1、目錄顯微鏡的光學、機械系統2一 顯微鏡的簡介2二 顯微鏡的光學系統2（一） 物鏡21、物鏡的分類22、物鏡的主要參數33、物鏡的作用3（二）、目鏡31、目鏡的結構32、目鏡的作用33、目鏡與物鏡的關系4三）、聚光器41、光鏡的主要參數42、聚光鏡的作用43、可變光闌4（四）照明光源41、天然光源52、人工光源5（五）濾光器5三 顯微鏡的機械系統5（一）底座7（二）鏡臂7（三）鏡簡及齊焦7（四）物鏡轉換器8（五）調焦機構9顯微鏡的光學、機械系統一 顯微鏡的簡介顯微鏡是用來看看太小或詳細，被人眼看到的物體的工具。  “微”小“范圍”是指看評價的目的，并在顯微鏡了這一點，使用燈光和放大鏡。

2、 顯微鏡的最基本的和無處不在的版本是光學顯微鏡。 這是你在高中生物教室和科學項目的圣誕禮物中看到的顯微鏡。 這種顯微鏡使用的鏡頭和光放大赤裸裸的人眼觀看的對象。 有兩種類型：簡單（一個鏡頭）和復合（多鏡頭）。 光學像差，包括在顏色折射的差異，使圖像模糊觀眾。 更多的鏡頭，更多的圖像清晰度。 從底部到頂部，有一個標準的生物顯微鏡的四個主要組成部分。 有一個光源，通常是一個燈泡，在顯微鏡的基礎。 上面的光線，是一種透明的托盤對象被視為在于。 托盤上面是一個管內含有一個或多個鏡頭。 鏡頭在管的基礎是所謂的物鏡。 物鏡（ES）以上目鏡鏡頭，觀眾看起來通過圖像。 有許多使用的其他類型，但是這是最常見的的

3、。 例如，電子顯微鏡可以看對象的細胞結構與磁鐵彎曲電子光學顯微鏡彎與玻璃的光以同樣的方式。 甚至有些使用的X射線。 二 顯微鏡的光學系統顯微鏡的光學系統主要包括物鏡、目鏡、反光鏡和聚光器四個部件。廣義的說也包括照明光源、濾光器、蓋玻片和載玻片等。（一） 物鏡物鏡是決定顯微鏡性能的最重要部件，安裝在物鏡轉換器上，接近被觀察的物體，故叫做物鏡或接物鏡。1、物鏡的分類 物鏡根據使用條件的不同可分為干燥物鏡和浸液物鏡；其中浸液物鏡又可分為水浸物鏡和油浸物鏡（常用放大倍數為90100倍）。根據放大倍數的不同可分為 低倍物鏡（10倍以下）、中倍物鏡（20倍左右）高倍物鏡（4065倍）。根據像差矯正情況，分

4、為消色差物鏡（常用，能矯正光譜中兩種色光的色差的物鏡）和復色差物鏡（能矯正光譜中三種色光的色差的物鏡，價格貴，使用少）。（所謂象差是指所成的像與原物在形狀上的差別；色差是指所成的像與原物在顏色上的差別）消除色差（當不同波長的光線通過透鏡的時候，它們折射的方向略有不同，這導致了成像質量的下降）2、物鏡的主要參數物鏡主要參數包括：放大倍數、數值孔徑和工作距離。、放大倍數是指眼睛看到像的大小與對應標本大小的比值。它指的是長度的比值而不是面積的比值。例：放大倍數為100×，指的是長度是1m的標本，放大后像的長度是100m，要是以面積計算，則放大了10,000倍。顯微鏡的總放大倍數等于物鏡和目

5、鏡放大倍數的乘積。、數值孔徑也叫鏡口率，簡寫NA 或A，是物鏡和聚光器的主要參數，與顯微鏡的分辨力成正比。干燥物鏡的數值孔徑為0.05-0.95，油浸物鏡（香柏油）的數值孔徑為1.25。、工作距離是指當所觀察的標本最清楚時物鏡的前端透鏡下面到標本的蓋玻片上面的距離。物鏡的工作距離與物鏡的焦距有關，物鏡的焦距越長，放大倍數越低，其工作距離越長。3、物鏡的作用是將標本作第一次放大，它是決定顯微鏡性能的最重要的部件分辨力的高低。分辨力也叫分辨率或分辨本領。分辨力的大小是用分辨距離（所能分辨開的兩個物點間的最小距離）的數值來表示的。在明視距離（25cm）之處，正常人眼所能看清相距0.073mm的兩個物

6、點，這個0.073mm的數值，即為正常人眼的分辨距離。（二）、目鏡因為它靠近觀察者的眼睛，因此也叫接目鏡。安裝在鏡筒的上端。1、目鏡的結構通常目鏡由上下兩組透鏡組成，上面的透鏡叫做接目透鏡，下面的透鏡叫做會聚透鏡或場鏡。上下透鏡之間或場鏡下面裝有一個光闌（它的大小決定了視場的大?。驗闃吮菊迷诠怅@面上成像，可在這個光闌上粘一小段毛發作為指針，用來指示某個特點的目標。也可在其上面放置目鏡測微尺，用來測量所觀察標本的大小。目鏡的長度越短，放大倍數越大（因目鏡的放大倍數與目鏡的焦距成反比）。2、目鏡的作用是將已被物鏡放大的，分辨清晰的實像進一步放大，達到人眼能容易分辨清楚的程度。常用目鏡的放大倍

7、數為516倍。3、目鏡與物鏡的關系物鏡已經分辨清楚的細微結構，假如沒有經過目鏡的再放大，達不到人眼所能分辨的大小，那就看不清楚；但物鏡所不能分辨的細微結構，雖然經過高倍目鏡的再放大，也還是看不清楚，所以目鏡只能起放大作用，不會提高顯微鏡的分辨率。有時雖然物鏡能分辨開兩個靠得很近的物點，但由于這兩個物點的像的距離小于眼睛的分辨距離，還是無法看清。所以，目鏡和物鏡即相互聯系，又彼此制約。三）、聚光器聚光器也叫集光器。位于標本下方的聚光器支架上。它主要由聚光鏡和可變光闌組成。其中，聚光鏡可分為明視場聚光鏡（普通顯微鏡配置）和暗視場聚光鏡。1、光鏡的主要參數數值孔徑（NA ）是聚光鏡的主要參數，最大數

8、值孔徑一般是1.21.4，數值孔徑有一定的可變范圍，通?？淘谏戏酵哥R邊框上的數字是代表最大的數值孔徑，通過調節下部可變光闌的開放程度，可得到此數字以下的各種不同的數值孔徑，以適應不同物鏡的需要。有的聚光鏡由幾組透鏡組成，最上面的一組透鏡可以卸掉或移出光路，使聚光鏡的數值孔徑變小，以適應低倍物鏡觀察時的照明。2、聚光鏡的作用聚光鏡的作用相當于凸透鏡，起會聚光線的作用，以增強標本的照明。一般地把聚光鏡的聚光焦點設計在它上端透鏡平面上方約1.25mm處。（聚光焦點正在所要觀察的標本上，載玻片的厚度為1.1mm左右）3、可變光闌可變光闌也叫光圈，位于聚光鏡的下方，由十幾張金屬薄片組成，中心部分形成圓孔

9、。其作用是調節光強度和使聚光鏡的數值孔徑與物鏡的數值孔徑相適應?？勺児怅@開得越大，數值孔徑越大（觀察完畢后，應將光圈調至最大）。在可變光闌下面，還有一個圓形的濾光片托架。（四）反光鏡反光鏡是一個可以隨意轉動的雙面鏡，直徑為50mm，一面為平面，一面為凹面，其作用是將從任何方向射來的光線經通光孔反射上來。平面鏡反射光線的能力較弱，是在光線較強時使用，凹面鏡反射光線的能力較強，是在光線較弱時使用。反光鏡通常一面是平面鏡，另一面是凹面鏡，裝在聚光器下面，可以在水平與垂直兩個方向上任意旋轉。反光鏡的作用是使由光源發出的光線或天然光射向聚光器。當用聚光器時一般用平面鏡，不用時用凹面鏡；當光線強時用平面鏡

10、，弱時用凹面鏡。觀察完畢后，應將反光鏡垂直放置。（四）照明光源 顯微鏡的照明可以用天然光源或人工光源1、天然光源光線來自天空，最好是由白云反射來的。不可利用直接照來的太陽光。2、人工光源、對人工光源的基本要求：有足夠的發光強度；光源發熱不能過多。、常用的人工光源：顯微鏡燈；日光燈（五）濾光器安裝在光源和聚光器之間。作用是讓所選擇的某一波段的光線通過，而吸收掉其他的光線，即為了改變光線的光譜成分或削弱光的強度。分為兩大類：濾光片和液體濾光器。（七）蓋玻片和載玻片蓋玻片和載玻片的表面應相當平坦，無氣泡，無劃痕。最好選用無色，透明度好的，使用前應洗凈。蓋玻片的標準厚度是0.17±0.02m

11、m，如不用蓋玻片或蓋玻片厚度不合適，都回影響成像質量。載玻片的標準厚度是1.1±0.04mm，一般可用范圍是11.2mm，若太厚會影響聚光器效能，太薄則容易破損三 顯微鏡的機械系統顯微鏡除光學系統（由目鏡、物鏡和照明系統組成）外還必須配以適當的機械部分才能正常工作。通常機械部分主要包括底座、鏡臂、鏡筒、物鏡轉換器、載物臺和調焦機構。圖315為雙簡目鏡顯微鏡結構示意圖。雙簡目鏡顯微鏡是用一組復合棱鏡把透過物鏡后的光束分成強度相同的2束而形成2個中間像，分別再由左右目鏡放大。圖316給出其光學原理。來自物鏡的光柬經半五角棱鏡I折轉90°進入半透復合棱鏡II。復合棱鏡II由大小兩

12、個等腰直角棱鏡膠合而成，膠合面上鍍半透膜，恰好使入射光分成強度相等的2束光分別經棱鏡III和IV形成分開的兩平行光束調節III和IV的間距即可調節這兩個平行光軸的距離。在兩個平行光軸上形成的中間橡P1和P2是和目鏡L1和L2共軸的。由于人的瞳間距一般在5375mm之間即兩條平行光軸間距離也應在這個范圍內可調。在目鏡筒內，棱鏡II是固定在中間的，棱鏡III和IV安裝在兩塊相對于II可左右滑動的滑板上，通過調整可以適應不同瞳孔距的觀察者。其實光靠調節棱鏡滑板使光軸間距和觀察者的瞳間距相等還是不夠的。只要分析一下當光軸間距離變動時對巾間像面P1和P2的影響就明白其中的道理了。假定雙目鏡筒等長，中間像

13、面跟目鏡距離也相等，其條件必須是從棱鏡I出來的光束經棱鏡II和III及經棱鏡II和IV的光程是相等的，顯然滿足這個條件的瞳間距是一個確定的值。那么當調節瞳間距即兩個平行光軸間距時，P就會在一定范圍內移動，如果目鏡筒長是固定的沒有對應于的可調節量，那么就會破壞顯微鏡的光學成像條件。為此在雙筒目鏡的鏡筒上就需要設有筒長補償機構。一般在門鏡管上有刻度尺，只要選定和瞳間距滑板刻度數符合就可得到補償了。先進的雙目顯微鏡能夠進行自動補償，而且會考慮使用者兩只眼睛屈光度的不同再進行屈光度調節。大部分顯微鏡對左側目鏡有±5屈光度的調節范圍。使用時，先調節日鏡筒上的光瞳間距（若需要還配合筒長補償），使

14、兩眼看到單一的像，再通過屈光度調節使兩眼都能清晰地看到單一的像。目前，在雙目顯微鏡中已有可以看到立體像的體現顯微鏡，能夠獲得更豐富的信息。（一）底座底座是顯微鏡的基礎，它支持整個鏡體保持顯微鏡在本同：作狀態時的平衡。為此，底座必須有適當的形狀、大小和質量c常用的底應形狀以蹄形和矩形為多也有用圓形、橢圓形、丁字形和三角形的。底座的底面通常設計有3個凸臺以便與工作臺面保持良好的接觸。整臺顯微鏡的重心到底面的垂線座位于3個風臺所構成的平面內。底座所用的材料以鑄鐵為多，以便使重心降低，機構穩定。底座也有用合金鋁等材料制造的，其內部中空，用以安置變壓器及控制部分的電子元件。這種結構比較緊湊，整機也很穩定

15、，是一種較好的設計形式。（二）鏡臂對直簡顯微鏡，鏡臂通過傾軸與底座上的支架相連。照明光路、載物臺、成像光路和調焦旋鈕均安置于鏡臂上。使用時，鏡臂靠近操作者，載物臺在鏡臂前方。作長時期觀測時，可使整個鏡體傾斜此時顯微鏡的重心到底座的垂線應通過（或很接近）傾斜軸，以使顯微鏡處于穩定狀態。彎把顯微鏡的鏡臂與底座合成主體。成像光路、載物臺、聚光鏡和粗細調節旋鈕安置于鏡臂上，光源和下聚光鏡則安置在底座內。這種結構安排使操作者可直接面對載物臺（不被鏡臂隔開），而鏡臂不妨礙操作，工作面積更大。（三）鏡簡及齊焦鏡筒的上端安置目鏡，下端通過物鏡轉換器與物鏡相連c若目鏡借助于轉像棱鏡與水平面成一傾斜角，則該棱鏡的

16、連接件也將安置于鏡筒上。某些有攝影裝置的顯微鏡，鏡筒上帶有分光器和攝影接筒以便與照相機相連。鏡筒分光器上安裝了共覽裝置可同時供5人觀測，給教學及科研帶來很大的方便。對直簡顯微鏡而言，鏡筒借助于燕尾導軌與鏡臂相連，調焦時鏡筒可上下移動，但不得晃動。移動時沿一直線上下，此直線與載物臺面垂直，其誤差不超過0.1°。為了使用上的方便，各個物鏡與目鏡應齊焦，且物鏡的像平面應保持不變。為此必須設計合理的鏡筒長并作相應規定才行，這就要引入機械筒長的概念。如圖317所示，設物點A經物鏡后成像在A點，此點也即目鏡的物方焦點F2。為了能采用不同倍率的目鏡，使高倍目鏡（短焦距）也能順利齊焦，將目鏡物方焦點

17、即中間像位置，到目鏡定位面距離c定為10mm。物鏡定位面到物點A的距離為6，由于高、低倍物鏡的工作距離及結構形式均不同，b值應合理選擇。b太長，保持物鏡內各透鏡組光軸同心困難，將影響物鏡質量。b太短，結構不易安排，且工作距離也小。一般認為，b45mm是個合理的值。我國規定，由物鏡定位面至鏡簡上端面（目鏡定位面）的距離lo160mm，該距離稱為機械筒長。物鏡定位面到中間像平面距離t1150mm。各國對機械筒長的規定不同，有160mm、170mm和190mm等幾種。國際標準規定當機械筒長為160mm時，lo150±0.5mm、c10±0.3mm，b45mm，它的公差見表35。&

18、#160;必須指出。b的尺寸是物體無覆蓋物時的距離,當蓋玻片為017mm時b45.06mm；當物體覆蓋15mm厚的加熱臺玻璃窗時，645.5mm。對某些帶轉像棱鏡的生物顯微鏡而言，應考慮棱鏡中的光程，使物鏡的物像共軛距依然保持195mm，以滿足機械筒長為160mm的要求。（四）物鏡轉換器使用顯微鏡時，常需要更換物鏡和目鏡，以改變倍率。目鏡的更換較簡單，只需從鏡筒上抽出原目鏡，另插入所需的目鏡即可。但更換物鏡必須旋動物鏡螺紋不僅麻煩，也易碰傷物鏡或標本。因此，目前的顯微鏡在鏡筒下端都有物鏡更換裝置。物鏡轉換器是生物顯微鏡最常用的物鏡更換裝置。以定位結構分，物鏡轉換器可分為內定位式和外定位式兩種，

19、它們都固定在鏡筒下端。轉動板可繞固定板上的軸旋轉，其上開有3個以上的螺孔，用以安置物鏡。普通型生物顯微鏡，它的物鏡轉換器以357孔居多。5孔或5孔以上的轉換器大多用在高級型顯微鏡上。旋轉動板時，物鏡可一個接著一個由定位器定位在正常的丁作位置。內定位的物鏡轉換器，定位銷固定于轉動板上，定位簧片則固定在固定板上，外定位的物鏡轉換器，其轉動板的圓周上有3個120°等分的凸緣，在凸緣上有定位槽，定位簧片則安裝在固定板上，其上有定位珠。中檔或高檔顯微鏡的物鏡轉換器的結構屬于內定位結構，由定位簧片及滾珠組成。旋轉板邊緣加工成凸槽，其內安置許多滾珠，使旋轉板和固定座之間的相對運動為滾動。這種轉換器

20、定位精度高，轉動平穩，輕巧。不論哪種形式的物鏡轉換器，其精度都直接影響顯微鏡的成像質量。通常設計時應保證定位精度和齊焦精度。所謂定位精度是指不論哪個物鏡在工作狀態時，其光軸都與目鏡光軸重合，此時不同物鏡的視場中心保持不變。齊焦精度指的是當一個物鏡在工作位置調焦清楚后，轉換到其他物鏡時，應在不重新調焦的情況下就能看到物像（要獲得清晰像，允許作微量細調）（五）調焦機構為了獲得清晰的物像必須調節物鏡與被檢物體之間的距離（渭之調焦）。調焦通常有兩種方式：一種是被檢物體（載物臺）不動，利用物鏡升降調焦；另一種是物鏡不動，利用載物臺升降調焦。顯微鏡通常裝有粗動和微動兩種調焦裝置，利用粗動調焦很快獲得物體的

21、影像3，再借助于微動調焦獲得清晰像。粗動調焦機構是顯微鏡操作時快速調焦用的，無論是鏡筒升降式、彎把升降式還是載物臺升降式都是借助于齒輪和齒條嚙合運動來實現的。機構采用燕尾導軌作精密導向。為了導向系統能作平穩而準確的直線運動燕尾通常采用耐磨性好的銅合金（或鋁合，金），燕盡和燕尾槽作精密加工和裝配，使兩者配合平穩，沒有松動。齒輪與齒條的嚙合通過齒桿套的偏心調整，以使運動平穩并消除空程，如圖318所示。微動裝置應保證微動方向與粗動方向平行一致。某些場合下，微動作為讀數用，故手輪的空程要小，轉動角度和直線微動量應成正比。通常微動范圍不應小于2mm。常用的微動裝置有齒輪杠桿及螺旋杠桿式兩種。齒輪杠桿式微

22、動機構的原理如圖319所示，微動手朝與軸齒輪1相連轉動手輪時，通過齒輪1，2，3，4，5侄扇形齒輪6擺動，借助于杠桿使頂桿7作上下運動。因頂桿離轉軸很近，而扇形齒輪直徑很大，形成較大的杠桿比，加之齒輪傳動比很大（1：400以上），故微動手輪轉動一較大角度時，頂桿只作很小的直線運動。頂桿上升時，頂起微動燕尾8，在燕尾上端有樂簧產生的壓力通過頂桿使齒輪組保持單面嚙合狀態。因此，微動手輪稍有轉動時，將使鏡筒（或載物臺）作相當靈敏的上下移動。這種微動機構傳動比大，具有較高的微調精度，于輪讀數格值可達0.002mm，但結構比較復雜。圖320為螺旋杠桿式微動機構的結構示意圖。手輪1和螺桿2連為一體，只能作

23、轉動。在螺桿2上有一特殊形狀的螺母3。4為杠桿，可繞軸5轉動。6為頂桿，借助寸；壓簧使微動燕尾與頂桿相連。旋轉手輪時，螺母3做軸向移動，使杠桿4擺動，引起頂桿及微動燕尾作上下微動。螺旋杠桿微動裝置結構簡單，但精度較低，常用于初級生物顯微鏡中。在目前的中高檔生物顯微鏡中，常采用同軸式粗、微動調焦裝量，其結構如圖321所示。粗動手輪2與微動手輪1安裝在同一條軸線上。2為大手輪，分別安裝在中間分離的軸齒套3上（該結構左右對稱）c轉動粗調手輪2時，軸齒套3和齒條5嚙合運動，實現粗動調焦。微動手輪1較粗動手輪2稍小，與齒桿4相連，而齒桿4與一套微動機構相連（結構與齒輪杠桿式微動機械大體相似），以實現微調功能。載物臺是供操作時安置被檢物的平臺，生物顯微鏡的