光学显微镜的原理

http://www.microimage.com.cnCatty(2011-05-18 15:12:52)

 

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一、基本光学原理

 (一)折射和折射率

  光线在均匀的各向同性介质中,两点之间以直线传播,当通过不同密度介质的透明物体时,则发生折射现像,这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体(如玻璃)时,光线在其介面改变了方向,并和法线构成折射角。

 

  (二)透镜的性能

  透镜是组成显微镜光学系统的最基本的光学元件,物镜目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜组成。依其外形的不同,可分为凸透镜(正透镜)和凹透镜(负透镜)两大类。

  当一束平行于光轴的光线通过凸透镜后相交于一点,这 个点称"焦点",通过交点并垂直光轴的平面,称"焦平面"。焦点有两个,在物方空间的焦点,称"物方焦点",该处的焦平面,称"物方焦平面";反之,在像方空间的焦点,称"像方焦点",该处的焦平面,称"像方焦平面"

  光线通过凹透镜后,成正立虚像,而凸透镜则成正立实像。实像可在屏幕上显现出来,而虚像不能。

 

  (三)凸透镜的五种成像规律

  1.当物体位于透镜物方二倍焦距以外时,则在像方二倍焦距以内、焦点以外形成缩小的倒立实像;

  2.当物体位于透镜物方二倍焦距上时,则在像方二倍焦距上形成同样大小的倒立实像;

  3.当物体位于透镜物方二倍焦距以内,焦点以外时,则在像方二倍焦距以外形成放大的倒立实像;

  4.当物体位于透镜物方焦点上时,则像方不能成像;

  5.当物体位于透镜物方焦点以内时,则像方也无像的形成,而在透镜物方的同侧比物体远的位置形成放大的直立虚像。   

 

二、光学显微镜的成像(几何成像)原理

    显微镜的成像原理就是利用上述35的规律把物体放大的。当物体在物镜前F2FF为物方焦距)之间,则在物镜像方的二倍焦距以外形成放大的倒立实像。在显微镜的设计上,将此象落在目镜的一倍焦距F1之内,使物镜所放大的第一次像(中间像),又被目镜再一次放大,最终在目镜的物方(中间像的同侧)、人眼的明视距离(250mm)处形成放大的直立(相对中间像而言)虚像。因此,当我们在镜检时,通过目镜(不另加转换棱镜)看到的像与原物体的像,方向是相反的。

显微镜的成像原理图

1、标本 2、物镜 3、放大倒立实像 4、目镜

5、放大直立虚像 6、眼点 7、光轴

 

 

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