光學顯微鏡的工作原理

天工開物

一、基本光學原理

• 光的折射與透鏡成像
  光學顯微鏡的核心是透鏡系統，主要利用凸透鏡的折射原理。當光線通過凸透鏡時，會發生偏折并匯聚于一點（焦點）。顯微鏡通過組合多個透鏡，實現對光線的多次折射和聚焦，從而放大物體細節。
• 放大倍數的計算
  顯微鏡的總放大倍數是目鏡放大倍數與物鏡放大倍數的乘積。例如，若目鏡放大倍數為10×，物鏡為40×，則總放大倍數為400×。
  
  

二、光學顯微鏡的核心組件及功能

• 照明系統
  • 光源：通常為鹵素燈、LED或汞燈，提供穩定、均勻的光線。
  • 聚光鏡：位于光源下方，將光線聚焦并引導至樣品表面，提高照明效率。
  • 光圈（虹彩光圈）：調節進入物鏡的光量，控制圖像對比度和景深。
  • 濾光片：過濾特定波長的光，用于熒光顯微鏡或增強圖像對比度。
    
• 物鏡系統
  • 物鏡：位于樣品上方，是顯微鏡最關鍵的光學部件。其作用是將樣品細節放大并形成實像。
    • 低倍物鏡（如4×、10×）：視野大，適合快速定位樣品。
    • 高倍物鏡（如40×、100×）：分辨率高，但視野小，需配合油鏡使用（100×油鏡）。
      
  • 數值孔徑（NA）：物鏡的重要參數，表示其收集光線的能力。NA值越大，分辨率越高（如100×油鏡的NA可達1.4）。
    
• 目鏡系統
  • 目鏡：位于顯微鏡頂部，將物鏡形成的實像進一步放大，供人眼觀察。
    • 標準目鏡：放大倍數通常為10×，也可根據需求選擇5×、15×等。
      
  • 眼杯：防止外界光線干擾，提高觀察舒適度。
    
• 調焦系統
  • 粗調旋鈕：快速移動載物臺，使樣品接近物鏡焦點。
  • 細調旋鈕：精細調節焦點，獲得清晰圖像（尤其在高倍鏡下）。
  • 載物臺：放置樣品，可上下、左右移動以調整觀察區域。
    
  
  

輕舟已過

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星星閃爍

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