顯微鏡的結(jié)構(gòu)和使用的實(shí)驗(yàn)方法及步驟
以生物顯微鏡為例，講述一下原理、構(gòu)造和實(shí)驗(yàn)方法、步驟。
一、光學(xué)顯微鏡的原理
普通光學(xué)顯微鏡主要由物鏡和目鏡組成，均為凸透鏡。物鏡的焦距（f1）短，目鏡的焦距（f2）長(zhǎng)。物鏡到標(biāo)本（AB）的距離稍大于物鏡（Lo）的焦距，標(biāo)本經(jīng)物鏡放大后，形成放大倒立的實(shí)像A’B’，實(shí)像A’B是目鏡的物體，它位于目鏡的焦點(diǎn)以內(nèi)，所以?A’B’經(jīng)目鏡（Le）再次放大后，形成放大的虛像A”B”（如圖1）。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖1 光學(xué)顯微鏡成像原理
二、顯微鏡的結(jié)構(gòu)：
普通光學(xué)顯微鏡由機(jī)械部分、照明部分和光學(xué)部分組成（如圖2）。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖2 光學(xué)顯微鏡結(jié)構(gòu)
1. 機(jī)械部分：
顯微鏡的機(jī)械部分包括鏡座、鏡筒、物鏡轉(zhuǎn)換器、載物臺(tái)、推動(dòng)器、粗調(diào)手輪、微調(diào)手輪等部件。
1）鏡座：鏡座是顯微鏡的基本支架，它由底座和鏡臂兩部分組成。其上連有載物臺(tái)和鏡筒，它是用來安裝光學(xué)放大系統(tǒng)部件的基礎(chǔ)。底座和鏡臂起穩(wěn)定和支撐整個(gè)顯微鏡的作用。
2）鏡筒：?鏡筒上接接目鏡，下接轉(zhuǎn)換器，形成接目鏡與接物鏡（裝在轉(zhuǎn)換器下）間的暗室。從物鏡的后緣到鏡筒尾端的距離稱為機(jī)械筒長(zhǎng)。因?yàn)槲镧R的放大率是對(duì)一定的鏡筒長(zhǎng)度而言的。鏡筒長(zhǎng)度的變化，不僅放大倍率隨之變化，而且成像質(zhì)量也受到影響。因此，使用顯微鏡時(shí)，不能任意改變鏡筒長(zhǎng)度。國際上將顯微鏡的標(biāo)準(zhǔn)筒長(zhǎng)定為160mm，此數(shù)字通常標(biāo)在物鏡的外殼上。鏡筒有單筒式、雙筒式兩種，單筒式鏡筒又分直立和傾斜式，而雙筒式鏡筒均為傾斜式。
3）物鏡轉(zhuǎn)換器：物鏡轉(zhuǎn)換器上可安裝三至四個(gè)接物鏡，一般是三個(gè)接物鏡（低倍、高倍和油鏡）。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器，可以按需要將其中的一個(gè)接物鏡和鏡筒對(duì)齊（注意是轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換換選鏡頭，不能抓著物鏡鏡頭轉(zhuǎn)），與接目鏡構(gòu)成放大系統(tǒng)。
4）載物臺(tái)：載物臺(tái)中央有一孔，為光線通道。在臺(tái)上裝有彈簧標(biāo)本夾和推動(dòng)器，其作用為固定和移動(dòng)標(biāo)本的位置，使得鏡檢對(duì)象恰好位于視野中心。
5）推動(dòng)器：是移動(dòng)標(biāo)本的機(jī)械裝置，它是由一橫一縱兩個(gè)推進(jìn)齒軸的金屬架構(gòu)成的，好的顯微鏡在縱橫架桿上刻有刻度標(biāo)尺，構(gòu)成很精密的平面座標(biāo)系。如果我們需要重復(fù)觀察某一部分,可記下縱橫標(biāo)尺的數(shù)值，以后移動(dòng)到同樣數(shù)值即可找到。
6）粗調(diào)手輪（粗螺旋）：粗調(diào)手輪是快速移動(dòng)調(diào)節(jié)接物鏡和標(biāo)本間距離的機(jī)件。
7）微調(diào)手輪（細(xì)螺旋）：用粗調(diào)手輪只可以粗略地調(diào)節(jié)焦距，要得到最清晰的物象，需要使用微距螺旋做精調(diào)。
2. 照明部分
安裝在載物臺(tái)的下方，由反光鏡（或光源）、聚光器和光圈組成。
1）反光鏡：早期光學(xué)顯微鏡是用自然光檢視物體，在鏡座上裝有反光鏡。反光鏡是由一平面和另一凹面的鏡子組成，可以將投射在它上面的光線反射到聚光器透鏡用以照明標(biāo)本。也有用凹面鏡會(huì)聚光線的?，F(xiàn)代光學(xué)顯微鏡普遍采用電光源，無反光鏡，并可調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度。
2）聚光器：聚光器在載物臺(tái)下面，它是由一組聚光透鏡和升降螺旋組成的。聚光器安裝在載物臺(tái)下，其作用是將光源經(jīng)反光鏡反射來的光線聚焦于樣品上，以得到最強(qiáng)的照明，使物象獲得明亮清晰的效果。聚光器的高低可以調(diào)節(jié)，使焦點(diǎn)落在被檢物體上，以得到最大亮度。一般聚光器的焦點(diǎn)在其上方1.25mm處，而其上升限度為載物臺(tái)平面下方0.1mm。因此，要求使用的載玻片厚度應(yīng)在0.8~1.2mm之間，否則被檢樣品不在焦點(diǎn)上，影響鏡檢效果。
3）光圈：聚光器前透鏡組前面還裝有虹彩光圈，它可以開大和縮小，控制通過的光量，從而影響著成像的分辨力和反差，若將虹彩光圈開放過大，超過物鏡的數(shù)值孔徑時(shí)，便產(chǎn)生光斑；若收縮虹彩光圈過小，分辨力下降，反差增大。因此，在觀察時(shí)，通過虹彩光圈的調(diào)節(jié)再把視場(chǎng)光闌（帶有視場(chǎng)光闌的顯微鏡）開啟到視場(chǎng)周緣的外切處，使視場(chǎng)外得不到光線的照明，以免散射光的干擾。
3. 光學(xué)部分
1）目鏡：安裝在鏡筒上端，有單筒和雙筒目鏡，常用5×、10×、15×和20×的目鏡。
2）物鏡：安裝在轉(zhuǎn)換器上的接物透鏡使被檢物體成一次像，物鏡成像的質(zhì)量，對(duì)分辨力有著決定性的影響。一般有3-4個(gè)物鏡（如圖3），通常在物鏡上標(biāo)有主要性能指標(biāo)即放大倍數(shù)和鏡口率，如10/0.25、40/0.65和100/1.30。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖3 ?顯微鏡物鏡鏡頭
物鏡的種類很多，可從不同角度來分類：?根據(jù)物鏡前透鏡與被檢物體之間的介質(zhì)不同，可分為：
①干物鏡??以空氣為介質(zhì)，如常用的40×以下的物鏡，數(shù)值孔徑均小于1。
②油浸物鏡??常以香柏油為介質(zhì)，此物鏡又叫油鏡頭，其放大率為90×~100×，數(shù)值孔值大于1。
數(shù)值孔徑（numerical apeature，N.A.），也叫做鏡口率（或開口率）。在物鏡和聚光器上都標(biāo)有它們的數(shù)值孔徑，數(shù)值孔徑是物鏡和聚光器的主要參數(shù)，也是判斷它們性能的最重要指標(biāo)。物鏡的性能取決于物鏡的數(shù)值孔徑，數(shù)值孔徑越大，物鏡的性能越好。數(shù)值孔徑和顯微鏡的各種性能有密切的關(guān)系，它反映該物鏡分辨力的大小，數(shù)值越大，其分辨力越高。
工作距離指物像調(diào)節(jié)清楚時(shí)物鏡下表面與蓋玻片上表面之間的距離；物鏡的放大倍數(shù)越大，工作距離越小。
2. 光學(xué)顯微鏡的使用方法及實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)用品
材料與標(biāo)本：字片、紅綠羊毛交叉片、人血涂片。
器材：顯微鏡、擦鏡紙。
試劑：香柏油、二甲苯(或乙醚-酒精混合液，比例為2:3）。
1）10×低倍鏡的使用
①將顯微鏡放在離實(shí)驗(yàn)臺(tái)邊緣6~7厘米處（至少約一拳的距離）。
②打開顯微鏡的電源開關(guān)，然后使低倍鏡對(duì)準(zhǔn)鏡臺(tái)，開大光圈，上升聚光器并調(diào)節(jié)光亮調(diào)節(jié)旋鈕至視野內(nèi)光線明亮度適中。
③放置標(biāo)本片：取一張載有標(biāo)本的載玻片（以下簡(jiǎn)稱玻片標(biāo)本），先用肉眼觀察，以確定止反面（載有標(biāo)本的面為正面，一般都貼有標(biāo)簽）和標(biāo)本的大致位置。再將玻片標(biāo)本正面朝上放置在載物臺(tái)并用彈簧夾夾好，用移動(dòng)器移動(dòng)片夾將玻片標(biāo)本的標(biāo)本移到載物臺(tái)圓孔，聚光鏡的正上方。
④調(diào)節(jié)焦距：從顯微鏡側(cè)面注視物鏡鏡頭，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)手輪，使得載物臺(tái)上升到最高（物鏡頭與標(biāo)本片的距離約5mm處），然后一邊在目鏡上觀察，一邊緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)手輪，使載物臺(tái)緩慢下降至視野中出現(xiàn)清晰的物像。
2）40×高倍鏡的使用
①選擇目標(biāo)：一定先在低倍鏡下把待觀察部位移動(dòng)到視野中心,將物像調(diào)節(jié)清晰。
②轉(zhuǎn)換高倍鏡物鏡：為防止鏡頭碰撞玻片，可從顯微鏡側(cè)面觀察。慢慢地轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器使高倍鏡頭對(duì)準(zhǔn)通光孔。
③調(diào)節(jié)焦距：觀察目鏡同時(shí)稍稍調(diào)節(jié)細(xì)調(diào)手輪，即可獲得清晰的物像。若視野不夠明亮，可上升聚光器和開大光圈。
3）100×油鏡的使用
①?選擇目標(biāo)：在高倍鏡下確定玻片標(biāo)本上待觀察部位并移至視野正中央。
②?轉(zhuǎn)換油鏡：轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器，使高倍鏡頭離開通光孔，在載物臺(tái)圓孔上方的玻片標(biāo)本處滴一滴香柏油。然后從側(cè)面注視著鏡頭與玻片，慢慢轉(zhuǎn)換油鏡使鏡頭浸入油中。
③?調(diào)節(jié)光亮：將聚光器升到最高位置，光圈開到最大。
④?調(diào)焦：觀察目鏡同時(shí)調(diào)節(jié)細(xì)調(diào)手輪，使得物像清晰
若目標(biāo)不理想或不出現(xiàn)物像需重找，在加油區(qū)之外重找應(yīng)按：低倍→高倍油鏡程序。在加油區(qū)內(nèi)重找應(yīng)按：低倍→油鏡程序，以免油沾污高倍鏡頭。
⑤?擦拭油鏡頭：觀察完畢，先用干的擦鏡紙吸掉粘在油鏡頭上的油，再用擦鏡紙條沾少許二甲苯(或乙醚-酒精混合液，比例為2:3)擦試鏡頭及周圍，最后用干的擦鏡紙擦干多余的二甲苯。
⑥?玻片標(biāo)本上的油處理方法同上，只是因?yàn)椴Ｆ系挠洼^多，要重復(fù)2-3次才能擦干凈。
4）實(shí)驗(yàn)記錄結(jié)果與記錄
①低倍鏡的練習(xí)
比較肉眼直接觀察字片與低倍鏡下觀察物像的有什么區(qū)別?左右前后移動(dòng)玻片與低倍鏡下觀察到的物像有什么區(qū)別？
②高倍鏡的練習(xí)
取紅綠羊毛交叉片，先在低倍鏡下找到羊毛，并將紅綠羊毛的交叉點(diǎn)移到視野的中心，再換高倍鏡觀察，能否在交叉點(diǎn)同時(shí)看到兩根羊毛（利用細(xì)螺旋進(jìn)行判斷）。
③油鏡的練習(xí)
取人血涂片，先用低倍鏡、高倍鏡觀察，再換油鏡觀察。比較三種放大倍數(shù)的物鏡的分辨力并練習(xí)擦拭油鏡頭和標(biāo)本片。
三、注意事項(xiàng)
移動(dòng)顯微鏡時(shí)一定要一手握住鏡臂，另一手托住底座。顯微鏡不能傾斜，以免目 鏡從鏡筒上端滑出。要輕拿輕放。
顯微鏡的光學(xué)部分，只能用特殊試鏡紙紙擦拭，不得隨意使用其它物品擦拭，更不可用手指觸摸透鏡，以免汗液玷污透鏡。
需要更換標(biāo)本片時(shí)，將物鏡頭轉(zhuǎn)離載物臺(tái)?，方可取下或放置標(biāo)本片。
保持顯微鏡的清潔，避免灰塵、水及化學(xué)試劑的玷污。
轉(zhuǎn)換物鏡鏡頭時(shí)，不要搬動(dòng)物鏡鏡頭，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器。
切勿隨意轉(zhuǎn)動(dòng)粗準(zhǔn)焦螺旋。使用細(xì)準(zhǔn)焦螺旋時(shí)，用力要輕，轉(zhuǎn)動(dòng)要慢，轉(zhuǎn)不動(dòng)時(shí)不要硬轉(zhuǎn)。
不得任意拆卸顯微鏡上的零件，嚴(yán)禁隨意拆卸物鏡鏡頭，以免損傷轉(zhuǎn)換器螺口，或螺口松動(dòng)后使低高倍物鏡轉(zhuǎn)換時(shí)不齊焦、破壞光軸重合。
在使用高倍物鏡時(shí)，不要用粗準(zhǔn)焦螺旋調(diào)節(jié)焦距，以免移動(dòng)間隔過大，損傷物鏡和玻片。
保持顯微鏡的干燥。
顯微鏡使用完畢，必須復(fù)原，其具體步驟是：先轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器使物鏡頭離開通光孔，再取下標(biāo)本片，下降載物臺(tái)，下降聚光器、關(guān)閉光圈，玻片移動(dòng)器回位，將顯微鏡電光源的亮度調(diào)到最暗，再關(guān)閉電源，蓋上綢布和外罩，最后將顯微鏡放在桌子的中央。
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技術(shù)原理
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企業(yè)風(fēng)采
