实验二 显微镜的构造原理及使用方法

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1、实验二普通光学显微镜的构造原理及使用方法几种特殊显微镜的构造原理及使用方法细胞形态结构与几种细胞器的观察实验目的熟悉普通光学显微镜的主要结构和基本性能。掌握低倍镜、高倍镜和油镜的正确使用方法。初步了解光学显微镜的维护方法。在普通光学显微镜下识别细胞和细胞器的形态结构，掌握生物绘图的方法。实验原理详见讲义目镜镜筒物镜转换器物镜聚光器光圈灯室标本移动器螺旋镜座栽物台镜臂粗调节器细调节器几种特殊显微镜的使用实验目的：了解相差显微镜、荧光显微镜、暗视野显微镜的原理、构造以及应范围广泛；掌握这几种显微镜基本的操作步骤。实验要求：了解普通光学显微镜的构造及其原理，并熟练掌握其操作方法。具备

2、一定的物理学光学知识。一、相差显微镜实验原理：人的眼睛只能感觉光波的波长（颜色）和振幅（亮度）的变化。活的细胞和未染色的标本多为无色透明，光波通过时，光波和振幅并不发生变化，因而，常采用固定和染色等各种理化措施，使被检物体的颜色和亮度发生变化，以利识别。另一方面，即使是近于无色透明的细胞和标本，各部分的折射率和厚度也会有微小的差异。当光波通过时，在各部分的滞留时间就会不同，即光程会有微小的不同，因而光波的相位会发生微小的变化。人眼不能识别相位的差异，但相差显微镜能够将相差变为振幅（明暗）差，从而使我们可以利用相差显微镜直接观察活细胞或未染色的标本的细微结构。相差显微镜将相位差转变振幅

3、差，是利用了光的衍射和干涉现象。光源射出的光线通过被检物体时，如果是完全均质透明的物体，光线将继续沿直线前进，称为直射光；如果是含有折射率略有不同的物体，一部分仍为相位和振幅相同的直射光，另一部分由于光的衍射现象则向周围侧方分散前进，这种光称为衍射光。衍射光速度比衍射光大约低1/4波长。当直射光和衍射光同时到达一点时，两者相互干涉，形成合成波。合成波的大小取决于两个光波的振幅和相差。如果振幅相等，相差为零，即波峰与波峰相遇，其合成波则有两倍的振幅，产生的相长干涉（同向量），最为明亮。若一个光的相位推迟，其合成波减小，光度渐暗，当恰好推迟半个波长（1/2）时，即波峰与波谷相遇，则两个光

4、波的振幅相互抵消，合成波发生相消干涉（异向量），则成为黑暗状态。在普通光学显微镜中，尽管光波通过被检物体后也发生了衍射，直射光与衍射光也发生了干涉而形成合成波，但因衍射的速度比直射光大约低1/4（而不是1/2或0）波长，所以合成波的振幅与直射光的振幅相同，即被检物体与背景间不能形成明暗反差，我们很难看到被检物体。若在直射光的通过点放置推年迟相位的物质，将直射光推迟1/4波长，使之与衍射光保持同一像相位，合成波等于直射波与衍射波振幅之合，振幅加大被检物体亮度提高。若同时在直射光的通过点放置吸收光的物质，则直射光的振幅减弱，致使仅由直射光照射的背底变暗，被检物体的亮度相对年进一步提高。相

5、反，若在大部分衍射光的通过面放置推迟相位的物质，把衍射光推迟1/4波长，两者的相差变为1/2波长，合成波的振幅等于两波的振幅差，这时，被检物体亮度低于周围介质。下面介绍相差显微镜的构造：1.环状光阑：由大小不同的环状孔组成的光阑，与聚光器一起组成转盘聚光器。外面标有10x，20x，40x，100x字样，相应地与不同倍率的物镜配合使用。环状光阑的作用是将直射光所成的像与衍射光旁像分开。2.相板：安装在相差物镜后焦面上。相板分为两部分，即通过直射光的共轭面和通过衍射的补面。相板上镀有吸收膜和相位膜，以推迟直射光（衍射光的相位）并吸收直射光（或衍射光），从而使亮度发生变化。相板的种类很多，

6、相差物镜种类的也很多。3.合轴调中望远镜：用以调整环状光阑所造成的像与相板共轭面完全吻合。相差显微镜在使用时，聚光镜下面的环状光阑的光环，应与相差物镜中的相位相互吻合，完全一致，否则，直射光和衍射光的光路紊乱，应被吸收的光不能被吸收，相位该推迟的光波不能被推迟，失去相差显微镜的作用。由于环状光阑的光环与物镜相板的环孔甚小，为使二者相互对准，完全重合，必须使用合轴调中望远镜。实验步骤1.安装好环状光阑和相差物镜。2.在明视野条件下对光，调焦。3.拔出目镜，插入合轴望远镜，用左手指固定其外筒，一边看着望远镜，一边用右手转动内筒升降，对准焦点叫能看到环状光阑的亮环和相板黑环，将望远镜固定，

7、升降聚光器并调节其下的螺旋，使亮环的大小与黑环一致，再旋转聚光器两侧的条调节钮，使光环和黑环完全重合。4.拔出望远镜，插入目镜，即可观察。注意事项：在更换不同倍率相差物镜和不同种类的相差板时，要重新合轴调中。使用油物镜时，聚光器上透镜表面与栽片之间要同时上镜油。二、荧光显微镜实验原理：荧光是荧光物质受光或其它射线时所发出的可见光，其特点是：吸收了能量即刻发光，光或其它射线停止照射时也叫立即停止发光。荧光分为两种：自发性荧光和继发性荧光。自发性荧光指动植物组