必修一顯微鏡的結(jié)構(gòu)和使用方法

顯微鏡的結(jié)構(gòu)和使用方法普通光學顯微鏡簡介顯微鏡可分為電子顯微鏡和光學顯微鏡兩大類。光學顯微鏡包括：明視野顯微鏡、暗視野顯微鏡、相差顯微鏡、偏光顯微鏡、熒光顯微鏡、立體顯微鏡等。其中明視野顯微鏡為最常用普通光學顯微鏡，其它顯微鏡都是在此基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，基本結(jié)構(gòu)相同，只是在某些部分作了一些改變。明視野顯微鏡簡稱顯微鏡。一、顯微鏡的構(gòu)造普通光學顯微鏡的構(gòu)造可以分為機械和光學系統(tǒng)兩大部分。直筒式光學顯微鏡直筒式光學顯微鏡斜筒式光學顯微鏡(斜筒式光學顯微鏡)1.物鏡轉(zhuǎn)換器2.接物鏡3.游標卡尺4.載物臺5.聚光器6.彩虹光闌7.光源8.鏡座9.電源開關(guān)10.光源滑動變阻器11.粗調(diào)螺旋12.微調(diào)螺旋13.鏡臂14.鏡筒15.目鏡16.標本移動螺旋1、機械系統(tǒng)（1）鏡座：是顯微鏡的底座，用以支持整個鏡體。（2）鏡柱：是鏡座上面直立的部分，用以連接鏡座和鏡臂。（3）鏡臂：一端連于鏡柱，一端連于鏡筒，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(zhuǎn)換器。（5）物鏡轉(zhuǎn)換器(旋轉(zhuǎn)器)簡稱“旋轉(zhuǎn)器”：接于棱鏡殼的下方，可自由轉(zhuǎn)動，盤上有3－4個圓孔，是安裝物鏡部位，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器，可以調(diào)換不同倍數(shù)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。轉(zhuǎn)換物鏡后，不允許使用粗調(diào)節(jié)器，只能用細調(diào)節(jié)器，使像清晰。（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，中央有一通光孔，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(cè)有彈簧夾，用以夾持玻片標本，鏡臺下有推進器調(diào)節(jié)輪，可使玻片標本作左右、前后方向的移動。（7）調(diào)節(jié)器：是裝在鏡柱上的大小兩種螺旋，調(diào)節(jié)時使鏡臺作上下方向的移動。①粗調(diào)節(jié)器(粗準焦螺旋)：大螺旋稱粗調(diào)節(jié)器，移動時可使鏡臺作快速和較大幅度的升降，所以能迅速調(diào)節(jié)物鏡和標本之間的距離使物像呈現(xiàn)于視野中，通常在使用低倍鏡時，先用粗調(diào)節(jié)器迅速找到物像。②細調(diào)節(jié)器(細準焦螺旋)：小螺旋稱細調(diào)節(jié)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像，并借以觀察標本的不同層次和不同深度的結(jié)構(gòu)。2、光學系統(tǒng)顯微鏡的光學系統(tǒng)主要包括物鏡、目鏡、反光鏡和聚光器四個部件。（一）物鏡：物鏡是決定顯微鏡性能的最重要部件，安裝在物鏡轉(zhuǎn)換器上，接近被觀察的物體，故叫做物鏡或接物鏡。1．物鏡的分類①物鏡根據(jù)使用條件的不同可分為干燥物鏡和浸液物鏡；其中浸液物鏡又可分為水浸物鏡和油浸物鏡（常用放大倍數(shù)為90—100倍）。②根據(jù)放大倍數(shù)的不同可分為低倍物鏡（10倍以下）、中倍物鏡（20倍左右）高倍物鏡（40—65倍）。2、物鏡的主要參數(shù)：放大倍數(shù)、數(shù)值孔徑和工作距離。①、放大倍數(shù)是指眼睛看到像的大小與對應標本大小的比值。它指的是長度的比值而不是面積的比值。例：放大倍數(shù)為100×，指的是長度是1μm的標本，放大后像的長度是100μm，要是以面積計算，則放大了10,000倍。物鏡的長度越長，放大倍數(shù)越大，反之亦然。②、數(shù)值孔徑也叫鏡口率，簡寫NA或A，是物鏡和聚光器的主要參數(shù)，與顯微鏡的分辨力成正比。干燥物鏡的數(shù)值孔徑為0.05-0.95，油浸物鏡（香柏油）的數(shù)值孔徑為1.25。③、工作距離是指當所觀察的標本最清楚時物鏡的前端透鏡下面到標本的蓋玻片上面的距離。物鏡的工作距離與物鏡的焦距有關(guān)，物鏡的焦距越長，放大倍數(shù)越低，其工作距離越長。例：10倍物鏡上標有10/0.25和160/0.17，其中10為物鏡的放大倍數(shù)；0.25為數(shù)值孔徑；160為鏡筒長度（單位mm）；0.17為蓋玻片的標準厚度（單位mm）。10倍物鏡有效工作距離為6.5mm，40倍物鏡有效工作距離為0.48mm。（二）目鏡：因為它靠近觀察者的眼睛，因此也叫接目鏡。安裝在鏡筒的上端。1．目鏡的結(jié)構(gòu)通常目鏡由上下兩組透鏡組成，上面的透鏡叫做接目透鏡，下面的透鏡叫做會聚透鏡或場鏡。上下透鏡之間或場鏡下面裝有一個光闌（它的大小決定了視場的大小），因為標本正好在光闌面上成像，可在這個光闌上粘一小段毛發(fā)作為指針，用來指示某個特點的目標。也可在其上面放置目鏡測微尺，用來測量所觀察標本的大小。目鏡的長度越短，放大倍數(shù)越大，反之亦然。2．目鏡的作用是將已被物鏡放大的，分辨清晰的實像進一步放大，達到人眼能容易分辨清楚的程度。常用目鏡的放大倍數(shù)為5—16倍。3．目鏡與物鏡的關(guān)系物鏡已經(jīng)分辨清楚的細微結(jié)構(gòu)，假如沒有經(jīng)過目鏡的再放大，達不到人眼所能分辨的大小，那就看不清楚；但物鏡所不能分辨的細微結(jié)構(gòu)，雖然經(jīng)過高倍目鏡的再放大，也還是看不清楚，所以目鏡只能起放大作用，不會提高顯微鏡的分辨率。有時雖然物鏡能分辨開兩個靠得很近的物點，但由于這兩個物點的像的距離小于眼睛的分辨距離，還是無法看清。所以，目鏡和物鏡即相互聯(lián)系，又彼此制約。（三）聚光器聚光器也叫集光器。位于標本下方的聚光器支架上。它主要由聚光鏡和可變光闌組成。其中，聚光鏡可分為明視場聚光鏡（普通顯微鏡配置）和暗視場聚光鏡。（四）反光鏡反光鏡是一個可以隨意轉(zhuǎn)動的雙面鏡，直徑為50mm，一面為平面，一面為凹面，其作用是將從任何方向射來的光線經(jīng)通光孔反射上來。平面鏡反射光線的能力較弱，是在光線較強時使用，凹面鏡反射光線的能力較強，是在光線較弱時使用。反光鏡通常一面是平面鏡，另一面是凹面鏡，裝在聚光器下面，可以在水平與垂直兩個方向上任意旋轉(zhuǎn)。反光鏡的作用是使由光源發(fā)出的光線或天然光射向聚光器。當用聚光器時一般用平面鏡，不用時用凹面鏡；當光線強時用平面鏡，弱時用凹面鏡。觀察完畢后，應將反光鏡垂直放置。二、顯微鏡的性能物鏡的作用是將標本作第一次放大，它是決定顯微鏡性能的最重要的部件——分辨力的高低。分辨力也叫分辨率或分辨本領(lǐng)。分辨力的大小是用分辨距離（所能分辨開的兩個物點間的最小距離）的數(shù)值來表示的。在明視距離（25cm）之處，正常人眼所能看清相距0.073mm的兩個物點，這個0.073mm的數(shù)值，即為正常人眼的分辨距離。顯微鏡的分辨距離越小，即表示它的分辨力越高，也就是表示它的性能越好。顯微鏡的分辨力的大小由物鏡的分辨力來決定的，而物鏡的分辨力又是由它的數(shù)值孔徑和照明光線的波長決定的。當用普通的中央照明法（使光線均勻地透過標本的明視照明法）時，顯微鏡的分辨距離為d=0.61λ/NA式中d——物鏡的分辨距離，單位nm。λ——照明光線波長，單位nm。NA——物鏡的數(shù)值孔徑。例如：油浸物鏡的數(shù)值孔徑為1.25，可見光波長范圍為400—700nm，取其平均波長550nm，則d=270nm，約等于照明光線波長一半。一般地，用可見光照明的顯微鏡分辨力的極限是0.2μm。三、顯微鏡的成像原理顯微鏡的放大作用是由物鏡和目鏡共同完成，標本經(jīng)物鏡放大后，在目鏡的焦平面上形成一個倒立實像，再經(jīng)目鏡進一步放大形成一個虛像，被人眼所觀察到，如右圖所示：四、顯微鏡的使用方法1、低倍鏡的使用方法（1）取鏡和放置：顯微鏡平時存放在柜或箱中，用時從柜中取出，右手緊握鏡臂，左一手托住鏡座,將顯微鏡放在自己左肩前方的實驗臺上，鏡座后端距桌邊5--7厘米為宜，便于操作。（2）對光：用拇指和中指移動旋轉(zhuǎn)器(切忌手持物鏡移動)，使低倍鏡對準載物臺的通光孔(當轉(zhuǎn)動聽到碰叩聲時，說明物鏡光軸已對準鏡筒中心)。調(diào)節(jié)為較大光圈并將反光鏡轉(zhuǎn)向光源，左眼在目鏡上觀察(右眼睜開),同時調(diào)節(jié)反光鏡偏轉(zhuǎn)角度，直到視野內(nèi)出現(xiàn)明亮光斑為止。（3）放置玻片標本：取一玻片標本放在載物臺上，一定使有蓋玻片的一面朝上，切不可放反，用壓片夾夾住，然后移動玻片，將所要觀察的部位調(diào)到視野范圍內(nèi)。（4）調(diào)節(jié)焦距：以左手按順時針方向轉(zhuǎn)動粗準焦螺旋，使鏡筒緩慢地下降至物鏡距標本片約5毫米處，應注意在下降鏡筒時，切勿在目鏡上觀察。一定要從右側(cè)看著鏡筒下降，以免下降過多，造成鏡頭或標本片的損壞。然后，兩眼同時睜開，用左眼在目鏡上觀察，左手逆時針方向緩慢轉(zhuǎn)動粗準焦螺旋，使鏡筒緩慢上升，直到視野中出現(xiàn)清晰的物像為止。注意：如果物像不在視野中心，可移動玻片，將所要觀察的部位調(diào)到視野范圍內(nèi)。(注意移動玻片的方向與視野物象移動的方向是相反的)。如果視野內(nèi)的亮度不合適，可通過調(diào)整光圈的大小來調(diào)節(jié)，如果在調(diào)節(jié)焦距時，鏡臺下降已超過工作距離(>5.40mm)而未見到物像，說明此次操作失敗，則應重新操作，切不可心急而盲目地上升鏡臺。2、高倍鏡的使用方法（1）選好目標：一定要先在低倍鏡下把需進一步觀察的部位調(diào)到視野中心，同時把物像調(diào)節(jié)到最清晰的程度，才能進行高倍鏡的觀察。（2）轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器，調(diào)換上高倍鏡頭：轉(zhuǎn)換高倍鏡時轉(zhuǎn)動速度要慢，并從側(cè)面進行觀察(防止高倍鏡頭碰撞玻片)，如高倍鏡頭碰到玻片，說明低倍鏡的焦距沒有調(diào)好，應重新操作。（3）調(diào)節(jié)焦距：轉(zhuǎn)換好高倍鏡后，用左眼在目鏡上觀察，此時一般能見到一個不太清楚的物象，可將細調(diào)節(jié)器的螺旋逆時針移動約0.5－1圈，即可獲得清晰的物像(切勿用粗調(diào)節(jié)器!)如果視野的亮度不合適，可用集光器（反光鏡）和光圈加以調(diào)節(jié)，如果需要更換玻片標本時，必須順時針(切勿轉(zhuǎn)錯方向)轉(zhuǎn)動粗調(diào)節(jié)器使鏡臺下降，方可取下玻片標本。五、顯微鏡使用的注意事項1、持鏡時必須是右手握臂、左手托座的姿勢，不可單手提取，以免零件脫落或碰撞到其它地方。2、輕拿輕放，不可把顯微鏡放置在實驗臺的邊緣，以免碰翻落地。3、保持顯微鏡的清潔，光學和照明部分只能用擦鏡紙擦拭，切忌口吹手抹或用布擦，機械部分用布擦拭。4、水滴、酒精或其它藥品切勿接觸鏡頭和鏡臺，如果沾污應立即用擦鏡紙擦凈。5、放置玻片標本時要對準通光孔中央，且不能反放玻片，防止壓壞玻片或碰壞物鏡。6、要養(yǎng)成兩眼同時睜開觀察的習慣，以左眼觀察視野，右眼用以繪圖。7、不要隨意取下目鏡，以防止塵土落入物鏡，也不要任意拆卸各種零件，以防損壞。8、使用完畢后，必須復原才能放回鏡箱內(nèi)，其步驟是：取下標本片，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)器使鏡頭離開通光孔，下降鏡臺，平放反光鏡，下降集光器(但不要接觸反光鏡)、關(guān)閉光圈，推片器回位，蓋上綢布和外罩，放回實驗臺柜內(nèi)。最后填寫使用登記表。(注：反光鏡通常應垂直放，但有時因集光器沒提至應有高度，鏡臺下降時會碰壞光圈，所以這里改為平放)六、顯微鏡使用的若干問題1、顯微鏡在目鏡中觀察成倒立虛像【例析】（1）、若在載玻片上用鋼筆寫一個“上”字，那么在顯微鏡目鏡中觀察到的是怎樣一個字？（2）、若在顯微鏡下發(fā)現(xiàn)黑藻細胞的細胞質(zhì)流動方向是順時針方向，則細胞質(zhì)流動的實際方向如何？2、顯微鏡的放大倍數(shù)：顯微鏡放大倍數(shù)＝目鏡放大倍數(shù)×物鏡放大倍數(shù)（1）放大倍數(shù)越大，視野中細胞的數(shù)量越少，觀察到的范圍越小，視野越暗（2）放大倍數(shù)越小，視野中細胞的數(shù)量越多，觀察到的范圍越大，視野越亮（3）放大倍數(shù)的實質(zhì)：放大的是觀察對象的長度或者寬度，不是面積例：放大倍數(shù)為100×，指的是長度是1μm的標本，放大后像的長度是100μm，要是以面積計算，則放大了10,000倍?！纠觥浚?）在放大40倍的顯微鏡視野中看到一行（或一列）4個細胞，則放大倍數(shù)為160倍時，視野中還能看到幾個細胞？（2）在放大40倍的顯微鏡視野中看到一塊正方形組織共16個細胞，則放大倍數(shù)為160倍時，視野中還能看到幾個細胞？3、物和像的移動物和像的移動方向是相反的（視野中像往左移動，物體實際上往右移動），若要移動玻片使像移動時，最好在低倍鏡下先完成?！纠觥浚?）在低倍鏡下觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂時，視野右上方發(fā)現(xiàn)一個分裂中期細胞，為了在高倍鏡下對細胞中染色體進行計數(shù)，則應把細胞移至視野中央，請問該如何移動玻片？4、光學構(gòu)件上的異物或污點判斷判定過程：①異物消失（或隨之移動）→異物在目鏡上發(fā)現(xiàn)異物→換目鏡（或轉(zhuǎn)目鏡）②異物不消失①異物消失→異物在目鏡上（或不隨之移動）→換物鏡②異物不消失→移動玻片↓異物在玻片上←異物移動（注意：反光