Introduction to Optical Microscopy.ppt

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1、IntroductiontoOpticalMicroscopyTheSpeaker:LeitingPanTheTutor:JingjunXuLeitingPan,NankaiUniversity一.背景简介二.显微镜相关参数三.显微镜一些成像原理四.荧光显微镜五.激光扫描共聚焦显微镜（LSCM)内容LeitingPan,NankaiUniversity1590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

2、结构。1673～1677年期间，列文胡克制成单组元放大镜式的高倍显微镜。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。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。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。19世纪20年代，恩斯特·鲁斯卡用电子代替光制作了一个显微镜，能够把实物放大17倍，他获得了1986年诺贝尔奖的物理奖，现在可得到百万倍的放大，1.1显微镜发展史一.背景简介Lei

3、tingPan,NankaiUniversity1.2显微镜类别倒（正置）置显微镜体视显微镜金相显微镜偏光显微镜相差显微镜干涉显微镜微分干涉对比显微镜（DIC)倒置（正置）荧光显微镜数码显微镜扫描隧道显微镜（STM）扫描电子显微镜（SEM）（反射）透射电子显微镜（TEM）发射式电子显微镜光学显微镜电子显微镜一.背景简介LeitingPan,NankaiUniversityFig.1正置显微镜Fig.2倒置显微镜Fig.3体视显微镜1.2显微镜类别一.背景简介LeitingPan,NankaiUniversity原理：主要由物

4、镜和目镜组成，物镜的焦距很短，目镜焦距长，物镜作用是得到物体放大的实象，目镜是将物镜所成实象作为物体得到放大的虚象。物体到物镜L1距离稍大于物镜焦距F1,通过物镜得到放大的实象，位于目镜的焦距F2以内，是目镜的物体，通过目镜得到放大虚象。2.1显微镜光学原理观察者Fig.4显微镜光路示意图二.显微镜相关参数LeitingPan,NankaiUniversity2.1显微镜分辨能力普通光线的波长为400~700nm，因此显微镜分辨力数值0.2μm左右，人眼的在明视距离分辨力是0.2mm，所以一般显微镜设计的最大放大倍数通常为1

5、000X。提高分辨能力方法：使用低波长光源，增大介质n值，增大孔径角，提高对比度。Fig.5改变数值孔径示意图介质空气水香柏油α溴萘折射率11.331.5151.66二.显微镜相关参数LeitingPan,NankaiUniversity2.2显微镜放大率显微镜总的放大率是物镜放大率和目镜放大率的乘积。显微镜放大是指被观察物的一维尺度放大。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

6、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。二.显微镜相关参数LeitingPan,NankaiUniversity2.3显微镜焦深焦点深度的简称，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。焦深与物镜的数值孔径及分辨率成反比，物镜低倍到高倍切换再调焦，反之则不用。二.显微镜相关参数LeitingPan,Na

7、nkaiUniversity观察显微镜时，所看到的明亮的圆形范围叫视场。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。F=FN/β，F-视场直径，FN-视场数（FieldNumber），β-物镜放大率。蔡司视场数是23mm，用100X的物镜，其视场数是23mm/100＝0.23mm，就是说把一个0.23mm的线段放在显微镜下观察，线段两端正好在视野边缘。2.4显微镜参数视场数/视场直径二.显微镜相关参数LeitingPan,NankaiUniversity2.5显微

8、镜参数工作距离/覆盖差工作距离也叫物距，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。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