目视光学系统放大镜显微镜ppt课件.ppt

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1、第十五章目视光学系统内容§15.1概述§15.2放大镜§15.3显微镜系统及其特性§15.4显微镜的分辨率和有效放大率§15.5显微镜物镜§15.6显微镜的照明系统视角放大率Γ当被观察物体的细节对眼睛的张角小于最小分辩角（1’）时，眼睛便无法分辩其细节，只能借助于目视光学仪器将其放大后再去观察。由此引入视觉放大率。视角放大率：因视网膜上像的大小和视角的正切成正比，把同一目标用仪器观察的视角ω仪和人眼直接观察的视角ω眼二者正切之比称为目视光学仪器的“视角放大率”。视角放大率实际表示了用仪器观察和用人眼直接观察时，视网膜上像的大小之比，

2、它描述了仪器放大作用的大小。视角ωh明视距离~25cm视角太小，看不清物定义放大镜的放大率:凸透镜放大ω’hh’放大镜Ff由于像差的存在，f’不能太小单透镜的M<10倍ωωbtan'tan)'(===hhM15.2放大镜二、放大镜的光束限制和视场放大镜与人眼组合成一个组合系统孔径光阑：人眼瞳孔视场光阑：放大镜视场光阑与物（像面）不重合，必产生渐晕二、放大镜的光束限制和视场注：放大镜的视场与与焦距成反比、放大率、放大镜口径、观察距离有关。15.3显微镜系统及其特性成像系统=物镜＋目镜照明系统＋成像系统显微系统的构成1.显微镜成像的成像

3、原理显微镜为两次放大，放大率为两次放大的乘积显微镜实质上就是一个组合的放大镜NOTE：1）物平面应位于物镜的物方焦点到两倍焦距之间，以实现物镜的一级放大。2）物平面应位于整个显微镜组合物方焦点以内，并十分靠近物方焦点处，以使得物体经显微镜成像于250mm以外至∞处。3）显微镜可以通过调换不同倍率的物镜和目镜，方便迅速地获得显微镜的多种放大率。显微镜因为有中间实像，能实现对物体的瞄准和测量。Example例：用两个焦距都是50mm的正透镜组成一个10倍的显微镜，问物镜、目镜的倍率及物镜和目镜之间的间隔？二、显微镜的机械筒长机械筒长：物

4、镜支撑面到目镜支撑面的距离：160mm(china)/170mm/190mm显微镜的光学和机械尺寸要求物镜的共轭距T为195mm(生物显微镜)物镜实像面到目镜支撑面距离t0为10mm目镜镜筒：保证目镜物方焦点与物镜的像面重合三、显微镜的光束限制1.孔径光阑：单组低倍显微物镜，镜框是孔径光阑；复杂物镜一般以最后一组透镜的镜框作为孔径光阑；对于测量显微镜，孔阑在物镜的象方焦面上，构成物方远心光路。用显微镜观察体时，眼瞳应与出射光瞳重合。三、显微镜的光束限制2.显微系统的出射光瞳直径若孔阑设置在物镜像方焦面，则出瞳位于显微系统目镜系统的后

5、焦面上。用显微镜观察体时，眼瞳应与出射光瞳重合。2.显微系统的出射光瞳直径2.显微系统的出射光瞳直径三、显微镜的光束限制NA称为显微镜的数值孔径，是表征显微镜特性的重要参量。2.显微系统的出射光瞳直径三、显微镜的光束限制3.显微镜的视场光阑和视场在显微物镜的象平面上设置了视场光阑来限制视场。由于显微物镜的视场很小，而且要求象面上有均匀的照度，故不设渐晕光阑。显微镜的视场以线视场，即成像物体的最大尺寸表示，它由视阑y′的大小决定。线视场y与视阑大小y′的关系为：四、显微镜的景深显微镜的景深显微镜的放大率越高，数值孔径越大，景深越小。§

6、15.4显微镜的分辨率和有效放大率不发光物体的分辨率：两个发光点的分辨率：1、分辨率（用分辨距离σ表示）2、有效放大率显微镜目镜显微镜的放大率取决于物镜的分辨率或数值孔径。2、有效放大率当使用比有效放大率下限(500NA)更小的放大率时，不能看清物镜已分辨出的某些细节。若用比有效放大率上限(1000NA)更高的放大率，是无效放大，并不能使被观察物体的细节更清晰。例题：如果要求读数显微镜的瞄准精度为0.001mm，求显微镜的放大率。解人眼直接观察0.001mm的物体所对应的视角为：人眼的视角分辨力为60〃，因此要求显微镜的视放大率：如

7、果使用10×的目镜，则根据公式可以求得物镜的放大倍数为：由此可知，使用一个8×的显微物镜即能满足要求。3.目镜主要光学特性参数有：①视觉放大率：②目镜的线视场（由视场光阑的大小决定）③镜目距（出瞳距离）：④目镜的通光口径：由渐晕系数及几何关系决定§15.5显微镜物镜②数值孔径NA：NA决定了物镜的分辨能力④工作距离：从物镜的第一个面顶点到物面的距离。⑤物镜的通光口径：③线视场：一、物镜的光学特性参数二、显微物镜的基本类型：①消色差物镜：②复消色差物镜（90×）:金相显微镜-筒长无限.③平视场物镜：显微照相、显微投影：校正场曲.④反射

8、式和折反式物镜：是否有反射面.低倍物镜（3×~6×）双胶合透镜中倍物镜（里斯特~）（6×~8×）(两组双胶合透镜)高倍物镜（>=40×）阿米西物镜阿贝浸液物镜金相显微镜(metallurgicalmicroscope)用入射照明来观察