1樓:匿名使用者
以生物顯微鏡為例,講述一下原理、構造和實驗方法、步驟。
一、光學顯微鏡的原理
普通光學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。物鏡到標本(ab)的距離稍大於物鏡(lo)的焦距,標本經物鏡放大後,形成放大倒立的實像a’b’,實像a’b是目鏡的物體,它位於目鏡的焦點以內,所以 a’b’經目鏡(le)再次放大後,形成放大的虛像a”b”(如圖1)。
圖1 光學顯微鏡成像原理
二、顯微鏡的結構:
普通光學顯微鏡由機械部分、照明部分和光學部分組成(如圖2)。
圖2 光學顯微鏡結構
1. 機械部分:
顯微鏡的機械部分包括鏡座、鏡筒、物鏡轉換器、載物臺、推動器、粗調手輪、微調手輪等部件。
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。其上連有載物臺和鏡筒,它是用來安裝光學放大系統部件的基礎。底座和鏡臂起穩定和支撐整個顯微鏡的作用。
2)鏡筒: 鏡筒上接接目鏡,下接轉換器,形成接目鏡與接物鏡(裝在轉換器下)間的暗室。從物鏡的後緣到鏡筒尾端的距離稱為機械筒長。
因為物鏡的放大率是對一定的鏡筒長度而言的。鏡筒長度的變化,不僅放大倍率隨之變化,而且成像質量也受到影響。因此,使用顯微鏡時,不能任意改變鏡筒長度。
國際上將顯微鏡的標準筒長定為160mm,此數字通常標在物鏡的外殼上。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)物鏡轉換器:物鏡轉換器上可安裝三至四個接物鏡,一般是三個接物鏡(低倍、高倍和油鏡)。轉動轉換器,可以按需要將其中的一個接物鏡和鏡筒對齊(注意是轉動轉換換選鏡頭,不能抓著物鏡鏡頭轉),與接目鏡構成放大系統。
4)載物臺:載物臺**有一孔,為光線通道。在臺上裝有彈簧標本夾和推動器,其作用為固定和移動標本的位置,使得鏡檢物件恰好位於視野中心。
5)推動器:是移動標本的機械裝置,它是由一橫一縱兩個推進齒軸的金屬架構成的,好的顯微鏡在縱橫架杆上刻有刻度標尺,構成很精密的平面座標系。如果我們需要重複觀察某一部分,可記下縱橫標尺的數值,以後移動到同樣數值即可找到。
6)粗調手輪(粗螺旋):粗調手輪是快速移動調節接物鏡和標本間距離的機件。
7)微調手輪(細螺旋):用粗調手輪只可以粗略地調節焦距,要得到最清晰的物象,需要使用微距螺旋做精調。
2. 照明部分
安裝在載物臺的下方,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本。
也有用凹面鏡會聚光線的。現代光學顯微鏡普遍採用電光源,無反光鏡,並可調節光照強度。
2)聚光器:聚光器在載物臺下面,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下,其作用是將光源經反光鏡反射來的光線聚焦於樣品上,以得到最強的照明,使物象獲得明亮清晰的效果。
聚光器的高低可以調節,使焦點落在被檢物體上,以得到最大亮度。一般聚光器的焦點在其上方1.25mm處,而其上升限度為載物臺平面下方0.
1mm。因此,要求使用的載玻片厚度應在0.8~1.
2mm之間,否則被檢樣品不在焦點上,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,超過物鏡的數值孔徑時,便產生光斑;若收縮虹彩光圈過小,分辨力下降,反差增大。因此,在觀察時,通過虹彩光圈的調節再把視場光闌(帶有視場光闌的顯微鏡)開啟到視場周緣的外切處,使視場外得不到光線的照明,以免散射光的干擾。
3. 光學部分
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:安裝在轉換器上的接物透鏡使被檢物體成一次像,物鏡成像的質量,對分辨力有著決定性的影響。一般有3-4個物鏡(如圖3),通常在物鏡上標有主要效能指標即放大倍數和鏡口率,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: 根據物鏡前透鏡與被檢物體之間的介質不同,可分為:
①幹物鏡 以空氣為介質,如常用的40×以下的物鏡,數值孔徑均小於1。
②油浸物鏡 常以香柏油為介質,此物鏡又叫油鏡頭,其放大率為90×~100×,數值孔值大於1。
數值孔徑(numerical apeature,n.a.),也叫做鏡口率(或開口率)。
在物鏡和聚光器上都標有它們的數值孔徑,數值孔徑是物鏡和聚光器的主要引數,也是判斷它們效能的最重要指標。物鏡的效能取決於物鏡的數值孔徑,數值孔徑越大,物鏡的效能越好。數值孔徑和顯微鏡的各種效能有密切的關係,它反映該物鏡分辨力的大小,數值越大,其分辨力越高。
工作距離指物像調節清楚時物鏡下表面與蓋玻片上表面之間的距離;物鏡的放大倍數越大,工作距離越小。
2. 光學顯微鏡的使用方法及實驗:
實驗用品
材料與標本:字片、紅綠羊毛交叉片、人血塗片。
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將顯微鏡放在離實驗臺邊緣6~7釐米處(至少約一拳的距離)。
②開啟顯微鏡的電源開關,然後使低倍鏡對準鏡臺,開大光圈,上升聚光器並調節光亮調節旋鈕至視野內光線明亮度適中。
③放置標本片:取一張載有標本的載玻片(以下簡稱玻片標本),先用肉眼觀察,以確定止反面(載有標本的面為正面,一般都貼有標籤)和標本的大致位置。再將玻片標本正面朝上放置在載物臺並用彈簧夾夾好,用移動器移動片夾將玻片標本的標本移到載物臺圓孔,聚光鏡的正上方。
④調節焦距:從顯微鏡側面注視物鏡鏡頭,同時轉動粗調手輪,使得載物臺上升到最高(物鏡頭與標本片的距離約5mm處),然後一邊在目鏡上觀察,一邊緩慢轉動粗調手輪,使載物臺緩慢下降至視野中出現清晰的物像。
2)40×高倍鏡的使用
①選擇目標:一定先在低倍鏡下把待觀察部位移動到視野中心,將物像調節清晰。
②轉換高倍鏡物鏡:為防止鏡頭碰撞玻片,可從顯微鏡側面觀察。慢慢地轉動轉換器使高倍鏡頭對準通光孔。
③調節焦距:觀察目鏡同時稍稍調節細調手輪,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:在高倍鏡下確定玻片標本上待觀察部位並移至視野正**。
② 轉換油鏡:轉動轉換器,使高倍鏡頭離開通光孔,在載物臺圓孔上方的玻片標本處滴一滴香柏油。然後從側面注視著鏡頭與玻片,慢慢轉換油鏡使鏡頭浸入油中。
③ 調節光亮:將聚光器升到最高位置,光圈開到最大。
④ 調焦:觀察目鏡同時調節細調手輪,使得物像清晰
若目標不理想或不出現物像需重找,在加油區之外重找應按:低倍→高倍油鏡程式。在加油區內重找應按:低倍→油鏡程式,以免油沾汙高倍鏡頭。
⑤ 擦拭油鏡頭:觀察完畢,先用乾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,最後用乾的擦鏡紙擦乾多餘的二甲苯。
⑥ 玻片標本上的油處理方法同上,只是因為玻片上的油較多,要重複2-3次才能擦乾淨。
4)實驗記錄結果與記錄
①低倍鏡的練習
比較肉眼直接觀察字片與低倍鏡下觀察物像的有什麼區別?左右前後移動玻片與低倍鏡下觀察到的物像有什麼區別?
②高倍鏡的練習
取紅綠羊毛交叉片,先在低倍鏡下找到羊毛,並將紅綠羊毛的交叉點移到視野的中心,再換高倍鏡觀察,能否在交叉點同時看到兩根羊毛(利用細螺旋進行判斷)。
③油鏡的練習
取人血塗片,先用低倍鏡、高倍鏡觀察,再換油鏡觀察。比較三种放大倍數的物鏡的分辨力並練習擦拭油鏡頭和標本片。
三、注意事項
移動顯微鏡時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,更不可用手指觸控透鏡,以免汗液玷汙透鏡。
需要更換標本片時,將物鏡頭轉離載物臺 ,方可取下或放置標本片。
保持顯微鏡的清潔,避免灰塵、水及化學試劑的玷汙。
轉換物鏡鏡頭時,不要搬動物鏡鏡頭,應轉動轉換器。
切勿隨意轉動粗準焦螺旋。使用細準焦螺旋時,用力要輕,轉動要慢,轉不動時不要硬轉。
不得任意拆卸顯微鏡上的零件,嚴禁隨意拆卸物鏡鏡頭,以免損傷轉換器螺口,或螺口鬆動後使低高倍物鏡轉換時不齊焦、破壞光軸重合。
在使用高倍物鏡時,不要用粗準焦螺旋調節焦距,以免移動間隔過大,損傷物鏡和玻片。
保持顯微鏡的乾燥。
顯微鏡使用完畢,必須復原,其具體步驟是:先轉動轉換器使物鏡頭離開通光孔,再取下標本片,下降載物臺,下降聚光器、關閉光圈,玻片移動器回位,將顯微鏡電光源的亮度調到最暗,再關閉電源,蓋上綢布和外罩,最後將顯微鏡放在桌子的**。
2樓:隆基儀器裝置
普通光學顯微鏡的構造主要分為三部分:機械部分、照明部分和光學部分。
一、機械部分 1、鏡座:是顯微鏡的底座,用以支援整個鏡體。 2、鏡柱:
是鏡座上面直立的部分,用以連線鏡座和鏡臂。 3、鏡臂:一端連於鏡柱,一端連於鏡筒,是取放顯微鏡時手握部位。
4、鏡筒:連在鏡臂的前上方,鏡筒上端裝有目鏡,下端裝有物鏡轉換器。 5、物鏡轉換器(旋轉器):
接於稜鏡殼的下方,可自由轉動,盤上有3-4個圓孔,是安裝物鏡部位,轉動轉換器,可以調換不同倍數的物鏡,當聽到碰叩聲時,方可進行觀察,此時物鏡光軸恰好對準通光孔中心,光路接通。 6、鏡臺(載物臺):在鏡筒下方,形狀有方、圓兩種,用以放置玻片標本,**有一通光孔,我們所用的顯微鏡其鏡臺上裝有玻片標本推進器(推片器),推進器左側有彈簧夾,用以夾持玻片標本,鏡臺下有推進器調節輪,可使玻片標本作左右、前後方向的移動。
7、調節器:是裝在鏡柱上的大小兩種螺旋,調節時使鏡臺作上下方向的移動。 (1)粗調節器(粗螺旋):
大螺旋稱粗調節器,移動時可使鏡臺作快速和較大輻度的升降,所以能迅速調節物鏡和標本之間的距離使物象呈現於視野中,通常在使用低倍鏡時,先用粗調節器迅速找到物象。 (2)細調節器(細螺旋):小螺旋稱細調節器,移動時可使鏡臺緩慢地升降,多在運用高倍鏡時使用,從而得到更清晰的物象,並藉以觀察標本的不同層次和不同深度的結構。
二、照明部分 裝在鏡臺下方,包括反光鏡,集光器。 1、反光鏡:裝在鏡座上面,可向任意方向轉動,它有平、凹兩面,其作用是將光源光線反射到聚光器上,再經通光孔照明標本,凹面鏡聚光作用強,適於光線較弱的時候使用,平面鏡聚光作用弱,適於光線較強時使用。
2、集光器(聚光器)位於鏡臺下方的集光器架上,由聚光鏡和光圈組成,其作用是把光線集中到所要觀察的標本上。 (1)聚光鏡:由一片或數片透鏡組成,起匯聚光線的作用,加強對標本的照明,並使光線射入物鏡內,鏡柱旁有一調節螺旋,轉動它可升降聚光器,以調節視野中光亮度的強弱。
(2)光圈(虹彩光圈):在聚光鏡下方,由十幾張金屬薄片組成,其外側伸出一柄,推動它可調節其開孔的大小,以調節光量。 三、光學部分 1、目鏡:
裝在鏡筒的上端,通常備有2-3個,上面刻有5×、10×或15×符號以表示其放大倍數,一般裝的是10×的目鏡。 2、物鏡:裝在鏡筒下端的旋轉器上,一般有3-4個物鏡,其中最短的刻有“10×”符號的為低倍鏡,較長的刻有“40×”符號的為高倍鏡,最長的刻有“100×”符號的為油鏡,此外,在高倍鏡和油鏡上還常加有一圈不同顏色的線,以示區別。
顯微鏡的放大倍數是物鏡的放大倍數與目鏡的放大倍數的乘積,如物鏡為10×,目鏡為10×,其放大倍數就為10×10=100。
使用顯微鏡的步驟和過程,使用顯微鏡的步驟是 , , , , 。
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