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显微镜的四大光学原理显微镜操作规程

一．折射和折射率光线在均匀的各向同性介质中，两点之间以

直线传播，当通过不同密度介质的透亮物体时，则发生折射现像，

这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透亮物面不垂

直的光线由空气射入透亮物体一．折射和折射率

光线在均匀的各向同性介质中，两点之间以直线传播，当通过

不同密度介质的透亮物体时，则发生折射现像，这是由于光在不同

介质的传播速度不同造成的。当与透亮物面不垂直的光线由空气射

入透亮物体（如玻璃）时，光线在其介面更改了方向，并和法线构

成折射角。

二．透镜的性能

透镜是构成显微镜光学系统的最基本的光学元件，物镜、目镜

及聚光镜等部件均由单个和多个透镜构成。依其外形的不同，可分

为凸透镜（正透镜）和凹透镜（负透镜）两大类。当一束平行于光

轴的光线通过凸透镜后相交于一点，这个点称“焦点”，通过交点

并垂直光轴的平面，称“焦平面”。焦点有两个，在物方空间的焦

点，称“物方焦点”，该处的焦平面，称“物方焦平面”；反之，

在像方空间的焦点，称“像方焦点”，该处的焦平面，称“像方焦

平面”。光线通过凹透镜后，成正立虚像，而凸透镜则成正立实像。

实像可在屏幕上显现出来，而虚像不能。

三．影响成像的关键因素—像差

由于客观条件，任何光学系统都不能生成理论上理想的像，各

种像差的存在影响了成像质量。下面分别简要介绍各种像差。

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1．色差色差是透镜成像的一个严重缺陷，发生在多色光为

光源的情况下，单色光不产生色差。白光由红橙黄绿青蓝紫

七种构成，各种光的波长不同，所以在通过透镜时的折射率也不同，

这样物方一个点，在像方则可能形成一个色斑。光学系统最紧要的

功能就是消色差。

色差一般有位置色差，放大率色差。位置色差使像在任何位置

察看都带有色斑或晕环，使像模糊不清。而放大率色差使像带有彩

色边缘。

2．球差球差是轴上点的单色相差，是由于透镜的球形表面

造成的。球差造成的结果是，一个点成像后，不在是个亮点，而是

一个中心亮边缘渐渐模糊的亮斑，从而影响成像质量。

球差的矫正常利用透镜组合来除去，由于凸、凹透镜的球差是

相反的，可选配不同材料的凸凹透镜胶合起来予以除去。旧型号显

微镜，物镜的球差没有完全矫正，应与相应的补偿目镜搭配，才能

达到矫正效果。一般新型显微镜的球差完全由物镜除去。

3．慧差慧差属轴外点的单色像差。轴外物点以大孔径光束

成像时，发出的光束通过透镜后，不再相交一点，则一光点的像便

会得到一逗点状，型如慧星，故称“慧差”。

4．像散像散也是影响清楚度的轴外点单色像差。当视场很

大时，边缘上的物点离光轴远，光束倾斜大，经透镜后则引起像散。

像散使原来的物点在成像后变成两个分别并且相互垂直的短线，在

理想像平面上综合后，形成一个椭圆形的斑点。像散是通过多而杂

的透镜组合来除去。

5．场曲场曲又称“像场弯曲”。当透镜存在场曲时，整个

光束的交点不与理想像点重合，虽然在每个特定点都能得到清楚的

像点，但整个像平面则是一个曲面。这样在镜检时不能同时看清整

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