显微镜基础知识课件.ppt
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- 显微镜 基础知识 课件
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1、微观世界的奥秘微观世界的奥秘 (生命科学类)(生命科学类)多姿多彩的显微图片多姿多彩的显微图片(材料科学类)(材料科学类)基础知识基础知识 1.当当u2f时,凸透镜成倒立、缩时,凸透镜成倒立、缩小的实像小的实像 2.当当u=2f时,凸透镜成倒立等大时,凸透镜成倒立等大的实象的实象 3.当当fu2f时,凸透镜成倒立、时,凸透镜成倒立、放大的实像放大的实像 4.当当u=f时,凸透镜不成像时,凸透镜不成像 5.当当u2f异侧(实)异侧(实)同侧(虚)同侧(虚)正立正立放大放大物镜目镜A”B”显微镜为复式放大结构显微镜为复式放大结构、当、当fu2f时,在凸透镜像方一时,在凸透镜像方一侧成倒立、放大的实
2、像(物镜放大)侧成倒立、放大的实像(物镜放大)、当、当uf时,通过在凸透镜像方时,通过在凸透镜像方一侧可观察到在物方一侧有正立一侧可观察到在物方一侧有正立放大的虚像(目镜放大)放大的虚像(目镜放大)AABB基础知识基础知识基础知识基础知识枕形畸变桶形畸变TOP值值: 干系物镜干系物镜(0.95),水浸物镜水浸物镜(1.2),油浸物镜油浸物镜(1.4),特制物镜特制物镜(1.6)数值孔径与显微镜其他参数的关系数值孔径与显微镜其他参数的关系基础知识基础知识Resolution (r) = 0.61/ NA ( =光源波长,一般选光源波长,一般选550nm)基础知识基础知识1.降低光源波长降低光源波
3、长2.2.增大介质系数或提增大介质系数或提 高物镜高物镜NANA值值3.3.增大物镜的口径增大物镜的口径4.4.增加明暗反差增加明暗反差Resolution (r) = 0.61/ NA ( =光源波长,一般选光源波长,一般选550nm)通过目镜通过目镜 总放大倍率总放大倍率= =物镜倍率物镜倍率 X X 目镜倍率目镜倍率 (如有中间变倍,再乘中间倍率)(如有中间变倍,再乘中间倍率)照相时照相时 总放大倍率总放大倍率= =物镜倍率物镜倍率 X X 照相目镜倍率照相目镜倍率接视频时接视频时 总放大倍率总放大倍率= =物镜倍率物镜倍率 X X 接口倍率接口倍率 X X 视频放大倍数视频放大倍数 视
4、频放大倍数视频放大倍数 = = 显示屏幕对角线尺寸显示屏幕对角线尺寸/CCD/CCD靶面尺寸靶面尺寸基础知识基础知识物镜物镜倍率倍率W.D(mm)分辨率分辨率um盖玻片盖玻片主要应用主要应用SLMPL20X21.00.580夹具内部件夹具内部件等凹品等凹品SLMPL50X15.00.750夹具内部件夹具内部件等凹品等凹品LCPLAPO20X8.80.840/0.7/1.1玻璃基片玻璃基片LCPLAPO50X3.10.560/0.7/1.1玻璃基片玻璃基片LCPLFL-LCD100X0.95/1.1/1.1431.2/.07/0.60.6-1.2LCDLMPLFL50X10.60.670封装封装
5、ICLMPLFL100X3.40.420封装封装ICLMPLFL20X12.00.670封装封装ICLMPLAPO150X1.00.370ICLMPLAPO250X0.800.370ICMobFN视场直径视场直径视场数视场数/ /物镜放大倍数物镜放大倍数 ( (mm) )基础知识基础知识基础知识基础知识基础知识基础知识 万能无限远光学系统(万能无限远光学系统(UIS) 2.2.可任意叠加中间附可任意叠加中间附件而不受倍率及像件而不受倍率及像差的影响差的影响( (平行光平行光) ) 3. 3.更高的通光率更高的通光率, ,分分辨率及反差辨率及反差. . 1.1.物镜完全克服像差物镜完全克服像差,
6、 ,任意光路出口都是完整消色差后的光任意光路出口都是完整消色差后的光学影象学影象显微镜的光学部件显微镜的光学部件基础知识基础知识 (二次放大,不改变分辨率(二次放大,不改变分辨率, ,配合物镜决定目视观察时配合物镜决定目视观察时视场的大小和眼点的高低视场的大小和眼点的高低, ,也就是观察时舒适性)也就是观察时舒适性)(照相目镜,中间变倍系统、接口等(照相目镜,中间变倍系统、接口等, ,与光电转换部与光电转换部件的靶面尺寸一起决定了数码采集的视场和倍率)件的靶面尺寸一起决定了数码采集的视场和倍率)照明器和聚光镜照明器和聚光镜 ( (提供观察的光源提供观察的光源, ,不同档次的显微镜和不同的观察不
7、同档次的显微镜和不同的观察方式有所不同方式有所不同) ) 基础知识基础知识基础知识基础知识基础知识基础知识基础知识基础知识基础知识基础知识二次放大,不改变分辨率二次放大,不改变分辨率, ,配合物镜决定目视观察时视场配合物镜决定目视观察时视场的大小和眼点的高低的大小和眼点的高低, ,也就是观察时舒适性。也就是观察时舒适性。基础知识基础知识眼点的高低和视场的大小决眼点的高低和视场的大小决定了观察的舒适程度定了观察的舒适程度长度长度/单位含量单位含量/晶粒度测量晶粒度测量常用常用CCDCCD的靶面尺寸的靶面尺寸: :1/3 CCD 1/3 CCD 靶面对角线尺寸靶面对角线尺寸 = 6 MM= 6 M
8、M1/2 CCD 1/2 CCD 靶面对角线尺寸靶面对角线尺寸 = 8 MM= 8 MM1/1.8 CCD 1/1.8 CCD 靶面对角线尺寸靶面对角线尺寸 = 10.4 MM= 10.4 MM2/3 CCD 2/3 CCD 靶面对角线尺寸靶面对角线尺寸 = 11MM= 11MM 常用接口的倍率常用接口的倍率: :U-TV1XC U-TV1XC 光学倍率光学倍率 = 1 = 1 倍倍U-TV0.5XC U-TV0.5XC 光学倍率光学倍率 = 0.5 = 0.5 倍倍U-TV0.35XC U-TV0.35XC 光学倍率光学倍率 = 0.35 = 0.35 倍倍U-TV0.25XC U-TV0.
9、25XC 光学倍率光学倍率 = 0.25 = 0.25 倍倍OLYMPUSOLYMPUS显微镜常用的光学视场数显微镜常用的光学视场数: :普通视场数普通视场数(CK40M/PME3) = 18/20(MM)(CK40M/PME3) = 18/20(MM)宽视场数宽视场数(BX/GX51) = 22(MM)(BX/GX51) = 22(MM)超宽视场数超宽视场数(AX70/BX61/GX71)= 26.5(MM)(AX70/BX61/GX71)= 26.5(MM) 显微镜的光路显微镜的光路显微镜的照明器显微镜的照明器灯箱灯箱灯泡灯泡早期的显微镜工作者利用油灯早期的显微镜工作者利用油灯和自然界的太
10、阳光作为他们早和自然界的太阳光作为他们早期显微镜的外部照明光源。他期显微镜的外部照明光源。他们常常利用非常巧妙的方法收们常常利用非常巧妙的方法收集光线,例如用白色的木板来集光线,例如用白色的木板来反射、利用多云的天气使阳光反射、利用多云的天气使阳光散射。但是这些方法缺乏可靠散射。但是这些方法缺乏可靠性,时常其照明的数值孔径大性,时常其照明的数值孔径大于物镜的数值孔径,使图像成于物镜的数值孔径,使图像成生眩光。生眩光。现代的显微镜一般都配有控制度很高的集成式光现代的显微镜一般都配有控制度很高的集成式光源。目前,显微镜的光源一般采用安装在反射灯源。目前,显微镜的光源一般采用安装在反射灯室内的卤钨灯
11、。其主要的幅射波长中心大约在室内的卤钨灯。其主要的幅射波长中心大约在600nm600nm到到1200nm1200nm(见图(见图2 2)。典型的照明灯源及灯)。典型的照明灯源及灯箱见图箱见图1 1。灯箱中的灯泡为卤钨灯,直流。灯箱中的灯泡为卤钨灯,直流12V12V供电,供电,可提供可提供100W100W的照明功率。灯泡的直流电源由安装的照明功率。灯泡的直流电源由安装在显微镜内的直流电源提供和控制。这类灯泡在在显微镜内的直流电源提供和控制。这类灯泡在工作时要发出大量的热量,在灯箱中通常配置了工作时要发出大量的热量,在灯箱中通常配置了一些隔热的膜系,用来阻止热量的传递。灯泡发一些隔热的膜系,用来阻
12、止热量的传递。灯泡发出的光线直接进入显微镜的底座并通过集光镜然出的光线直接进入显微镜的底座并通过集光镜然后通过一个烧结的玻璃散光片,到达并汇聚在聚后通过一个烧结的玻璃散光片,到达并汇聚在聚光镜的孔径光栏处。光镜的孔径光栏处。早期产品灯泡的位置用几个安放在灯箱旁边的调早期产品灯泡的位置用几个安放在灯箱旁边的调整旋钮来调整,或者直接采用特殊的可预调中心整旋钮来调整,或者直接采用特殊的可预调中心的灯泡。现在的产品大多依靠精确的机械加工对的灯泡。现在的产品大多依靠精确的机械加工对灯泡进行定位,无需调整灯泡进行定位,无需调整钨丝灯与室内常用的白炽灯一样,存在一些缺陷,例如随使用的时间钨丝灯与室内常用的白
13、炽灯一样,存在一些缺陷,例如随使用的时间增加,发光强度要减小;伴随着钨的升华,将沉积在玻壳的内壁使其增加,发光强度要减小;伴随着钨的升华,将沉积在玻壳的内壁使其变黑。这类灯泡的色温平均值大约为变黑。这类灯泡的色温平均值大约为2200K2200K至至3400K3400K。如果在显微摄影。如果在显微摄影时使用这类灯泡,通常需要根据感光胶片的色温值在光路中加入色温时使用这类灯泡,通常需要根据感光胶片的色温值在光路中加入色温补偿滤光片。补偿滤光片。根据灯泡的封装形状、接口的结构及灯丝的排列,钨丝灯有很多种品根据灯泡的封装形状、接口的结构及灯丝的排列,钨丝灯有很多种品种,根据接口的不同,常用的有插口和螺
14、口,根据出光口的不同,常种,根据接口的不同,常用的有插口和螺口,根据出光口的不同,常用的有顶部出光和侧向出光用的有顶部出光和侧向出光现代显微镜的光源主要是卤素灯。它由充满惰性气体的玻璃壳和里面由直现代显微镜的光源主要是卤素灯。它由充满惰性气体的玻璃壳和里面由直流供电的钨丝组成,与普通的白炽灯相比。在灯腔内充加了卤元素可有效流供电的钨丝组成,与普通的白炽灯相比。在灯腔内充加了卤元素可有效地降低钨丝的氧化而延长灯泡的使用寿命,同时,也可以使色温较普通钨地降低钨丝的氧化而延长灯泡的使用寿命,同时,也可以使色温较普通钨丝灯高,所以,他的主要的优点是发光明亮,尺寸小、较好的一致性,寿丝灯高,所以,他的主
15、要的优点是发光明亮,尺寸小、较好的一致性,寿命长及更高的经济性。命长及更高的经济性。卤钨灯在整个寿命期(卤钨灯在整个寿命期(1000-25001000-2500小时)的发光十分稳定。卤钨灯发出的光小时)的发光十分稳定。卤钨灯发出的光谱为连续光谱,其色温谱为连续光谱,其色温 2700 -3350K2700 -3350K(根据工作电压),但在寿命的末期(根据工作电压),但在寿命的末期色温有一些下降。色温有一些下降。冷光源一般由一种带分色反光镜的卤钨灯和光纤组成,反光镜可让灯冷光源一般由一种带分色反光镜的卤钨灯和光纤组成,反光镜可让灯泡发出的大部份红外线透过,并反射波长较短的可见光和近紫外光。泡发出
16、的大部份红外线透过,并反射波长较短的可见光和近紫外光。此类灯泡的工作电压一般从此类灯泡的工作电压一般从6V6V至至21V21V并置于可提供工作电压的箱中,并置于可提供工作电压的箱中,同时采用风扇排除多余的热量。这种照明器可以加装其它的附件,如同时采用风扇排除多余的热量。这种照明器可以加装其它的附件,如产生特殊照明效果的滤色片、产生偏振光的起偏器等。这种照明器常产生特殊照明效果的滤色片、产生偏振光的起偏器等。这种照明器常用作测量和体视显微镜照明。用作测量和体视显微镜照明。在显微镜的使用中,如果显微镜在显微镜的使用中,如果显微镜上未配置内照明器,可采用外部上未配置内照明器,可采用外部照明器来进行显
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