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显微镜的基本知识与使用 工欲善其事必先利其器 显微镜的基本结构 两大部分 光学系统机械装置 一 显微镜的光学系统 四个主要部件 物镜 目镜 聚光镜和光源系统 其次还包括滤光片 载玻片和盖玻片 一 物镜物镜是显微镜的最主要部件 放大及分辨作用 其优劣直接决定了显微镜的主要光学性能 为了校正象差和色差物镜都由多块透镜组成 而且放大倍数越高 结构越复杂 一般的物镜所观察到的像面总是有些弯曲 平场物镜可以较好地校正像面弯曲 使整个视场平坦 但其结构也相应地复杂些 有的油镜内还装有弹簧 在物镜前端受压时 镜头可以退缩回来 这样一方面可以保护镜头 另一方面也不会把载玻片和盖玻片压碎 这种物镜称为弹簧物镜 1 物镜的分类按象差 三类 A 消色差物镜 这是最常见的物镜 虽然能完全校正光谱中红光和F青光的色差 但还不能完全矫正其他色光的色差 B 复消色差的物镜 透镜一部分用荧石制成 性能很高 能使光谱中的红光 蓝光和黄光在同一焦平面上成象 C 平场物镜 由于场曲的存在而使视场边缘的象模糊不清 研制了平场消色差物镜和平场复消色差物镜 按放大倍率A 低倍物镜 放大倍率1X 5X 数值孔径0 04 0 15B 中倍物镜 放大倍率 5x 25x 数值孔径0 15 0 6C 高倍物镜 放大倍率 25x 100 x 数值孔径0 60 1 40 根据使用方法A 浸液系物镜 这是物镜与标本之间加入某种液体的物镜 根据浸液的种类 可分为油浸系和水浸系两种 使用油浸系物镜时 通常加入柏木油 折射率为1 515 使用水浸系物镜时 加入水 折射率为1 33 此外 还有甘油浸或石腊油浸系的特殊物镜 B 干燥系物镜 干燥系 水浸系和浸油系物镜 各有特殊的用法 干燥系物镜不可用油浸 油浸性物镜不可用水浸 物镜的工作距离 指的是从物镜前组最前面一块透镜的表面到被观察标本的距离 这个距离不大 如上所述的10X 40X和100X物镜的工作距离分别为7 634 0 53和0 198毫米 如果再考虑到透镜的金属零件的厚度 这个距离就更小了 因此 在使用时 物镜和标本是靠得很近的 高倍物镜尤为如此 几乎要碰上标本了 这就要求我们在调焦时要特别小心 以免碰坏镜头或损坏标本 物镜通常都标有表示物镜光学性能和使用条件的一些数字和符号 如 40 0 65 和 160 0 17 此处的40表示它的放大倍数 有的写成40 或40 1 0 65表示它的 数值孔径 有的写成N A 1 65或A 0 65 160表示使用该物镜时 显微镜的机械筒长应为160mm 0 17表示使用该物镜时 盖玻片的厚度应为0 17mm 有些低倍物镜 在有 无盖玻片的情况下都可以使用 所以不标0 17而代之以横线 有些油镜上标有 油 oil 字 二 目镜目镜作用是把物镜放大后的像作进一步的放大 使人眼睛能够清楚地观察标本 它有单目和双目两种工作方式 目镜可分为惠更斯目镜 冉斯登目镜 平常补偿目镜 平场广视野目镜和其他特殊目镜等多种 其中上下两块透镜的凸透面都朝下的惠更斯目镜在普通显微镜上用的最多 平场补偿目镜一般标有 P 国产也有标有 PB 的 它和平场物镜相配用 属于高档目镜 三 聚光器聚光器大都通过手旋螺丝固定在镜台下面 它由聚光镜和可变光阑两个部件组成 聚光镜的作用是将光源来的光线会聚到标本上 以便观察 可变光阑又叫光圈 装在聚光镜的下方 由十几块金属薄片组成 中央通光孔为圆形 移动可变光阑的把手 可以任意调节通光孔的大小 聚光器的主要参数是数值孔径 但它的数值孔径是可变的 受光阑孔的大小控制 光孔开大 数值孔径增大 反之则减小 聚光镜外壳上的是数值孔径的最大值 为了充分发挥物镜数值孔径的作用 在观察时 聚光镜的NA值应等于或略大于物镜的NA值 除了上述普通的聚光镜外 还有暗视场聚光镜 相衬聚光镜 偏光聚光镜等多种用途的聚光镜 以满足不同场合的使用 四 光源系统光源系统用来供给照明标本用的光线 显微镜所用的光源有自然光和电光源两种 使用电光源的显微镜 其光源系统由光源灯电路 光源灯 透镜 反射镜的等组成 系统通常安装在灯座内 使用电光源的显微镜一般都采用柯勒照明方式 它是将光源的灯丝像经两路成像在标本的上方 而不是像临界照明那样直接落在标本上 这种照明方式可得到比较均匀的照明 光源灯一般使用钨灯 卤素灯和LED 光源灯的电路部分大都设有光亮调节器 可以很方便调节照在标本上光的亮度 五 其它1 滤光片有些显微镜配有不同波长的滤光片供选用 2 载玻片和盖玻片顾名思义 载玻片是用来承载样本的 盖玻片是用来覆盖样本的 即 通常观察标本时 标本夹在两块玻璃之间 下面的一块叫载玻片 上面的叫盖玻片 二者一般是用长方形的透明玻璃片制成 只是薄厚有所区别 标准盖玻片的厚度为0 17mm 载玻片的厚度则为1 1mm 一般二者的长和宽分别为45和26mm 二 显微镜的机械装置显微镜的机械装置是为光学系统服务的 只有精密 灵活 准确的机械装置与良好的光学系统密切配合 显微镜才能发挥其最好性能 显微镜的机械装置组成 镜座与镜臂镜筒物镜转换器载物台与移动器粗动调焦机构微动调焦机构 三 使用环境与工作习惯 一 使用环境 显微镜的工作场所应当清洁 干燥 无震动 无腐蚀性气体存在 二 工作习惯 1 台面和凳子的高度要适当 2 镜检时 即便用单目显微镜 也须两眼同时睁开 用左眼观察 以便右眼绘图或记录 左手用来旋转微动手轮 右手用来旋转移动器 如一只眼睁 一只眼闭 眼睛容易疲劳 无法久看 工作时间较长时 可两眼轮流观察 三 聚光器的用法1 聚光器高度的调节 一般的聚光镜 在平行光照射的情况下 其焦点落在它上端透镜平面中心上方约1 25mm处 当使用高倍或油镜时 由于放大率大 镜像亮度小 需要较强的照明 因此 应把聚光器升至最高 以便使聚光镜的焦点正好落在标本平面上 但在使用低倍镜时 可将聚光器适当下降 2 可变光栏的用法可变光栏起两个作用 一是控制射向标本的光通量 二是改变聚光器的数值孔径 在这两个作用中 后者是主要的 为了使物镜的分辨率得到充分的利用 从原则上说 聚光器的数值孔径应与物镜的相同 否则 分辨率或清晰度就要下降 四 物镜的正确调焦无论作何种检查 均应从低倍镜开始 调焦时 先用粗动手轮将镜筒下降 使低倍镜的前透镜与盖玻片之间的距离略缩小于该物镜的工作距离 5mm以下 为了避免物镜压在标本玻片上 可从侧面窥视 然后 一边从目镜中观察视野 一边利用粗动手轮将镜筒徐徐上升 待初见物像后 改用微动手轮作精细调焦 直至物像最清晰为止 低倍物镜的视场大 有利于观察标本的全貌 也可利用移动器寻觅观察的目标 如有必要 可将寻得的目标移至视场的中心 为高倍镜观察作好准备 从低倍镜转换为高倍镜时 如果物镜是显微镜的原配物镜 所用的载玻片 盖玻片有符合标准 一般都可以进行 等高转换 但油镜不强求齐焦 最好先将镜筒升高后再转换 最后按低倍镜的调焦方法重新调焦 用油镜观察时 要先将物镜移开 在要观察的部位加一滴香柏油 然后将油镜放正 并慢慢转动粗调节器 降下镜筒 使镜头浸入油滴中 可下降至几乎与制片接触 但切不可压及玻片 然后 向上微微转动粗调节器 使镜筒上升 当视野中出现有模糊的影像时 改用细调节器向上转到直至影像清晰为止 2020 3 11 21 可编辑 四 使用注意事项 一 自显微镜柜中取出显微镜时 要用右手握住执手 左手托住镜座 小心地放到桌面上 不可单手拎着移动 二 任何旋钮转动有困难时 绝不能用力过大 而应查明原因 排除障碍 如果自己不能解决时 要向指导教师说明 帮助解决 三 保持显微镜的清洁 尽量避免灰尘落到镜头上 否则容易磨损镜头 同时要尽量避免试剂或溶液滴到显微镜上 特别是用高倍物镜观察时 镜头很容易被染料或试剂沾污 一旦被沾污 应立即用擦镜纸擦拭干净 由于光学玻璃比一般玻璃的硬度小 易于损伤 因此擦拭光学透镜只能用专用的擦镜纸 不能用棉花 棉布或其它物品擦拭 擦时要先将擦镜纸折叠为几折 从一个方向轻轻擦拭镜头 每擦一次 擦镜纸就要折叠一次 以免沾在擦镜纸上的灰尘损伤透镜 使镜面出现一条条的划痕 四 每次使用结束时 应将物镜转成 八 字形垂于镜筒下 然后降下镜筒 避免物镜镜头下落时与聚光器相碰撞 显微镜应存放于阴凉干燥的地方 若放在潮湿处 一旦镜片上着生霉菌 就会腐蚀镜片 且很难除去 五 显微镜的维护保养 一 防高热 显微镜是山精密的机械和光学镜头组成的 由于各种材料热膨胀系数不同 所以显微镜不能在阳光了曝晒 也不能放在靠近火炉和暖气的地方 只能室内存放 其工作的温度范围一般为5 40 二 防潮 如果长期受潮 透镜很容易发霉 表面还会腐蚀 所以应在干燥环境下保存 在31 时湿度不得大于80 温度每升高3摄氏度 相对湿度要设法降低10 三 防尘 灰尘不仅会影响成像质量 而且灰尘中往往也带有含酸 碱等腐蚀性的尘粒 容易腐蚀镜面 而硬度大的尘粒还可能在擦拭镜头时在镜面上划出伤痕 损坏镜头 此外 灰尘掉进机械活动部分时容易造成机械部分转动不灵活 甚至损坏 四 防腐蚀 显微镜不能接触酸类和碱类物质 也不要与挥发性很强的化学药品及其它有害药品放在一起 以免腐蚀镜头 五 防震 显微镜是精密仪器 剧烈的震动会造成精密度的降低 要轻拿轻放 搁置要平稳 使用时动作应轻柔 六 擦拭1 机械装置的擦拭 机械装置如有污渍 可用干净的柔软细布擦拭 如果擦不掉 可用擦镜纸或细绸布蘸点一甲苯擦拭 应注意不能用酒精 乙醚等化学晶 以免腐蚀装置表面的油漆 2 光学镜头的擦拭 一般采用先吹 后刷 再擦拭的方法 吹 就是用吹气球 或用洗耳球 吹掉镜头表面的附着物 但