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光學顯微鏡原理

放大字體  縮小字體 發布日期:2024-04-09
核心提示: 光學顯微鏡基本原理是一個放大鏡,如下圖,凸透鏡的放大原理圖:物放置在一倍焦距以外兩倍焦距以內,另一側成放大倒立的實
 光學顯微鏡基本原理是一個放大鏡,如下圖,凸透鏡的放大原理圖:

物放置在一倍焦距以外兩倍焦距以內,另一側成放大倒立的實像。為了得到成像質量較高的放大效果,實際的光學顯微鏡是一組物鏡和目鏡的組合。

光學原理圖如下:

 

AB為物體,經物鏡放大,成倒立實像A1B1,在物鏡一倍焦距F2內,經目鏡放大成正立虛像A2B2,D為明視距離25cm,L為鏡筒長度,一般為16cm,如下圖:其中參數160即該物鏡適配長度160mm鏡筒。

 

為什么物鏡長放大倍數大而目鏡越短放大倍數越大?

首先,對成像造成主要影響的兩大因素,成像球面差與色差。

透鏡成像球面差:

如圖,近軸光線A1B1的匯聚點與遠軸光線AB的匯聚點不同而導致的成像差,放大倍數越大這種成像差越大。

透鏡成像色差:

如圖,不同顏色的光折射率不同,導致匯聚點不同,放大倍數越大這種成像差越大。

為了減小成像差,物鏡和目鏡都不是單個透鏡,而是有多個透鏡組成的透鏡組。而組合成的物鏡組和目鏡組都等效于一個透鏡,有顯微鏡成像原理圖可以看出,物鏡成像A1B1在目鏡的焦點附近,略小于目鏡焦距內。

顯微鏡的設計中,為了實現操作的方便與快捷(即在保持物體位置不動的情況下,更換物鏡和目鏡放大倍率,始終能夠得到清晰的像,并且位于視場中間),需要保證物鏡的像面A1B1始終與目鏡的前焦面F2附近,不需要重新調焦,物鏡和目鏡的相對位置滿足齊焦的條件,即在光學鏡筒筒長L不變的前提下,光學筒長Δ隨物鏡焦距F1的不同而不同,但是由物平面到像平面的距離M是確定不變的。選擇不同光學筒長Δ時應保持M值不變。有透鏡成像規律可知,鏡頭放大倍率越高,焦距越短,高倍物鏡成像的工作距離W.D.更短,離樣品更近,所以鏡頭更長。同理,為了保持目鏡焦距與物鏡像面A1B1重合,高倍目鏡鏡頭更短。

編輯:songjiajie2010

 
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