西安電子科技大學 物理光學與應用光學 ppt 38

§10.3顯微鏡結構及其原理一、基本結構二、光束限制三、分辨本領四、放大本領

1、視角放大率

2、有效視角放大率

3、顯微鏡成像特點五、聚光本領

1、光度學基本概念

2、像面照度公式六、顯微鏡的物鏡

一、基本結構－顯微鏡

1、結構y-y1′-y′FoF物鏡FeFe′目鏡D眼睛xa

機械筒長：從顯微鏡的鏡筒中抽出目鏡和物鏡，留下的鏡筒的長度，其值一般為160~190mm。我國為160mm。

目鏡的工作距離：目鏡的物方焦平面到目鏡的第一個幾何面的距離。鏡目距：自目鏡最后一個折射面到出瞳的距離。2、幾個概念

光學筒長：目鏡和物鏡之間的光學間隔D。

二、光束限制－顯微鏡

孔徑光闌：因物鏡而異。

單組低倍物鏡，其鏡框即為孔徑光闌；

多組透鏡構成的復雜物鏡，或者以最后一組透鏡框作為孔徑光闌，或者在物鏡的像方焦平面上或附近設置專門的孔徑光闌。

視場光闌：通常設置在物鏡的像平面上。入窗和入瞳重合，可以保證消除漸暈。

視場光闌的大小等于物面的視場可見范圍與物鏡的垂軸放大率的乘積。

三、分辨本領－顯微鏡1、分辨率q0s'U′s'出瞳D′A′d顯微鏡剛好能夠分辨的物平面上兩點的最小距離。2、表示N.A.(Numericaperture)稱為數(shù)值孔徑。

不發(fā)光物體被別的光源照明:

斜照明:

1、視角放大率－顯微鏡放大本領眼睛xay-y1′-y′FoFo′物鏡FeFe′目鏡D-x2′-w’wy25cmx1′

2、有效視角放大率－顯微鏡放大本領使用顯微鏡要求:

(1)、顯微鏡光學系統(tǒng)的性能得到充分的利用;(2)、沒有贗像;視角放大率的要求:

線度正好等于顯微鏡分辨極限的物體放大后對眼睛的視角為2′~4′

物鏡有四種，即－4×、－10×、－40×和－100×目鏡有三種，即5×，10×和15×

3、顯微鏡成像特點－顯微鏡放大本領眼睛xay-y1′-y′FoFo′物鏡FeFe′目鏡D-x2′

(4)物鏡成實像，可以在物鏡的實物面上設置分劃板，可以對物的線度進行測量；

(5)通過目鏡的離焦，可以將微小物體二次成放大的實像進行顯示或記錄。(1)有高的放大率；

(2)眼睛和像的位置適度，適于使用；

(3)通過調(diào)換物鏡和目鏡可以改變顯微鏡的視角分辨率，擴展顯微鏡的使用范圍；

六、顯微鏡的物鏡－顯微鏡物鏡參數(shù):

顯微物鏡中通常給出四個參數(shù)，即bo/NA，及機械筒長/允許蓋

波片最大厚度。消色差物鏡的結構:(校正了軸上物點的色差和球差

)低倍物鏡(3×~6×)中倍物鏡(6×~10×)里斯特(Leister)浸沒物鏡(90×~100×)高倍物鏡(40×+)阿米西(Amiei)

1、光度學基本概念－顯微鏡聚光本領(1)光源的輻射通量(P)：單位時間的輻射能量。(2)光源的光通量(P)：單位時間的視覺輻射能量。(3)光源的光輻出度(M):單位面積在半空間的光通量。(4)光源的發(fā)光強度(I)：單位立體角的光通量。(5)光源的光亮度(L)：單位面積單位立體角的光通量。(6)物面的照度(H)：單位面積接受到的光通量。(7)輻射亮度定理：光學系統(tǒng)各面上亮度滿足L/n2=const.(8)擴展源的照度：djL物面

2、像面照度公式－顯微鏡聚光本領

設顯微光學系統(tǒng)的基本亮度為L0，則像面的照度為出瞳d-U′Image

例題－顯微鏡

例題1、用兩個焦距都是50mm的正透鏡組成一個10倍的顯微鏡，問物鏡的倍率、目鏡的倍率以及物鏡和目鏡之間的間隔各為多少?

例題－顯微鏡

例題2、一顯微鏡的光學筒長為150mm,如果物鏡的焦距為20mm，目鏡的視放大率為12.5×,求：

(1)總的視放大率；

(2)系統(tǒng)的焦距；

(3)如果物鏡的數(shù)值孔徑為0.1，問該視放大率是否在適用范圍內(nèi)?(4)物體到物鏡之間的距離。

例題－顯微鏡例題3、一臺顯微鏡有4個物鏡，其垂軸放大率b分別為-1×、-2.5×、-3×和-5×，以適