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顯微鏡的重要光學(xué)技術(shù)參數

發(fā)布人：www.shpuda.com發(fā)布時(shí)間：2014/8/20

顯微鏡的光學(xué)技術(shù)參數包括：數值孔徑、分辨率、放大率、焦深、視場(chǎng)寬度、覆蓋差、工作距離等等。這些參數并不都是越高越好，它們之間是相互聯(lián)系又相互制約的，在使用時(shí)，應根據鏡檢的目的和實(shí)際情況來(lái)協(xié)調參數間的關(guān)系，但應以保證分辨率為準。
一． 數值孔徑
數值孔徑簡(jiǎn)寫(xiě)NA，數值孔徑是物鏡和聚光鏡的主要技術(shù)參數，是判斷兩者（尤其對物鏡而言）性能高低的重要標志。其數值的大小，分別標科在物鏡和聚光鏡的外殼上。
數值孔徑（NA）是物鏡前透鏡與被檢物體之間介質(zhì)的折射率（h）和孔徑角（u）半數的正玄之乘積。用公式表示如下：
NA=hsinu/2
孔徑角又稱(chēng)“鏡口角”，是物鏡光軸上的物體點(diǎn)與物鏡前透鏡的有效直徑所形成的角度?？讖浇窃酱?，進(jìn)入物鏡的光通亮就越大，它與物鏡的有效直徑成正比，與焦點(diǎn)的距離成反比。
顯微鏡觀(guān)察時(shí)，若想增大NA值，孔徑角是無(wú)法增大的，唯一的辦法是增大介質(zhì)的折射率h值?；谶@一原理，就產(chǎn)生了水浸系物鏡和油浸物鏡，因介質(zhì)的折射率h值大于一，NA值就能大于一。
數值孔徑最大值為1.4，這個(gè)數值在理論上和技術(shù)上都達到了極限。目前，有用折射率高的溴萘作介質(zhì)，溴萘的折射率為1.66,所以NA值可大于1.4。
這里必須指出，為了充分發(fā)揮物鏡數值孔徑的作用，在觀(guān)察時(shí)，聚光鏡的NA值應等于或略大于物鏡的NA值，
數值孔徑與其他技術(shù)參數有著(zhù)密切的關(guān)系，它幾乎決定和影響著(zhù)其他各項技術(shù)參數。它與分辨率成正比，與放大率成正比，與焦深成反比，NA值增大，視場(chǎng)寬度與工作距離都會(huì )相應地變小。
二． 分辨率
分辨率又稱(chēng)“鑒別率”，“解像力”。是衡量顯微鏡性能的又一個(gè)重要技術(shù)參數。
顯微鏡的分辨率用公式表示為：d=l/NA
式中d為最小分辨距離；l為光線(xiàn)的波長(cháng)；NA為物鏡的數值孔徑?？梢?jiàn)物鏡的分辨率是由物鏡的NA值與照明光源的波長(cháng)兩個(gè)因素決定。NA值越大，照明光線(xiàn)波長(cháng)越短，則d值越小，分辨率就越高。
要提高分辨率，即減小d值，可采取以下措施
1．降低波長(cháng)l值，使用短波長(cháng)光源。
2．曾大介質(zhì)h值和提高NA值（NA=hsinu/2）。
3．增大孔徑角。
4．增加明暗反差。
三． 放大率
放大率就是放大倍數，是指被檢驗物體經(jīng)物鏡放大再經(jīng)目鏡放大后，人眼所看到的最終圖象的大小對原物體大小的比值，是物鏡和目鏡放大倍數的乘積。
放大率也是顯微鏡的重要參數，但也不能盲目相信放大率越高越好，在選擇時(shí)應首先考慮物鏡的數值孔徑。
四．焦深
焦深為焦點(diǎn)深度的簡(jiǎn)稱(chēng)，即在使用顯微鏡時(shí)，當焦點(diǎn)對準某一物體時(shí)，不僅位于該點(diǎn)平面上的各點(diǎn)都可以看清楚，而且在此平面的上下一定厚度內，也能看得清楚，這個(gè)清楚部分的厚度就是焦深。焦深大,
可以看到被檢物體的全層，而焦深小，則只能看到被檢物體的一薄層，焦深與其他技術(shù)參數有以下關(guān)系：
1．焦深與總放大倍數及物鏡的數值孔鏡成反比。
2．焦深大，分辨率降低。
由于低倍物鏡的景深較大，所以在低倍物鏡照相時(shí)造成困難。在顯微照相時(shí)將詳細介紹。
五． 視場(chǎng)直徑（Field of view）
觀(guān)察顯微鏡時(shí)，所看到的明亮的原形范圍叫視場(chǎng)，它的大小，是由目鏡里的視場(chǎng)光闌決定的。
視場(chǎng)直徑也稱(chēng)視場(chǎng)寬度，是指在顯微鏡下看到的圓形視場(chǎng)內所能容納被檢物體的實(shí)際范圍。視場(chǎng)直徑愈大，愈便于觀(guān)察。
由公式可看出：
1．視場(chǎng)直徑與視場(chǎng)數成正比。
2．增大物鏡的倍數，則視場(chǎng)直徑減小。因此，若在低倍鏡下可以看到被檢物體的全貌，而換成高倍物鏡，就只能看到被檢物體的很小一部份。
六． 覆蓋差
顯微鏡的光學(xué)系統也包括蓋玻片在內。由于蓋玻片的厚度不標準，光線(xiàn)從蓋玻片進(jìn)入空氣產(chǎn)生折射后的光路發(fā)生了改變，從而產(chǎn)生了相差，這就是覆蓋差。覆蓋差的產(chǎn)生影響了顯微鏡的成響質(zhì)量。
國際上規定，蓋玻片的標準厚度為0.17mm,
許可范圍在0.16—0.18mm.,在物鏡的制造上已將此厚度范圍的相差計算在內。物鏡外殼上標科的確0.17,即表明該物鏡要求蓋玻片的厚度。
七． 工作距離
工作距離也叫物距，即指物鏡前透鏡的表面到被檢物體之間的距離。鏡檢時(shí)，被檢物體應處在物鏡的一倍至二倍焦距之間。因此，它與焦距是兩個(gè)概念，平時(shí)習慣所說(shuō)的調焦，實(shí)際上是調節工作距離。
在物鏡數值孔徑一定的情況下，工作距離短孔徑角則大。
數值孔徑大的高倍物鏡，其工作距離小。

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