光學(xué)顯微鏡知識(shí)科普介紹:
一、概述
光學(xué)顯微鏡是一種利用透鏡或物鏡和目鏡的組合來(lái)放大和觀察微小物體的儀器。它利用光線通過(guò)物體后的折射和反射,使得被觀察的細(xì)小物體能夠被放大到可見(jiàn)的大小,達(dá)到觀察和研究的目的。
二、基本原理
放大原理:光學(xué)顯微鏡利用物鏡和目鏡的組合放大物體的細(xì)節(jié)。物鏡放大物體的細(xì)節(jié),然后目鏡進(jìn)一步放大物鏡中的影像,使得觀察者可以看到更清晰的樣品細(xì)節(jié)。
折射原理:當(dāng)光線從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象。在顯微鏡中,光線從空氣中進(jìn)入玻璃物鏡中,再?gòu)牟A跨R中進(jìn)入空氣或觀察者的眼睛中。通過(guò)適當(dāng)選擇物鏡和目鏡的焦距,可以使光線聚焦在樣品上并Z終進(jìn)入眼睛,形成放大的影像。
分辨原理:顯微鏡的分辨率指的是能夠分辨的兩個(gè)Z近物體之間的Z小距離。分辨力受到光波長(zhǎng)的限制,顯微鏡通常使用可見(jiàn)光,其波長(zhǎng)約為400-700納米。根據(jù)鋪賽-瑞利準(zhǔn)則,分辨力取決于光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑和波長(zhǎng),分辨力越高,能夠看到的細(xì)節(jié)就越清晰。
照明原理:顯微鏡中的樣品通常需要照明才能看到。光源(如白熾燈、LED等)發(fā)出光線,并經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器和濾光器的控制,通過(guò)凸透鏡產(chǎn)生平行光線,在物鏡下方照射樣品。照明光線被樣品反射、折射或透射后,通過(guò)物鏡和目鏡進(jìn)入觀察者視野。
三、主要類型與用途
雙目體視顯微鏡:在生物、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域廣泛用于切片操作和顯微外科手術(shù);在工業(yè)中用于微小零件和集成電路的觀測(cè)、裝配、檢查等工作。
金相顯微鏡:專門用于觀察金屬和礦物等不透明物體金相組織。
紫外熒光顯微鏡:用于生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,觀察經(jīng)過(guò)染色處理并在紫外光照射下發(fā)射可見(jiàn)光的標(biāo)本。
電視顯微鏡和電荷耦合器顯微鏡:可與計(jì)算機(jī)聯(lián)用,實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和信息處理的自動(dòng)化,多應(yīng)用于需要進(jìn)行大量繁瑣檢測(cè)工作的場(chǎng)合。
掃描顯微鏡:適用于高分辨率場(chǎng)合,依靠縮小視場(chǎng)來(lái)保證物鏡達(dá)到Z高的分辨率。
四、操作方法與注意事項(xiàng)
調(diào)節(jié)亮度:使用大光圈、凹面鏡,調(diào)節(jié)反光鏡的角度。
固定樣本:將臨時(shí)裝片在載物臺(tái)上適當(dāng)位置固定好。
對(duì)焦:低倍物鏡對(duì)準(zhǔn)通光孔,先使用粗準(zhǔn)焦螺旋調(diào)節(jié)焦距,再用細(xì)準(zhǔn)焦螺旋進(jìn)一步調(diào)節(jié)。
觀察與記錄:通過(guò)目鏡觀察視野變化,并記錄所見(jiàn)內(nèi)容。
清潔與存儲(chǔ):使用完畢后,清潔各個(gè)部件,并將顯微鏡存放在干凈安全處。
五、發(fā)展歷史
光學(xué)顯微鏡的歷史可以追溯到17世紀(jì),當(dāng)時(shí)人們發(fā)現(xiàn)把兩塊凸透鏡組合起來(lái)能提高放大能力。經(jīng)過(guò)不斷發(fā)展和改進(jìn),現(xiàn)代光學(xué)顯微鏡已經(jīng)能夠放大到1500倍左右,觀察到細(xì)菌的形狀。隨著電子學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,電子顯微鏡和激光掃描顯微鏡等新型顯微鏡也相繼問(wèn)世,為科學(xué)研究提供了更多可能性。