显微镜的概述解读.ppt

* 分辨率与分辨距离的关系： 它与“分辨距离”成反比。分辨距离越小，显微镜的分辨率越高。如果两物点间的距离小于分辨距离，就会把两点看成一点，也就不能看清它的结构。 显微镜的分辨率是由物镜来决定的。 目镜只起“放大镜”的作用，并不提高显微镜的分辨率。 * 物镜的分辨距离的数学表达式： 在普通中心照明的情况下，物镜的分辨距离由下式决定： d=λ/2N.A. 式中d表示分辨距离，入表示照明光线的波长。 * 用可见光照明的普通显微镜，分 辨距离的极限是多少？ 在可见光中亮度最大而且对人眼最敏感的波长为0.55um； 物镜最大的N.A.为1.4； 代入公式： d=λ/2N.A. 可得：d＝0.55／(2X1.4)≈0.2um。 即利用可见光的普通显微镜，在中心照明的情况下，分辨距离的极限为0.2um。 * 提高物镜的分辨率的方法： 分辨距离公式： d=λ/2N.A. 1）、提高物镜的数值孔径N.A.。 2）、使用波长较短的照明光线。 * 利用紫外线作为光源的分辨距离与可见光的比较： 紫外线的波长比可见光短，约为0.27um，可见光波长为0.55um； 利用紫外线作为光源的紫外显微镜，分辨距离公式： d=λ/2N.A进行计算； 其分辨率高于可见光一倍，分辨距离可达0.1um。但因为眼睛看不见紫外线，只有拍成照片以后再观察。比紫外线的波长更短的还有x射线，γ射线等，但目前没有发现可用的透镜材料。 * * （三）放大率 显微镜的放大率的概念： 指物体经物镜、目镜两次成像后眼睛所能看到像的大小与原物体大小的比值。 即是物镜的单向放大率m和目镜的角放大率α的乘积。 * 显微镜的放大率数学表达式： M=m·α= L/f物×250/f目 式中M表示显微镜的总放大率； L/f物表示物镜的放大率； 250/f目表示目镜的放大率； L表示显微镜的光学筒长； f物表示物镜的焦距； f目表示目镜的焦距； 250(毫米)表示明视距离。 * 为什么显微镜的放大率不能无限的增大？ 1） M=m·α= L/f物×250/f目 从公式可知，物镜和目镜的焦距愈短，光学筒长愈长，总放大率愈大。但焦距太短或镜筒过长，都会造成工作不方便。因此，显微镜的放大率不能无限的增大。 2）显微镜的放大率是受分辨率制约的。如果标本的细节不能分开来，过度的放大，毫无意义。 * 显微镜将标本的细节分辨清的条件： 要看清标本的细节，必须同时满足两个条件： 1）物镜有足够的分辨率，以保证像不互相重叠；（d=λ/2N.A.) 2）显微镜有足够的放大率，以保证像在眼中所张的视角大于1分(小于1分时眼睛看不见)。 这两个条件缺一不可，否则就看不清或看不见像的细节。 * 显微镜最合适的总放大率： 显微镜最合适的总放大率(称为有效放大率，用M有效表示)是在物镜数值孔径的500～1000倍之间。 即500N.A.≤M有效≤1000N.A. 在有效放大率范围内，眼睛可以长时间观察而不易疲劳。如果总放大率低于500N.A.，观察起来很吃力。反之，如果高于1000N.A.，则会使像质变坏，甚至造成不真实的像。 * 标本的细节首先必须由物镜分辨开来，然后再把它放大到适合眼睛观察的程度就可以了。 实验证明：对眼睛来说视角放大到2分~4分之间最合适。眼睛可以长时间观察而不易疲劳。 视角是指眼睛里水晶体中心至被观察的物象两端点的连线之间的夹角，如图所示。 视角 A B AB放大后的物象 * 现将视角θ为2分（=0.00058弧度）时的情况如下：设显微镜的总放大率M，则放大后两细节间的距离为Md，而且成象在明视距离250mm处，如图所示。 250mm Θ=2分 Md θ 假定两细节间的距离为d，把视角放大到2分与4分之间时,显微镜的最合适的总有效放大率为多少？ * 则有：tanθ≈ θ=Md/250 (因θ很小时， tanθ≈ θ） 或：0.00058=Md/250 将公式 d=λ/2N.A.代入上式，并取 λ=0.55um=0.55x10-3mm，整理后可得： M=527N.A. ≈500N.A. 用同样的方法可以计算：当视角为4分时 M ≈1000N.A. θ Md 250mm * （四）视野（视场） 视野的概念