上使用的放大仪器为各种类型的显微镜。在实践中,“显微镜”被用来专指组合显微镜,而放大镜则指简单显微镜。放大镜和宝石显微镜是宝石鉴定工作中最常用的鉴定仪器。
一、放大镜(Loupe)
1工作原理
由一个或一组凸透镜构成放大系统。
图1-4-1310 倍放大镜中透镜的结构
2放大镜的结构
宝石鉴定中使用的放大镜由1个、2个或3个凸透镜加塑料或不锈钢套组成。可分为:
1)单个的双凸透镜:由一片凸透镜组成,放大倍数一般小于3倍。
2)二合镜:由两块平凸透镜组成。
3)三合镜:由两块铅玻璃凸凹透镜粘接到中央一块无铅玻璃双凸透镜上而成(图1-4-13)。
通常,增大曲率可以提高放大倍数,但随着曲率的增大,会出现球面像差(也叫图像畸变)和色像差(彩色边缘效应),二合镜可以在很大程度上纠正畸变,三合镜可以消除彩色边缘效应并防止畸变。
选购放大镜时,一般要求工作距离大、景深大(看清的范围大)、无图像畸变和无色像差。
目前宝石学上所用的放大镜倍数有10倍和20倍,其工作距离分别为25mm和125mm。放大倍数越大,工作距离越短。因宝石放大镜观察的对象常为首饰,如戒指要隔着戒圈观察,所以放大镜前工作距离应不小于25mm。国际上规定钻石净度分级以10倍放大镜为准,所以通常要求放大镜为10倍。
放大镜中央聚焦后,放大镜边部同时也聚焦,不会出现变形的现象,称为无像差(图1-4-14)。所谓无色差就是说通过放大镜观察宝石的颜色,不会因为放大镜有色散或涂膜而影响宝石颜色的观察。
图1-4-14 图像畸变现象
3放大镜的使用方法
1)清洁样品:用不起毛的布彻底地擦净样品和放大镜镜片。
2)双眼睁开,用右手的拇指和食指握住放大镜,将放大镜靠近眼睛(若戴眼镜,可挨着眼镜)。
3)用手或宝石镊子(爪子)握持宝石,慢慢移近放大镜(大约25mm)。拿放大镜的手的小手指作为支撑抵在握持样品的手上,调节宝石与放大镜的距离和观察位置。
4)将光线射到样品上(放大镜上不能有光),用旁侧光并在无反射的暗背景下观察。
5)首先观察宝石的表面特征,然后观察宝石的内部特征。
4注意事项
放大镜要贴近眼睛观察;手和头要保持平稳,以利聚焦。两手可靠在一起,坐桌边撑住桌面,以避免晃动;照明要恰当,宝石应置于光源适当位置,以免光线直射而目眩;不透明宝石仅能观察其表面。
5放大镜在宝石鉴定中的作用
放大镜主要用于观察宝石的内外部特征,从而获得宝石的各种鉴定信息,并可进行宝石的综合评价。
(1)观察宝石的表面特征
1)拼合现象:表面光泽的差异、组成部分的接合面界限、扁平气泡的层面等。
2)刻面棱的尖锐程度:可判断硬度高低。
3)宝石表面的光滑程度:是否经过优化处理,如天然翡翠表面光滑,而B货翡翠表面不光滑等。有些宝石硬度低,在空气中较容易被划伤,表面可见很多划痕。
4)原始晶面:在钻石腰围上审慎留下的三角座原始晶面是判断钻石为天然成因的证据。
5)解理和断口:观察宝石表面的解理特征,也可根据宝石断口的类型判断宝石是集合体还是单晶。
6)观察宝石表面损伤:刻痕、凿痕、表面瑕疵。
7)观察宝石的切磨质量和抛光质量。
(2)观察宝石的内部特征
主要观察宝石的色带、生长纹,气、液、固态包裹体,有无内部瑕疵,后刻面棱的双影现象以及宝石拼合面上现象等。
二、宝石显微镜(Microscope)
1工作原理
采用两组或几组凸透镜构成放大效果。
2结构
宝石显微镜的主要类型有单筒显微镜、双筒显微镜、双筒-变焦显微镜、双筒-立体显微镜、双筒立体-变焦显微镜等几种基本类型。以双筒-立体显微镜为例,其结构主要由镜座、镜臂、照明系统、显微镜放大系统、调节螺旋等部分组成(图1-4-15)。
图1-4-15 宝石显微镜的结构
显微镜有两个透镜系统:目镜和物镜。每个系统都由一组透镜组成构成放大效果。目镜中通常有一个能单独调节焦距,以适应观测者不同视力的变化。目镜是可装卸的,其上部的镜筒可装配各种附件,如微米测尺、摄像管等;分光镜、二色镜也可装在目镜镜筒上进行观察。通过转动变焦圈或旋钮使放大倍数可在一定范围内(10~40倍或10~75倍)连续变化。
显微镜中两眼距离、焦距、放大倍数、光源大小和强弱均可调节。光源控制旋钮、锁光圈、挡板的调节,可改变不同的照明方式,获得最佳的观察效果。用宝石镊子可方便地转动宝石,在检测过程中为确保宝石的所有部分都可以被观察到,必须不止一次地改变宝石在镊子上的位置。
3显微镜的操作步骤
1)用不起毛的布清洗样品,并固定宝石于载物台上。
2)在低倍下聚焦宝石,寻找宝石的影像,以获得宝石的整体印象。
3)根据实际情况,改变放大倍数,再聚焦观察。
4)改变照明方式,用反射光观察宝石的表面特征,用透射光观察宝石的内部特征。特殊情况下,可附加散射白板、油浸等方法,观察内部生长纹、颜色分布特征等现象。
5)转动宝石,从各个角度观察并记录观察现象,作为判断依据。
4显微镜的照明方式
通常,宝石显微镜观察可使用3种基本的照明方式:亮域照明、暗域照明和顶光照明。亮域照明和暗域照明均用透射光照明;顶光照明则属于反射光照明。为了获得最佳的观察效果,显微镜的照明方式可细分为如下9种(图1-4-16):
图1-4-16 显微镜的9种照明方式
1)亮域照明:打开挡光板,使宝石由底部的溴钨丝灯光源直接从正下方照明,使包体在明亮的背景下呈黑色影像醒目的显示,适合于观察弯曲生长线或低突起的包体。可调节缩小锁光圈,防止光从宝石四周泄漏。
2)暗域照明(最常用):用底光照明,上面加上挡板,使光从显微镜物台下一个碗状反射器内反射的侧光照亮宝石。宝石在其下方暗色屏蔽造成的黑暗背景上观察,包裹体显得明亮而醒目,这种照明方式在宝石学中最常用。观察时,需要经常改换照明方式,交替使用亮域和暗域照明,能揭示某些用单一方式照明时被忽略的细节。
3)垂直照明:采用顶光(反射光)垂直照射宝石表面,可观察宝石的表面特征。
4)散射照明:利用底光照明,在光源之上放置散射板、面巾纸或透明材料,适合观察色带和生长纹。
5)水平照明:在宝石的侧面用细光束照射(反射光照射),适合观察宝石的针点状包裹体和气泡。
6)点光照明:打开底光源,用锁光圈使光源缩成小点,透射宝石,适合观察宝石的弯曲条纹和内部结构特征。
7)斜向照明:细光束从顶部某一斜向角度照射宝石,适合观察宝石液态包裹体及小解理面等产生的薄膜效应。
8)偏光照明:在两块偏光片之间观察宝石,用底光照明。适合观察宝石的多色性、干涉图和应变干涉色等现象。
9)遮掩法照明:采用底光照明,但在视域中插入挡板,挡住一半的光线。能增加包裹体的立体感,有助于观察宝石的生长结构,如弯曲条纹和双晶纹等。
5油浸显微镜
如图1-4-17所示,当把宝石浸没在与宝石折射率相近的液体中时,减少了宝石表面的反射和漫反射,因此,宝石的表面特征变得不可见,而内部的细节更清晰。通常用水平显微镜观察,可避免不小心溅出的浸液导致的显微镜损伤,且更易于操纵待测的宝石。通常用于油浸法的浸油见表1-4-5。
图1-4-17 油浸显微镜及其光线示意
表1-4-5 几种常见的浸油折射率
观察用的玻璃浸油槽应为无色、透明、且不含包裹体,否则可能混淆观察结果。观测完毕后,宝石要彻底清洗。如果是镶嵌宝石,清洗将较困难。大多数串珠和底部密闭镶嵌的宝石不应浸没在包括水在内的任何液体中,因为可能导致宝石、金属镶座或串珠的线受损。某些多孔的宝石,如欧泊和绿松石等渗透性材料,不适合浸泡,浸液有可能使宝石受损;有些拼合宝石、经优化处理的宝石以及有机宝石(包括人造树脂和塑料)应在确认不会发生溶解或反应的情况下才能浸泡。另外,某些液体将会危及观察者的健康,因此,应在通风的环境下观察,以防止气体被吸入体内。
6观察宝石时应注意的事项
1)清洗宝石,防止将表面灰尘等误作内部特征。
2)在最低放大倍数下从多个方向观察宝石。高倍放大时虽可看清很多细微特征,但却会出现工作距离短、视域小而短及照明度不够等情况。
3)将感兴趣的内外部特征调至视域中央,不断增加放大倍数,仔细观察。此时要分清哪些是灰尘或油污,哪些是内部包裹体。
4)采用浸油观察时应使宝石全部浸入浸油,可在油槽下放置白色或蓝色半透明塑料板(或面巾纸)使观察环境更为有利(蓝色板有利于观察**宝石)。
5)观察后刻面重影时应采用10×放大条件,视线应穿过同一刻面,以免刻面棱的影像产生虚假双影。不断转动宝石,以避开光轴方向。
6)观察解理、裂理和断口时用顶光源照明,观察宝石表面,检查腰棱底尖等易破损处。分清解理、裂理和断口等不同类型并观察其光泽,如不能确定内部破裂面是解理还是裂理,则称羽状体。
7显微镜的保养
宝石显微镜是十分精密的光学仪器,影像的清晰程度与镜头的状况有关,因此要注意以下事项:
1)不能用手触摸镜头,若需清洁镜头,则用镜头纸或特制的镜头布擦拭。
2)下降镜头时不可用力太猛,防止物镜碰着样品,损坏镜头。
3)不用时应将显微镜灯光亮度调至最低,立即关掉显微镜灯,以延长照明灯使用寿命。
4)使用完毕,将物镜调至最低点,以延长调焦旋钮的使用寿命。
5)显微镜要注意防尘、防震、防止污染,不用时要用塑料盖或显微镜罩盖住显微镜。
8显微镜的用途
1)观察宝石的表面特征:宝石原石的表面特征包括表面擦痕、蚀痕、三角座、双晶,成品宝石则观察其切磨质量、抛光质量、快速抛光留下的“颤痕”、小面的状态、解理、裂理和断口特征等,并要注意是否是拼合宝石。
2)观察宝石内部特征:包括宝石内部的气、液、固相包裹体,生长线,颜色分布特征,刻面棱重影现象等。
3)其他用途:在显微镜上配上偏振二色镜,可观察多色性;将偏光片一个放在物台下,另一个放在宝石或目镜上方,调节至正交位置,可作偏光镜使用,检测宝石的偏光效应,观察宝石的干涉图;在目镜处加上分光镜可检测宝石的吸收光谱;用显微镜上的微标尺附件可直接测量宝石的视高度和实际高度,测宝石的近似折射率;可用目镜分度镜(十字线)测宝石的比例和内部角度,还可在目镜上加上照相机进行显微照相。
三、宝石中的包裹体(Inclusions)
(一)包裹体的概念
包裹体,简称为包体。宝石学中包裹体的概念分广义和狭义两种。
狭义概念的包裹体来源于矿物学,指宝石矿物中由一相或多相物质组成并与主晶宝石矿物具有相的界限的封闭系统。包裹体的物质来源可以是与主晶矿物无关的外来物质或是相同于主晶矿物的成岩、成矿介质。包裹体的成分多样,形状和大小各异,既有固相,也有液相和气相,还有这3种相态的不同组合。
广义概念的包裹体是:在宝石中与主体宝石存在成分、结构、光性方位和物性差异的内含物、生长现象及与内部结构有关的表面特征,统称为包裹体。
(二)包裹体的分类
1成因分类
(1)原生包裹体(Protogenetic Inclusions)
指先于主晶宝石形成而后被主晶宝石包裹的矿物颗粒。原生包裹体总是固相的,如红宝石中的锆石、磷灰石、尖晶石等,在榴辉岩成因的石榴石中常见金刚石、阳起石、透闪石包裹体。
(2)同生包裹体(Syngenetic Inclusions)
在主晶宝石矿物结晶过程中与主晶宝石同时生长形成的包裹体。它们的存在是因为宝石生成时环境的变化使宝石内部形成晶体缺陷,熔体或流体在缺陷中被捕获,其后随着宝石的结晶和冷却,它们也结晶和冷凝成各种相态。包括同生固态包裹体、含有呈各种组合关系的固态、液态和气体的孔洞和裂隙(流体包裹体)以及双晶(如刚玉和长石)、色带(常见于某些产地的蓝宝石和紫晶)等。合成宝石中的包裹体大多数都是同生包裹体。
(3)后生包裹体(Epigenetic Inclusions)
指宝石形成以后,由于环境的变化,如受应力产生裂隙,宝石周围的一些物质沿裂隙“灌入”到宝石中形成的包裹体。后生包裹体形成的原因有裂隙结晶化、出溶作用及放射性元素的破坏作用等。
2宝石鉴定中分类
在宝石鉴定中,常常并不可能总是能够确定包裹体是原生的、同生的还是次生的,因此更具有实践意义的描述性分类如下:
(1)固相包裹体(Solid Inclusions)
指宝石中呈固态相存在的包裹体。天然宝石中最常见结晶质包裹体。岩浆、热液、变质反应等形成的早期结晶物被宝石捕获,这类物质一般为自形晶,晶形完好,也有被熔蚀的,其形状为纤维状、针状、长柱状、柱状、板状、片状、球状及规则晶体形状等,如锆石、磷灰石、金红石、角闪石等(图1-4-18,图1-4-19)。包裹体成分可以与主晶相同也可以不同。同一结晶包裹体在不同宝石中的表现不同,同种宝石不同成因、不同产状包裹体也可以不同。
图1-4-18 水晶中的固态金红石包裹体
图1-4-19 莫桑比克含铜电气石中罕见的斜长石包裹体
在合成宝石中也可见到固态包裹体,但与天然宝石具有明显的差异,合成宝石中的包裹体与其合成的方法密切相关。如焰熔法合成宝石中未融化的原料粉末,助熔剂合成宝石中的助熔剂残余、Pt晶片等,水热法合成祖母绿中的硅铍石晶体包裹体等,都是固态包裹体。
(2)流体包裹体(Fluid Inclusions)
流体包裹体是指包裹体以流体为主的单相、二相或多相包裹体。其形态多种多样,部分地受主晶宝石矿物结晶习性的控制。通常设气液比为(V):V=[V气/(V气+V液)]×100%,若V>50%为气态包裹体;V=30%~50%为气液包裹体;V<30%为液态包裹体;液体一般为含盐或碳酸的水或碳氢化合物;气体由水蒸气、二氧化碳或甲烷组成;固体主要是Na/K/Ca/Mg的氟化物、氯化物、碳酸盐或硫酸盐等。图1-4-20为哥伦比亚祖母绿中常见的三相流体包裹体示意图。
有时因受晶体结构的影响,晶体生长时晶格缺陷产生的空洞被高温溶液充填后又继续按原晶格方向生长,形成与主晶宝石晶形相似的空洞,这种由气液充填的形态与主晶宝石晶形相似的空洞称为负晶。如尖晶石中的负晶一般都是八面体,图1-4-21为石英中的负晶包裹体并伴有气泡。
图1-4-20 天然宝石中的三相流体包裹体
图1-4-21 石英中的负晶包裹体
很多气液包裹体混合在一起并充填裂隙或愈合裂隙时被称为“指纹状包裹体”。
有时宝石中的空洞和裂隙的形状在愈合过程中可能有改变。一些地方发生溶解,另一些地方又在生长并使通道缩小,出现“颈缩”或“卡脖子”现象。图1-4-22为石英中的卡脖子包裹体,一个空洞中为气泡,另一个空洞中为石盐晶体。
合成宝石中也可见到两相或三相流体包裹体,如水热法合成祖母绿由于在生长过程中有水的参与,内部可见到由硅铍石和空洞组成的二相和三相特征的钉状包裹体,较大的钉状包体中心存在深色的液态充填物(图1-4-23)。
图1-4-22 石英中的卡脖子包裹体
图1-4-23 水热法合成祖母绿中的流体“钉状”包裹体
(3)气态包裹体(Gaseous Inclusions)
指主要由气体组成的包裹体。合成宝石中常见单相的气态包裹体(即气泡),在天然宝石中也可出现,如天然玻璃及琥珀中有大量气泡。合成宝石中的气泡常呈圆形、椭圆、异形,突起极高,与主晶界线非常明显。在从熔体结晶的合成宝石中最常见。从熔体中结晶的合成宝石生长方法有3种:焰熔法、晶体提拉法和壳熔法。这3种方法合成的宝石中都可出现气泡。玻璃和塑料等也常常见到气泡。
(4)结构特征(Structural Characteristics)
各种结构特征包括生长纹、色带、双晶、解理、应力裂隙、与内部结构有关的表面特征等。
A生长纹和色带(Growth Structures and Color Zoning)
图1-4-24 天然蓝宝石中的色带
晶体生长过程中生长环境如压力、温度、流体化学成分的变化(包括杂质和致色离子浓度)可导致宽窄不等的生长带和生长条纹。若为颜色深浅的变化,则称为色带或颜色条纹。色带表现为与主体宝石颜色有明显差异的色带及色团、色晕。如直线状或角状的分带对水晶、蓝宝石是典型的(图1-4-24)。颜色分带也可呈斑状,如在钙铝榴石、红宝石中可见。如果均匀分布,很可能是合成品或处理品。
合成宝石中也可见到特征的生长色带,如焰熔法合成蓝宝石中常见到弧形生长纹。平直的色带过去曾认为是天然宝石成因的证据,但现在在助熔剂合成宝石中也可见到。
某些人工改色的宝石有自己独特的颜色分带,如染色宝石的颜色多集中在裂隙和晶粒的边界处;加热处理的刚玉可显示明显的十字交叉的色带;扩散处理的蓝宝石的颜色仅在表层。用回旋加速器处理的钻石由亭部轰击的,可见到围绕底面呈伞状分布的颜色标志。
合成宝石中还可见到一些特殊的生长纹。如水热法合成祖母绿中常见到水波纹等生长现象。玻璃和塑料仿制品中可见漩涡纹。
生长纹还可表现为包裹体分带。包裹体分带是因为主晶生长的暂时停顿,使外来物质集结在主晶表面,若主晶重新生长,便可形成呈面状分布的薄层包裹体。
图1-4-25 月光石中的“蜈蚣状”包裹体
在水热法合成水晶中可见到“面包渣”状的包裹体,可作为合成水晶的证据。
B双晶结构(TwinningStructures)
早期双晶被认为是天然成因的证据,但目前在合成宝石中也可见。通常天然水晶中可见复杂的双晶,而合成水晶中无双晶或双晶很简单。
C解理结构(CleavageStructures)
解理在宝石内部出现,一般为平直的裂隙,可以观察其解理特征,对宝石进行鉴定。如月光石中常见“蜈蚣状”包体(图1-4-25),就是因为两组解理垂直相交显示的特殊结构。
D与内部结构有关的表面特征(Surface Characteristics)
与内部结构有关的一些表面特征,如天河石中的条带状或斑状结构、钙质珊瑚表面平行排列的具蜡状光泽的生长纹,可作为宝石的鉴定特征。天然欧泊和合成欧泊均可见到变彩效应,但天然欧泊的色斑为二维,合成欧泊为三维,两者有明显的区别。玻璃猫眼还可见到“蜂窝状”结构(图1-4-26)。
图1-4-26 玻璃猫眼中的“蜂窝状”结构
(三)包裹体研究的意义
1指示宝石的晶系所属
宝石包裹体的形态特点与宝石晶体结构有密切关系。宝石中的负晶形态与宝石的形态是一致的,如石英、蓝宝石中的负晶形态为六方柱状,尖晶石中的负晶呈八面体形态。
2确定宝石的种属
不同宝石有不同的包裹体,某些包裹体只在特殊的宝石中出现。如电气石中复杂的头发样包裹体俗称“蝉翼”,钙铁榴石中“马尾状包裹体”等,都可有助于鉴定宝石品种。
3区别天然和合成宝石,并能确定具体的合成方法
天然宝石形成时间漫长、地质环境复杂,其包裹体与生长环境有关;合成宝石由于生产条件的局限性,与天然宝石在包裹体方面有差异,因此天然宝石和合成宝石中包裹体的差异为鉴定提供了依据。
4检测宝石是否经过人工处理
天然宝石经过人工改善后,其物理常数往往变化不大,但包裹体会有明显的变化,为判断宝石是否经人工优化处理提供了证据。
5了解宝石的成因、生成环境,确定宝石的产地
宝石中的包裹体和组合特征能提供宝石生成环境的成因信息。如火成岩中一般为固相包裹体;伟晶岩、热液作用形成的宝石,气液包裹体比较多;某些宝石的包裹体仅在特定的产地出现,如氟碳钙铈矿包裹体为哥伦比亚木佐矿区产出的祖母绿所独有等。
但是,大多数情况下,靠单一的包裹体矿物种的存在不可能得出正确的结论,还必须掌握特征包裹体的组合特征及丰富的知识,从而进行综合判断。
6确定宝石的质量和分级
宝石中的包裹体是宝石鉴定、分级的重要证据。评价宝石的净度时要考虑包裹体的大小、数量、位置、颜色以及包裹体成像的数量等对宝石质量的影响。
早在公元前一世纪,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,得出合理的显微镜光路结构,当时的光学工匠遂纷纷从事显微镜的制造、推广和改进。 17世纪中叶,英国的胡克和荷兰的列文胡克,都对显微镜的发展作出了卓越的贡献。1665年前后,胡克在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显微镜,其中九台保存至今。胡克和列文胡克利用自制的显微镜,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,使显微镜观察微细结构的能力大为提高。1827年阿米奇第一个采用了浸液物镜。19世纪70年代,德国人阿贝奠定了显微镜成像的古典理论基础。这些都促进了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观察放大的像。后来在显微镜中加入了摄影装置,以感光胶片作为可以记录和存储的接收器。现代又普遍采用光电元件、电视摄像管和电荷耦合器等作为显微镜的接收器,配以微型电子计算机后构成完整的图像信息采集和处理系统。 目前全世界最主要的显微镜厂家主要有:奥林巴斯、蔡司、徕卡、尼康。国内厂家主要有:江南、麦克奥迪等。 二、 显微镜的基本光学原理(一) 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。(二) 透镜的性能 透镜是组成显微镜光学系统的最基本的光学元件,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"。 光线通过凹透镜后,成正立虚像,而凸透镜则成正立实像。实像可在屏幕上显现出来,而虚像不能。(三) 凸透镜的五种成象规律 1 当物体位于透镜物方二倍焦距以外时,则在象方二倍焦距以内、焦点以外形成缩小的倒立实象; 2 当物体位于透镜物方二倍焦距上时,则在象方二倍焦距上形成同样大小的倒立实象; 3 当物体位于透镜物方二倍焦距以内,焦点以外时,则在象方二倍焦距以外形成放大的倒立实象; 4 当物体位于透镜物方焦点上时,则象方不能成象; 5 当物体位于透镜物方焦点以内时,则象方也无象的形成,而在透镜物方的同侧比物体远的位置形成放大的直立虚象。 三、 光学显微镜的成象(几何成象)原理 只有当物体对人眼的张角不小于某一值时,肉眼才能区别其各个细部,该量称为目视分辨率ε。在最佳条件下,即物体的照度为50~70lx及其对比度较大时,可达到1'。为易于观测,一般将该量加大到2',并取此为平均目镜分辨率。 物体视角的大小与该物体的长度尺寸和物体至眼睛的距离有关。有公式y=Lε 距离L不能取得很小,因为眼睛的调节能力有一定限度,尤其是眼睛在接近调节能力的极限范围工作时,会使视力极度疲劳。对于标准(正视)而言,最佳的视距规定为250mm(明视距离)。这意味着,在没有仪器的条件下,目视分辨率ε=2'的眼睛,能清楚地区分大小为015mm的物体细节。 在观测视角小于1'的物体时,必须使用放大仪器。放大镜和显微镜是用于观测放置在观测人员近处应予放大的物体的。 (一) 放大镜的成像原理 表面为曲面的玻璃或其他透明材料制成的光学透镜可以使物体放大成像,光路图如图1所示。位于物方焦点F以内的物AB,其大小为y,它被放大镜成一大小为y'的虚像A'B'。放大镜的放大率 Γ=250/f' 式中250--明视距离,单位为mm f'--放大镜焦距,单位为mm 该放大率是指在250mm的距离内用放大镜观察到的物体像的视角同没有放大镜观察到的物体视角的比值。 (二) 显微镜的成像原理 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。只是显微镜比放大镜可以具有更高的放大率而已。 图2是物体被显微镜成像的原理图。图中为方便计,把物镜L1和目镜L2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A'B'。 A'B'位于目镜的物方焦点F2上,或者在很靠近F2的位置上。再经目镜放大为虚像A''B''后供眼睛观察。虚像A''B''的位置取决于F2和A'B'之间的距离,可以在无限远处(当A'B'位于F2上时),也可以在观察者的明视距离处(当A'B'在图中焦点F2之右边时)。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大了一次的像。 (三) 显微镜的重要光学技术参数 在镜检时,人们总是希望能清晰而明亮的理想图象,这就需要显微镜的各项光学技术参数达到一定的标准,并且要求在使用时,必须根据镜检的目的和实际情况来协调各参数的关系。只有这样,才能充分发挥显微镜应有的性能,得到满意的镜检效果。 显微镜的光学技术参数包括:数值孔径、分辨率、放大率、焦深、视场宽度、覆盖差、工作距离等等。这些参数并不都是越高越好,它们之间是相互联系又相互制约的,在使用时,应根据镜检的目的和实际情况来协调参数间的关系,但应以保证分辨率为准。 1. 数值孔径 数值孔径简写NA,数值孔径是物镜和聚光镜的主要技术参数,是判断两者(尤其对物镜而言)性能高低的重要标志。其数值的大小,分别标刻在物镜和聚光镜的外壳上。 数值孔径(NA)是物镜前透镜与被检物体之间介质的折射率(n)和孔径角(u)半数的正弦之乘积。用公式表示如下:NA=nsinu/2 孔径角又称"镜口角",是物镜光轴上的物体点与物镜前透镜的有效直径所形成的角度。孔径角越大,进入物镜的光通亮就越大,它与物镜的有效直径成正比,与焦点的距离成反比。 显微镜观察时,若想增大NA值,孔径角是无法增大的,唯一的办法是增大介质的折射率n值。基于这一原理,就产生了水浸物镜和油浸物镜,因介质的折射率n值大于1,NA值就能大于1。 数值孔径最大值为14,这个数值在理论上和技术上都达到了极限。目前,有用折射率高的溴萘作介质,溴萘的折射率为166,所以NA值可大于14。 这里必须指出,为了充分发挥物镜数值孔径的作用,在观察时,聚光镜的NA值应等于或略大于物镜的NA值。 数值孔径与其他技术参数有着密切的关系,它几乎决定和影响着其他各项技术参数。它与分辨率成正比,与放大率成正比,与焦深成反比,NA值增大,视场宽度与工作距离都会相应地变小。 2. 分辨率 显微镜的分辨率是指能被显微镜清晰区分的两个物点的最小间距,又称"鉴别率"。其计算公式是σ=λ/NA 式中σ为最小分辨距离;λ为光线的波长;NA为物镜的数值孔径。可见物镜的分辨率是由物镜的NA值与照明光源的波长两个因素决定。NA值越大,照明光线波长越短,则σ值越小,分辨率就越高。要提高分辨率,即减小σ值,可采取以下措施(1) 降低波长λ值,使用短波长光源。(2) 增大介质n值以提高NA值(NA=nsinu/2)。(3) 增大孔径角u值以提高NA值。(4) 增加明暗反差。 3. 放大率和有效放大率 由于经过物镜和目镜的两次放大,所以显微镜总的放大率Γ应该是物镜放大率β和目镜放大率Γ1的乘积: Γ=βΓ1 显然,和放大镜相比,显微镜可以具有高得多的放大率,并且通过调换不同放大率的物镜和目镜,能够方便地改变显微镜的放大率。 放大率也是显微镜的重要参数,但也不能盲目相信放大率越高越好。显微镜放大倍率的极限即有效放大倍率。 分辨率和放大倍率是两个不同的但又互有联系的概念。有关系式:500NA<Γ<1000NA 当选用的物镜数值孔径不够大,即分辨率不够高时,显微镜不能分清物体的微细结构,此时即使过度地增大放大倍率,得到的也只能是一个轮廓虽大但细节不清的图像,称为无效放大倍率。反之如果分辨率已满足要求而放大倍率不足,则显微镜虽已具备分辨的能力,但因图像太小而仍然不能被人眼清晰视见。所以为了充分发挥显微镜的分辨能力,应使数值孔径与显微镜总放大倍率合理匹配。 4. 焦深 焦深为焦点深度的简称,即在使用显微镜时,当焦点对准某一物体时,不仅位于该点平面上的各点都可以看清楚,而且在此平面的上下一定厚度内,也能看得清楚,这个清楚部分的厚度就是焦深。焦深大, 可以看到被检物体的全层,而焦深小,则只能看到被检物体的一薄层,焦深与其他技术参数有以下关系:(1) 焦深与总放大倍数及物镜的数值孔径成反比。(2) 焦深大,分辨率降低。 由于低倍物镜的景深较大,所以在低倍物镜照相时造成困难。在显微照相时将详细介绍。 5. 视场直径(Field Of View) 观察显微镜时,所看到的明亮的圆形范围叫视场,它的大小是由目镜里的视场光阑决定的。视场直径也称视场宽度,是指在显微镜下看到的圆形视场内所能容纳被检物体的实际范围。视场直径愈大,愈便于观察。有公式 F=FN/β 式中F: 视场直径,FN:视场数(Field Number, 简写为FN,标刻在目镜的镜筒外侧),β:物镜放大率。由公式可看出:(1) 视场直径与视场数成正比。(2) 增大物镜的倍数,则视场直径减小。因此,若在低倍镜下可以看到被检物体的全貌,而换成高倍物镜,就只能看到被检物体的很小一部份。 6. 覆盖差 显微镜的光学系统也包括盖玻片在内。由于盖玻片的厚度不标准,光线从盖玻片进入空气产生折射后的光路发生了改变,从而产生了相差,这就是覆盖差。覆盖差的产生影响了显微镜的成响质量。 国际上规定,盖玻片的标准厚度为017mm,许可范围在016-018mm,在物镜的制造上已将此厚度范围的相差计算在内。物镜外壳上标的017,即表明该物镜所要求的盖玻片的厚度。 7. 工作距离WD 工作距离也叫物距,即指物镜前透镜的表面到被检物体之间的距离。镜检时,被检物体应处在物镜的一倍至二倍焦距之间。因此,它与焦距是两个概念,平时习惯所说的调焦,实际上是调节工作距离。 在物镜数值孔径一定的情况下,工作距离短孔径角则大。 数值孔径大的高倍物镜,其工作距离小。 (四) 物镜 物镜是显微镜最重要的光学部件,利用光线使被检物体第一次成象,因而直接关系和影响成象的质量和各项光学技术参数,是衡量一台显微镜质量的首要标准。 物镜的结构复杂,制作精密,由于对象差的校正,金属的物镜筒内由相隔一定距离并被固定的透镜组组合而成。物镜有许多具体的要求,如合轴,齐焦。 齐焦既是在镜检时,当用某一倍率的物镜观察图象清晰后,在转换另一倍率的物镜时,其成象亦应基本清晰,而且象的中心偏离也应该在一定的范围内,也就是合轴程度。齐焦性能的优劣和合轴程度的高低是显微镜 质量的一个重要标志,它是与物镜的本身质量和物镜转换器的精度有关。 现代显微物镜已达到高度完善,其数值孔径已接近极限,视场中心的分辨率与理论值之区别已微乎其微。但继续增大显微物镜视场与提高视场边缘成象质量的可能性仍然存在,这种研究工作,至今仍在进行。 显微物镜与目镜在参于成象这点上是有区别的。物镜是显微镜最复杂和最重要的部分,在宽光束中工作(孔径大),但这些光束与光轴的倾角较小(视场小);目镜在窄光束中工作,但其倾角大(视场大)。当计算物镜与目镜,在消除象差上有很大差别。 与宽光束有关的象差是球差、慧差以及位置色差;与视场有关的象差是象散、场曲、畸变以及倍率包差。 显微物镜是一消球差系统。这意味着:就轴上的一对共轭点而言,消除了球差并且实现了正弦条件时,每一物镜仅有两个这种消球差点。因此,物体与象的计算位置的任何改变均导致象差变大。 1. 物镜的主要参数(1) 放大率β (2) 数值孔径NA (3) 机械筒长L:在显微镜中,物镜支承面到目镜支承面之间的距离称为机械筒长。对于一台显微镜来说,机械筒长是固定的。我国规定机械筒长是160毫米。(4) 盖玻片厚度d (5) 工作距离WD 这些参数,大多刻在物镜筒上,如图3所示。有一种所谓筒长无限的显微物镜,这种物镜的后方一般带有辅助物镜(也叫补偿物镜或镜筒物镜),被观察物体位于物镜前焦点上,经过物镜以后,成像在无限远,再经过辅助物镜成像在辅助物镜的焦平面上,如图4所示。在物镜和辅助物镜之间是平行光,所以中间距离比较自由一些,可以加入棱镜等光学元件。 2. 物镜的基本类型(1) 按显微镜镜筒长度(以mm计):透射光用160镜筒,带017mm厚或更厚的盖玻片;反射光用190镜筒,不带盖玻片;透射光与反射光用镜筒,筒长无限大。(2) 按浸法特征:非浸式(干式)、浸式(油浸、水浸、甘油浸及其它浸法)。(3) 按光学装置:透射式、反射式以及折反射式。(4) 按数值孔径和放大倍数:低倍(NA≤02与β≤10X),中倍(NA≤065与β≤40X),高倍(NA>065与β>40X)。(5) 按校正象差的情况不同,通常分为消色差物镜,半复消色差物镜,复消色差物镜,平视场消色差物镜,平视场复消色差物镜和单色物镜。 a 消色差物镜(Achromatic objective)这是应用最广泛的一类显微物镜,外壳上常有"Ach"字样。它校正了轴上点的位置色差(红,蓝二色)、球差(黄绿光)和正弦差,保持了齐明条件。轴外点的象散不超过允许值(-4属光度),二级光谱未校正。数值孔径为01~015的低倍消色差物镜一般由两片透镜胶合在一起的双胶物镜构成。数值孔径至02的消色差物镜由两组双胶透镜构成。当数值孔径增大到03时,再加入一平凸透镜,该平凸透镜决定着物镜的焦距,而其它透镜则补偿由其平面与球面产生的象差。高倍物镜的平面象差可用浸法消除。高倍消色差物镜一般均为浸式,由四部分构成:前片透镜、新月形透镜及两个双胶透镜组。 b 复消色差物镜(Apochromatic objective)这类物镜的结构复杂,透镜采用了特种玻璃或萤石等材料制作而成,物镜的外壳上标有"Apo"字样。它对两个色光实现了正弦条件,要求严格地校正轴上点的位置色差(红,蓝二色)、球差(红,蓝二色)和正弦差,同时要求校正二级光谱(再校正绿光的位置色差)。其倍率色差并不能完全校正,一般须用目镜补偿。由于对各种象差的校正极为完善,比响应倍率的消色差物镜有更大的数值孔径,这样不仅分辨率高,象质量优而且也有更高的有效放大率。因此,复消色差物镜的性能很高,适用于高级研究镜检和显微照相。 c 半复消色差物镜(Semi apochromatic objective)半复消色差物镜又称氟石物镜,物镜的外壳上标有"FL"字样。在结构上透镜的数目比消色差物镜多,比复消色差物镜少,成象质量上,远较消色差物镜为好,接近于复消色差物镜。 d 平视场物镜(Plan objective )平场物镜是在物镜的透镜系统中增加一快半月形的厚透镜,以达到校正场曲的缺陷,提高视场边缘成像质量的目的。平场物镜的视场平坦,更适用于镜检和显微照相。对于平视场消色差物镜,其倍率色差不大,不必用特殊目镜补偿。而平视场复消色差物镜,则必须用目镜来补偿它的倍率色差。 e 单色物镜这类物镜由石英、荧石或氟化锂制的一组单片透镜构成。只能在紫外线光谱区的个别区内使用(宽度不超过20mm),可见光谱区不能采用单色物镜。这类物镜均制成反射式与折反射式系统。主要缺点是相当大一部分光束在中心被遮蔽(入瞳面积的25%)。在新型折反射系统中,由于采用半透明反射镜以及物镜的胶合结构,使这一缺点大为减轻,从而可以取消反射镜框的遮光。并且两同轴反射镜的残余象差是互相补偿的,同时用透镜组来增大数值孔径。若系统的校正满意,孔径达到NA=14时,中心遮蔽可不超过入瞳面积的4%。 f 特种物镜所谓"特种物镜"是在上述物镜的基础上,专门为达到某些特定的观察效果而设计制造的。主要有以下几种: (a) 带校正环物镜(Correction collar objective)在物镜的中部装有环装的调节环,当转动调节环时,可调节物镜内透镜组之间的距离,从而校正由盖玻片厚度不标准引起的覆盖差。调节环上的刻度可从0 11--023,在物镜的外壳上也标科有此数字,表明可校正盖玻片从011-023mm厚度之间的误差。 (b) 带虹彩光阑的物镜(Iris diaphragm objective)在物镜镜筒内的上部装有虹彩光阑,外方也可以旋转的调节环,转动时可调节光阑孔径的大小,这种结构的物镜是高级的油浸物镜,它的作用是在暗视场镜检时,往往由于某些原因而使照明光线进入物镜,使视场背景不够黑暗,造成镜检质量的下降。这时调节光阑的大小,使背景变黑,使被检物体更明亮,增强镜检效果。 (c) 相衬物镜(Phase contrast objective)这种物镜是由于相衬镜检术的专用物镜,其特点是在物镜的后焦平面处装有相板。 (d) 无罩物镜(No cover objective)有些被检物体,如涂抹制片等,上面不能加用盖玻片,这样在镜检时应使用无罩物镜,否则图象质量将明显下降,特别是在高倍镜检时更为明显。这种物镜的外壳上常标刻NC,同时在盖玻片厚度的位置上没有017的字样,而标刻着"0"。 (e) 长工作距离物镜这种物镜是倒置显微镜的专用物镜,它是为了满足组织培养,悬浮液等材料的镜检而设计。 (五) 目镜 目镜的作用是把物镜放大的实象(中间象)再放大一级,并把物象映入观察者的眼中,实质上目镜就是一个放大镜。已知显微镜的分辨率能力是由物镜的数值孔径所决定的,而目镜只是起放大作用。因此,对于物镜不能分辨出的结构,目镜放的再大,也仍然不能分辨出。 (六) 聚光镜 聚光镜装在载物台的下方。小型的显微镜往往无聚光镜,在使用数值孔径040以上的物镜时,则必须具有聚光镜。聚光镜不仅可以弥补光量的不足和适当改变从光源射来的光的性质,而且将光线聚焦于被检物体上,以得到最好的照明效果。 聚光镜的的结构有多种,同时根据物镜数值孔径的大小,相应地对聚光镜的要求也不同 。 1. 阿贝聚光镜(Abbe condenser) 这是由德国光学大学大师恩斯特阿贝(Ernst Abbe)设计。阿贝聚光镜由两片透镜组成,有较好的聚光能力,但是在物镜数值孔径高于060时,则色差,球差就显示出来。因此,多用于普通显微镜上。 2. 消色差聚光镜(Achromatic aplanatic condenser ) 这种聚光镜又名"消球差聚光镜"和"齐明聚光镜",它由一系列透镜组成,它对色差球差的校正程度很高,能得到理想的图象,是明场镜检中质量最高的一种聚光镜,其NA值达14 。因此,在高级研究显微镜常配有此种聚光镜。它不适用于4 X以下的低倍物镜,否则照明光源不能充满整个视场。 3. 摇出式聚光镜(Swing out condenser) 在使用低倍物镜时(如4X),由于视场大,光源所形成的光锥不能充满真整个视场,造成视场边缘部分黑暗,只中央部分被照亮。要使视场充满照明,就需将聚光镜的上透镜从光路中摇出。 4. 其它聚光镜 聚光镜除上述明场使用的类型外,还有作特殊用图的聚光镜。如暗视场聚光镜,相衬聚光镜,偏光聚光镜,微分干涉聚光镜等,以上聚光镜分别适用于相应的观察方式。(七) 照明方法 显微镜的照明方法按其照明光束的形成,可分为"透射式照明",和"落射式照明"两大类。前者适用于透明或半透明的被检物体,绝大数生物显微镜属于此类照明法;后者则适用于非透明的被检物体,光源来自上方,又称""反射式照明"。主要应用与金相显微镜或荧光镜检法。 1. 透射式照明 生物显微镜多用来观察透明标本,需要以透射光来照明。有两种照明方式(1) 临界照明(Critical illumination) 光源经过聚光镜后,成像于物平面上,如图5所示。若忽略光能的损失,则光源像的亮度与光源本身相同,因此,这种方法相当于在物平面上放置光源。显然,在临界照明中,如果光源表面亮度不均匀,或明显地表现出细小的结构,如灯丝等,那么就要严重影响显微镜观察效果,这是临界照明的缺点。其补救的方法是在光源的前方放置乳白和吸热滤色片,使照明变得较为均匀和避免光源的长时间的照射而损伤被检物体。用透射光照明时,物镜成像光束的孔径角,被聚光镜像方光束的孔径角所决定,为使物镜的数值孔径得到充分利用,聚光镜应有与物镜相同或稍大的数值孔径。 (2) 柯拉照明 临界照明中物面光照度不均匀的缺点,在柯拉照明中可以消除。在光源1与聚光镜5之间加一辅助聚光镜2,如图6所示。可见,由于不是直接把光源,而是把被光源均匀照明了的辅助聚光镜2(也称为柯拉镜)成像在标本6上,所以物镜的视场(标本)得到均匀的照明。 2. 落射式照明在观察不透明物体时,例如通过金相显微镜观察金属磨片,往往是采用从侧面或者从上面加以照明的方式。此时,被观察物体的表面上没有盖玻璃片,标本像的产生是靠进入物镜的反射或散射光线。如图7所示。 3. 用暗视场来观察微粒的照明方法用暗视场方法可以观察超显微质点。所谓超显微质点,是指那些小于显微镜分辨极限的微小质点。暗视场照明的原理是:不使主要的照明光线进入物镜,能够进入物镜成像的只是由微粒所散射的光线。因此,在暗的背景上给出了亮的微粒的像,视场背景虽暗,但衬度(对比)很好,可以使分辨率提高。 暗视场照明又有单向和双向之分(1) 单向暗视场照明 图8是单向暗视场照明示意图。由图可见,由照明器2发出的光线,经不透明的标本片1反射后,主要的光线都没有进入物镜3,进入物镜的光线主要是由微粒或凸凹不平的细部所散射的光线。显然,这种单向的暗视场照明,对观察微粒的存在和运动是有效的,但对物体细节的再现不是有效的,即存在"失真"的现象。(2) 双向暗视场照明 双向暗视场照明,可以消除单向所产生的失真缺点。在普通的三透镜聚光镜前面,安置一个环形光阑,如图9即可实现双向暗视场照明。在聚光镜的最后一片与载物玻璃片之间浸以液体,而盖玻璃片与物镜之间是干的。于是,经过聚光镜的环形光束,在盖玻璃片内全反射而不能进入物镜,形成如图中的回路。进入物镜的只是由标本上的微粒所散射的光线,形成了双向暗视场照明。 四、 光学显微镜的组成结构光学显微镜包括光学系统和机械装置两大部分,而数码显微镜还包括数码摄像系统,现分述如下:(一) 机械装置 1. 机架 显微镜的主体部分,包括底座和弯臂。 2. 目镜筒 位于机架上方,靠圆形燕尾槽与机架固定,目镜插在其上。根据有否摄像功能,可分为双目镜筒和三目镜筒;根据瞳距的调节方式不同,可分为铰链式和平移式。 3. 物镜转换器 它是一个旋转圆盘,上有3~5个孔,分别装有低倍或高倍物镜镜头。转动物镜转换器就可让不同倍率的物镜进入工作光路。 4. 载物台 是放置玻片的平台,其中央具有通光孔。台上有一个弹性的标本夹,用来夹住载玻片。右下方有移动手柄,使载物台面可在XY双方向进行移动。 5. 调焦机构 利用调焦手轮可以驱动调焦机构,使载物台作粗调和微调的升降运动,从而使被观察物体对焦清晰成像。 6. 聚光器调节机构 聚光器安装在其上,调节螺旋可以使聚光器升降,用以调节光线的强弱。(二) 光学系统 1. 目镜 它是插在目镜筒顶部的镜头,由一组透镜组成,可以使物镜成倍地分辨、放大物像,例如10X、15X等。按照所能看到的视场大小,目镜可分为视场较小的普通目镜,和视场较大的大视场目镜(或称广角目镜)两类。较高档显微镜的目镜上还装有视度调节机构,操作者可以方便快捷地对左右眼分别进行视度调整;此外,在这些目镜上可以加装测量分划板,测量分划板的象总能清晰地调焦在标本的焦面上;并且,为了防止目镜被取走以及减少运输中被损坏的可能性,这些目镜可以被锁定。 2. 物镜 它安装在转换器的孔上,也是由一组透镜组成的,能够把物体清晰地放大。物镜上刻有放大倍数,主要有10X、40X、60X、100X等。高倍物镜中多采用浸液物镜,即在物镜的下表面和标本片的上表面之间填充折射率为15左右的液体(如杉木油),它能显著的提高显微观察的分辨率。 3. 光源 有卤素灯、钨丝灯、汞灯、荧光灯、金属卤化物灯等。 4. 聚光器 包括聚光镜、孔径光阑。聚光镜由透镜组成,它可以集中透射过来的光线,使更多的光能集中到被观察的部位。孔径光阑可控制聚光器的通光范围,用以调节光的强度。(三) 数码摄像系统 1. 摄像头 2. 图像采集卡 3. 软件 4. 微机 五、 光学显微镜的分类光学显微镜有多种分类方法:按使用目镜的数目可分为双目和单目显微镜;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;按观察对像可分为生物和金相显微镜等;按光学原理可分为偏光、相衬和微差干涉对比
欢迎分享,转载请注明来源:浪漫分享网
评论列表(0条)