显微镜的基础知识
显微镜的基础知识 | |||||||||||
| 显微镜: 用于放大微小物体成为人的肉眼所能看到的仪器。显微镜分光学显微镜和电子显微镜。 光学显微镜是在1590年由荷兰的杨森父子所开创。现在的光学显微镜可把物体放大1600倍，分辨的*小极限达0.2微米。 电子显微镜是在1931年在德国柏林由克诺尔和哈罗斯卡首先装配完成的。这种显微镜用高速电子束代替光束。由于电子流的波长比光波短得多，所以电子显微镜的放大倍数可达80万倍，分辨的*小极限达0.2纳米。1963年开始使用的扫描电子显微镜更可使人看到物体表面的微小结构。 显微镜的发明，使人看到了许多以前从未看到过的生物，如**、病毒等，也使人看到了生物的许多微小结构，如线粒体的结构，从而对生物学的发展起着重要的推动作用。显微镜是生物学研究的重要仪器之一。在医学、工农业生产中显微镜也有着重要用途，例如在医学诊断上，可对人血液中的红细胞进行计数等。 显微镜的放大原理：
明视距离：250mm (人眼看物体的正常距离） 放大镜的原理：人眼观察到的是放大的虚像 显微镜的放大原理：由物镜将被观测物体（标本）放大为可以被屏幕接收映射的实像，通过目镜的转换，使物镜成的实像再次放大并让其成在人眼正常看物体的明視距离处。 显微镜的结构：
被观测物体（标本）-物镜-光阑-目镜-人眼 早期显微镜-------现代显微镜 普通显微镜由3部分构成： ①照明系统：包括光源和聚光镜。 ②光学放大系统：由物镜和目镜组成，是显微镜的主体。（为了消除球差和色差，目镜和物镜都由复杂的透镜组构成。） ③机械装置：用于固定材料和使观察方便。 镜头分辨率： 显微镜物象是否清楚不仅决定于放大倍数，还与显微镜的分辨力（resolution）有关，分辨力是指显微镜（或人的眼睛距目标25cm处）能分辨物体*小间隔的能力，分辨力的大小决定于光的波长和数值孔径（又称：镜口率）以及介质的折射率，用公式表示为： 显微镜的分辨力： R=0.61λ/NA NA＝ｎSinα/2 （数值孔径） 式中： λ 为成像光线的波长； n = 标本和物镜之间介质折射率； α= 镜口角（标本对物镜镜口的张角） ； NA= 数值孔径（numeric aperture）。 镜口角总是要小于180˚，所以 Sin α /2 的*大值必然小于1。 介质的折射率 n：
制作光学镜头所用的玻璃折射率为1.65~1.78，所用介质的折射率越接近玻璃的越好。对于干燥物镜来说，介质为空气，数值孔径一般为0.05~0.95；油镜头用香柏油为介质，数值孔径可接近1.5。 光学显微镜成像光波： 光学显微镜的成像研究和设计，是以人眼可见光光线（人们常说的：可见光）的物理现象为基础进行的。可见光的波长为400~700nm，因此光学显微镜分辨力数值不会小于0.2μm。人眼的分辨力是0.2mm，所以一般光学显微镜设计的*大光学放大倍数通常为1000X。 电子显微镜成像机理： 光学显微镜的分辨力受可见光波长的限制，质量较好的光学显微镜的分辨极限约为0.2μm。小于光波波长的物体因衍射而不能成像。为了观察到更细微的物体和结构，科学家采用更短波长的电子射线来代替光波，设计出了电子显微镜。电子微粒高速运动时，其行为类似光波的传播过程。运动电子的电子波波长随其速度而定，给其增压达到50万伏时，电子波波长约为0.001nm，即电子射线的波长约为可见光的十万分之一。其分辨力的极限约为4Å，其放大倍数比***的光学显微镜要高很多级。以电子射线为成像“光源”的显微镜称为电子显微镜。 镜头像差：（待续）
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