第03章 显微镜

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1、第三章显微镜掌握常用显微镜的结构及性能特点熟悉显微技术的基础理论，显微镜的应用了解显微镜的维护，显微技术的进展教学基本要求内容提要第一节光学显微镜第二节电子显微镜第三节特殊显微镜第四节显微镜的性能参数、使用、维护、常见故障及排除第一节光学显微镜一、光学显微镜的工作原理二、光学显微镜的基本结构三、光学显微镜的性能参数四、光学显微镜的不足之处一、光学显微镜的工作原理显微镜是由两组会聚透镜组成的光学折射成像系统。把焦距较短、靠近观察物、成实像的透镜组称为物镜（objectlens），而焦距较长，靠近眼

2、睛、成虚像的透镜组称为目镜（ocularlens）。被观察物体位于物镜的前方，被物镜作第一级放大后成一倒立的实像，然后此实像再被目镜作第二级放大，得到最大放大效果的倒立的虚像，位于人眼的明视距离处。光学显微镜的工作原理图①机械部分：镜座、镜柱、镜臂、镜筒、调焦装置、载物台（物镜转换器）②光学部分：目镜、物镜、反光镜、聚光镜放大倍数：目镜的放大倍数×物镜的放大倍数二、光学显微镜的基本结构三、光学显微镜的性能参数(一)数值孔径(二)分辨率(三)放大率(四)视野(五)景深与焦长(六)镜像亮度和清晰度(

3、七)工作距离(一)数值孔径数值孔径(numericalaperture)又叫镜口率，是物体与物镜间媒质的折射率n与物镜孔径角的一半(β)正弦值的乘积，通常缩写为NA，即NA=nsinβ显微镜的数值孔径与其放大率成正比，与分辨率、景深成反比，它的平方与图像亮度成正比。NA=nsinβ最高数值孔径油浸物镜较高数值孔径干物镜低数值孔径干物镜油油(一)数值孔径分辨率：显微镜的最重要参数，指透镜能分辨两点之间的最小距离。D=0.61λN•sinα/2D：分辨率λ：光波的波长N：介质折射率α：物镜镜口角N与

4、D成反比，λ与D成正比(二)分辨率提高显微镜分辨率的方法（1）增大物镜的数值孔径在物镜和盖玻片之间充以n较大的油，如香柏油n=1.52,不仅使n增大，而且孔径角也增大。（2）用短波长的光照射如紫外光显微镜，电子显微镜。(三)放大率显微镜的放大率(amplification)或称放大倍数是指显微镜经多次成像后最终所成(放大的)像的大小相对于原物体大小的比值，常记作M。M=maqM是显微镜的总放大倍数；m是物镜的放大倍数；a是目镜的放大倍率，一般表达为明视距离(正常视力者为25cm)与目镜焦距之比；

5、q为在双目显微镜中所增设的棱镜所起的放大倍数，一般取值为1.6倍。(四)视野视野(visualfield)又称视场(field)，是指通过显微镜所能看到标本所在空间的范围。(五)景深与焦长景深(depthoffield)又称焦点深度，是指在成一幅清晰像的前提下，像平面不变，景物沿光轴前后移动的距离称“景深”。景物不动，像平面沿光轴前后移动的距离称“焦长”。(六)镜像亮度和清晰度镜像亮度即显微镜的图像亮度的简称。高倍率工作条件下的暗场、偏光、摄影显微镜等都需要足够的亮度，与照明及物镜的性能参数相关

6、。镜像清晰度是指图像的轮廓清晰、衬度适中的程度。(七)工作距离工作距离是指从物镜前表面中心到被观察标本间满足工作要求的距离范围，与物镜的数值孔径成反比。一般情况下，物镜的数值孔径赿大，其工作距离赿小。四、光学显微镜的不足之处1.放大倍数的极限20002.分辨率的极限0.2m（可见光照明）3.景深的极限0.1m（要求金相准备）4.不能分析化学成分第二节电子显微镜一、电子显微镜的基本结构二、电子显微镜的分类及其应用光镜分辩极限为0.2m，小于0.2m的微细结构的光波可产生衍射现象,这

7、种光波经过物体时可绕过物体就象无物体经过一样,因此无法用光镜观察。这就需要一种更大分辫力的仪器来观察比0.2m更小的物体的微细结构。一、电子显微镜的基本结构电子光学系统真空系统供电系统机械系统观察显示系统照明系统成像系统（一）电子光学系统---照明系统电子光学系统主要由电子枪和聚光镜组成。电子枪是发射电子的照明光源。聚光镜是把电子枪发射出来的电子会聚而成的交叉点进一步会聚后照射到样品上。照明系统的作用就是提供一束亮度高、照明孔径角小、平行度好、束流稳定的照明源。1.电子枪电子枪是电镜的电子发射

8、源，其作用是形成电子束，并控制电子束的发射，获得一高亮度和高稳定度的照明电子光源。常用的电子枪是热阴极三极电子枪，它由发夹形钨丝阴极、栅极和阳极组成。电子枪的结构及工作原理图灯丝2.聚光镜聚光镜用来会聚电子枪射出的电子束，以最小的损失照明样品，调节照明强度、孔径角和束斑大小。一般都采用双聚光镜系统。第一聚光镜是强激磁透镜而第二聚光镜是弱激磁透镜。（一）电子光学系统——成像系统电子透镜：能使电子束聚焦的装置电子透镜是电镜的核心部件，其工作方式是利用复杂的电极和线圈结构形成静电场和磁场。电子透镜存在