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生物顯微鏡|上海麥聚瑞電子儀器有限公司

生物顯微鏡

顯微鏡的基本結(jié)構(gòu)可分為光學(xué)系統(tǒng)、光源照明系統(tǒng)和機械裝置三部分。下面分別對它們予以介紹。
一、生物顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)
顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)主要包括物鏡、目鏡、聚光鏡和光源系統(tǒng)四個主要部件。其次還包括濾光片、載玻片和蓋玻片。

（一）物鏡
物鏡一般都是在物鏡轉(zhuǎn)換器上旋著。它是顯微鏡的*主要部件。顯微鏡的放大及分辨作用主要由它來擔(dān)當(dāng)。其優(yōu)劣直接決定了顯微鏡的主要光學(xué)性能。普通物鏡的結(jié)構(gòu)如圖10-2-1所示。

為了校正像差和色差（所謂像差是指所成的像與原物在形狀上的差別，色差是指所成的像與原物在顏色上的差別），物鏡都由多塊透鏡組成，而且放大倍數(shù)越高，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。
普通物鏡所觀察到的像面總有些彎曲，即靠中間部分清晰，靠邊緣部分比較模糊。要想讓邊緣清楚，需要調(diào)節(jié)顯微鏡的微調(diào)鈕。但是邊緣部分清楚后，中間部分又變得模糊了。這除了不便觀察外，更主要地是無法對其進行攝影。平場物鏡可以較好地校正像面彎曲，使視場平坦。但其結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地復(fù)雜些。
現(xiàn)在，多數(shù)高倍物鏡和油鏡內(nèi)都裝有彈簧。在物鏡前端受壓時，鏡頭可以退縮回來。這樣一方面可以保護鏡頭，另一方面也不會把載玻片和蓋玻片壓碎。這種物鏡稱為彈簧物鏡。

１、物鏡的分類顯微鏡的物鏡雖然細分起來多達數(shù)百種，但是一般可采用下述三種分法：
（１）按物鏡使用空間介質(zhì)的不同可分為：
干燥系物鏡：使用時，物鏡與標(biāo)本之間以空氣為介質(zhì)。
油浸系物鏡：簡稱油鏡。使用時，物鏡與標(biāo)本之間以油類為介質(zhì)。
（２）按物鏡的放大倍數(shù)不同，可分為：
低倍物鏡：放大10倍以下；
中倍物鏡：放大10～25倍：
高倍物鏡：放大40～80倍；
油鏡：放大倍數(shù)一般為100倍?！?br>（３）按物鏡對像差和色差的校正程度不同，可分為：
消色差物鏡（ACH）；
復(fù)消色差物鏡（APO）；
平場消色差物鏡（PLAN ACH）；
平場半復(fù)消色差物鏡；
平場復(fù)消色差物鏡（PLAN APO）。
這五種物鏡的區(qū)別主要是消除色差與校正場曲的程度不同。其性能和復(fù)雜程度均是遞增的。即平場復(fù)消色差物鏡質(zhì)量*好，但其價格也*高，結(jié)構(gòu)也*復(fù)雜。

２．物鏡的識別物鏡通常都標(biāo)有表示物鏡光學(xué)性能和使用條件的一些數(shù)字和符號。如“40/0.65”和“160/0.17”。此處的40表示它的放大倍數(shù)（有的寫成40×或40：1）；0.65表示它的“數(shù)值孔徑”（有的寫成N.A.0.65或A.0.65）；160表示使用該物鏡時，顯微鏡的機械筒長應(yīng)為160mm（所謂機械筒長是指取下物鏡和目鏡以后，所剩下的鏡筒長度。顯微鏡的機械筒長現(xiàn)已統(tǒng)一規(guī)定為160mm）；0.17表示使用該物鏡時，蓋玻片的厚度應(yīng)為0.17mm。有些低倍物鏡，在有、無蓋玻片的情況下都可以使用，所以不標(biāo)0.17而代之以橫線“－”。有些油鏡上標(biāo)有“油（或oil）”字。

（二）目鏡
普通目鏡的結(jié)構(gòu)如圖10-2-2所示。目鏡通常插在鏡筒上。根據(jù)需要可以方便地拔插更換。其作用是把物鏡放大后的像作進一步的放大，使人眼能夠清楚地觀察標(biāo)本。它有單目和雙目兩種工作方式。廉價顯微鏡多采用單目形式，使用時，只能用一只眼睛觀察。雙目顯微鏡配有兩個相同的目鏡，可供兩只眼睛同時觀察。一般的目鏡是由上下兩塊或兩組透鏡組成。下面的一塊大透鏡叫場鏡，上面的一塊小透鏡叫接目鏡。兩塊透鏡之間有一個環(huán)狀光欄，用它來限制視場的大小，只留下成像質(zhì)量較好的像供觀察，通常把它叫做視場光欄。光欄上一般粘有一個細絲，用來指示特定的觀察目標(biāo)。當(dāng)此細絲掉下后，可粘一小段頭發(fā)或細銅絲代替。但要注意，其**要落在光欄平面內(nèi)。否則，觀察時，指示不清晰。

目鏡可分為惠更斯目鏡、冉斯登目鏡、平場補償目鏡、平場廣視野目鏡和其它特殊目鏡等多種。其中，上下兩塊透鏡的凸透面都朝下的惠更斯目鏡在普通顯微鏡上用得*多。平場補償目鏡一般標(biāo)有“p”，國產(chǎn)也有標(biāo)有“PB”的。它和平場物鏡相配用。屬于**目鏡。

（三）聚光鏡
聚光鏡又叫集光器，一般安裝在鏡臺下面。它由手旋螺絲固定，安裝方便。通常，它由聚光鏡和可變光欄兩個部件組成。有的聚光鏡的下方還安裝有一個放置濾光片的圓環(huán)形架子。聚光鏡的作用一是將光源來的光線會聚到標(biāo)本上，以便觀察。二是使照明光線獲得一個與物鏡數(shù)值孔徑相適應(yīng)的孔徑角，以保證物鏡充分地被利用。普通聚光鏡的結(jié)構(gòu)如圖10-2-3所示。可變光欄又叫光圈或虹彩光欄，裝在聚光鏡的下方，由十幾塊金屬薄片組成。中央通光孔為圓形，移動可變光欄的把手，可以任意調(diào)節(jié)通光孔的大小。改變聚光鏡的孔徑角，以配合物鏡的數(shù)值孔徑。
聚光器的主要參數(shù)是數(shù)值孔徑。但它的數(shù)值孔徑是可變的，受光欄孔的大小控制。光孔開大，數(shù)值孔徑增大，反之則減小。聚光鏡外殼上所標(biāo)的是數(shù)值孔徑的*大值。
整個聚光鏡安裝在支承架上。支承架是由滑板連接，利用齒輪齒條，作高低升降夠動。聚光鏡的光軸應(yīng)和顯微鏡物鏡的軸重合。當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏差時，可調(diào)節(jié)聚光器支承架兩側(cè)的中心調(diào)節(jié)螺釘，使二者重合。
除了上述普通的聚光鏡外，還有暗視場聚光鏡、相襯聚光鏡、偏光聚光鏡等多種不同用途的聚光鏡。以滿足不同場合的使用。
有的顯微鏡在鏡座部分還有一個聚光鏡，此聚光鏡僅僅起普通的會聚光線的作用。

（三）其它
1、濾光片
有些顯微鏡配有不同波長的濾光片供選用。顯微鏡所用的濾光片通常為幾個毫米厚的有色玻璃片。濾光片可以濾出與其本身顏色相同顏色的光。使用不同的濾光片，可以有選擇地使用不同顏色的照明光線，使觀察效果更佳。濾光片常被放置在聚光鏡*下方的圓環(huán)內(nèi)，也有的放置在底座上。
2、載玻片和蓋玻片
顧名思義，載玻片是用來承載樣本的，蓋玻片是用來復(fù)蓋樣本的。即，通常觀察標(biāo)本時，標(biāo)本被夾在兩塊玻璃片之間，下面的一塊叫載玻片，上面的叫蓋玻片。二者一般是用長方形的透明玻璃片制成，只是薄厚有所區(qū)別。標(biāo)準(zhǔn)蓋玻片的厚度為0.17mm；載玻片的厚度則為1.1mm。即厚的一塊為載玻片，薄的一塊為蓋玻片。二者的長、寬相同，通常為45mm×26mm。
厚的一塊為載玻片，薄的一塊為蓋

玻片。二者的長、寬相同，通常為45mm×26mm。

二、生物顯微鏡光源照明系統(tǒng)

光源照明系統(tǒng)用來供給照亮標(biāo)本用的光線。顯微鏡所用的光源有自然光和電光源兩種。對采用自然光的顯微鏡，其光源系統(tǒng)只有一個反射鏡。反射鏡又叫反光鏡。它安裝在聚光器下面的鏡臂上。反射鏡有兩個反射面：一面為平面，另一面為凹面?？稍谒胶痛怪眱蓚€方向上任意轉(zhuǎn)動。它的作用主要是改變室內(nèi)光線的方向（凹面鏡也有一定的聚光作用），使光線射向聚光鏡。
現(xiàn)代顯微鏡多使用電光源進行照明。其光源系統(tǒng)由光源燈電路、光源燈、透鏡、反射鏡，聚光鏡等組成。整個光源照明系統(tǒng)安裝在燈座內(nèi)。光源燈一般使用鎢燈或鹵鎢燈。燈的功率從十幾瓦到數(shù)十瓦不等。光源燈所使用的電壓通常為12V以下的低電壓，并要求電壓可調(diào)，以改變光線的亮度。在光源燈的電路部分通常都設(shè)有光亮調(diào)節(jié)器。通過調(diào)節(jié)光亮調(diào)節(jié)器，可以很方便地改變投照在標(biāo)本上光的亮度。
光源燈的電路的結(jié)構(gòu)形式多種多樣。但通常都是采用改變變壓器初級線圈電壓的方法來進行調(diào)壓的。常用的改變變壓器初級線圈電壓的方法有：改變變壓器初級所串聯(lián)的電阻分檔來改變變壓器的初級電壓；用單結(jié)晶體管或雙向二極管控制可控硅的導(dǎo)通角來改變變壓器的初級電壓等。具體電路這里不再介紹。

三、生物顯微鏡機械裝置

顯微鏡的機械裝置是為光學(xué)系統(tǒng)服務(wù)的。只有精密、靈活、準(zhǔn)確的機械裝置與良好的光學(xué)系統(tǒng)密切配合，才能使顯微鏡發(fā)揮出良好性能。
圖10-2-4為一種普通雙目顯微鏡和一種雙目顯微鏡的結(jié)構(gòu)。從圖中可知，一般顯微鏡的機械裝置由下列部件組成：

（一）鏡座與鏡臂

1、鏡座鏡座又叫底座，是整個顯微鏡的基座。用以支撐整個鏡體。鏡座下面通常裝有四個支撐橡膠腳，以使儀器穩(wěn)定放在工作臺上。
簡易顯微鏡的鏡座多呈馬蹄形，用鑄鐵制造。
電光源顯微鏡的鏡座多為方形，其內(nèi)部裝有電光源系統(tǒng)。即照明燈、聚光鏡、反光鏡及光源燈電路等均裝在其鏡座內(nèi)。底座側(cè)面裝有電源開關(guān)和光源亮度調(diào)節(jié)鈕，可根據(jù)不同的需要選擇合適的亮度。底座后面通常裝有電源插座及保險（絲）管。也有的將保險管裝在底部的。
2、鏡臂　呈弓形，立于鏡座的上端。對直筒顯微鏡來說，用它來支撐整個光學(xué)系統(tǒng)的大部分機械零件。其下有一個傾斜關(guān)節(jié)，用以傾斜鏡筒。對斜筒顯微鏡來說，鏡臂是固定的，主要用它來支撐鏡筒、載物臺等其他光學(xué)元件。

（二）鏡筒

鏡筒又叫目鏡頭，是金屬制的圓筒。其上端可插目鏡。單目顯微鏡鏡筒的下端連接物鏡，雙目及三目顯微鏡的下端為連接頭，被手旋螺釘固定在鏡臂上。需要時，旋動手旋螺釘，可以方便地將鏡筒從鏡臂上取下來。
1、單目鏡筒單目鏡筒又有直筒和斜筒之分。雙目和三目鏡筒則都是斜筒式的。直筒顯微鏡因使用不太方便，目前使用量較少。單目斜筒是在鏡筒內(nèi)安裝一個反射棱鏡，標(biāo)本通過物鏡到達鏡筒的光線被棱鏡以45度角反射進入目鏡。斜筒式可作360度旋轉(zhuǎn)，使用起來更加方便。
2、雙目鏡筒雙目鏡筒由左右兩個鏡筒組成。鏡筒的下部裝有一套復(fù)雜的反射棱鏡機構(gòu)。如圖10-2-5所示。

來自物鏡的光線經(jīng)半五角棱鏡兩次反射后，折轉(zhuǎn)45度進入分光棱鏡。分光棱鏡由兩塊直角棱鏡膠合而成。膠合面上鍍有分光膜。當(dāng)光到達分光膜時，有一半反射，進入下棱鏡，另一半光透過分光膜，進入上棱鏡。光線被上下兩個棱鏡（即直角棱鏡及空間棱鏡）反射后進入兩個目鏡中成像。
這里為了便于說明，將兩個目鏡畫成上下形式。實際使用的光路是將半五角鏡以后的所有部件轉(zhuǎn)動90度，將兩目鏡變成左右形式。
為了適應(yīng)不同人的觀察，復(fù)合棱鏡兩側(cè)的反射棱鏡的間距通常都設(shè)計為可調(diào)的。目的是為了適應(yīng)瞳距不同的人使用。調(diào)節(jié)范圍通常在55mm～75mm之間。雙目鏡筒一般設(shè)計成可伸縮調(diào)節(jié)方式。這是為了適應(yīng)視力不同的人使用。調(diào)節(jié)范圍通常在500度近視和遠視之間。
3、三目鏡筒三目鏡筒是為攝影顯微配置的。它是在雙目鏡筒的上方又增加一個鏡筒。在此鏡筒上可加配照相機。這樣既可以觀察，又可以攝影。它有兩種方式：一種是安裝有一個可推拉的棱鏡。推入時供平時觀察用，拉出時光線全部進入攝影鏡筒供照相用。還有一種是既可觀察又可同時攝影的三目鏡筒。它的光線20％～30％供觀察用，70％～80％供攝影用。在攝影時，可用攝影目鏡進行調(diào)焦，當(dāng)看到清晰的物像時，再攝影，便可攝出清晰的照片。

（三）物鏡轉(zhuǎn)換器

物鏡轉(zhuǎn)換器裝于鏡筒下端，用來安裝和轉(zhuǎn)換物鏡。按安裝物鏡的孔數(shù)不同，可分為兩孔式、三孔式、四孔式等幾種。以三、四孔具多。按定位方式的不同，物鏡轉(zhuǎn)換器可分為外定位式和內(nèi)定位式兩種。但無論哪種方式，其基本結(jié)構(gòu)都是由上下兩塊凸面朝下的圓盤組成。上面一塊固定在鏡筒的下端，稱為固定盤。下面一塊可以繞其中心的大頭螺釘旋轉(zhuǎn)，稱為轉(zhuǎn)動盤。物鏡就分別安裝在轉(zhuǎn)動盤的幾個對稱的螺絲口上。外定位式的轉(zhuǎn)換器，其定位彈簧安裝在外面；內(nèi)定位式的轉(zhuǎn)換器，其定位彈**安裝在固定盤里面。當(dāng)轉(zhuǎn)動盤旋轉(zhuǎn)至某一位置時，定位彈**上的凸棱落入定位槽中，發(fā)出咔嗒一聲響，便有一個物鏡進入光路。繼續(xù)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動盤，可將各個物鏡依次調(diào)在顯微鏡的光軸位置上。
對物鏡轉(zhuǎn)換器的精度有兩點要求：同軸和齊焦。所謂同軸，是指每個物鏡被定位即調(diào)入光路后，物鏡和目鏡的光軸應(yīng)在一條直線上。所謂齊焦，是指用低倍物鏡調(diào)焦后，從低倍轉(zhuǎn)換到高倍物鏡，無須使用粗調(diào)，即可初見物像（但允許細調(diào)）。齊焦又稱為“等高轉(zhuǎn)換”。

（四）載物臺與移動器　　

載物臺用于承放標(biāo)本。它與顯微鏡的光軸垂直。為了便于操作，載物臺上可設(shè)一個移動器，叫做帶移動器的載物臺。當(dāng)標(biāo)本被夾入移動器后，使用移動器的橫向和縱向調(diào)節(jié)旋鈕或手輪，便可以上下左右移動標(biāo)本，十分方便。這種載物臺與移動器是靠移動器上的一只滾花螺絲連接的。安裝移動器時，只要把移動器上兩個固定銷插入臺面的螺絲孔內(nèi)，再擰緊滾花螺絲即行。圖10-2-6所示為一種移動器的結(jié)構(gòu)。

6. 8.固定銷 7.滾花螺絲 9.縱向調(diào)節(jié)旋鈕 10.齒條
可升降式載物臺的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。這樣的載物臺通常由上下兩層構(gòu)成。在上層的表面，還安裝有一個標(biāo)本夾，用以夾持樣本。在載物臺的下方，還安裝有一個縱、橫向調(diào)節(jié)手輪。見圖10-2-4。
下層固定在鏡臂上，受粗調(diào)及細調(diào)控制。調(diào)節(jié)粗調(diào)及細調(diào)，載物臺可上下移動。
兩層之間靠燕尾槽（在下面粗調(diào)部分有詳細解釋）連在一起。在縱向手輪調(diào)節(jié)下，載物臺的上層可以前后移動一定距離。在上層的后部，設(shè)有橫向移動裝置，它受橫向手輪調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)橫向手輪，可使載物臺上的樣本左右移動。樣本移動范圍通常為75mm×50mm。

（五）粗動調(diào)焦機構(gòu)

粗動調(diào)焦機構(gòu)簡稱粗調(diào)，是用來快速調(diào)焦的裝置。它受粗調(diào)手輪控制。旋轉(zhuǎn)粗調(diào)手輪，可以使物、目鏡與載物臺相對明顯地移動。極限升降距離通常為30mm左右。
粗調(diào)有三種方式：一種是鏡筒升降式，一種是鏡臂升降式，第三種是載物臺升降式。無論哪種方式，粗調(diào)的基本結(jié)構(gòu)都是由齒輪來帶動齒條運動。齒輪固定在粗動手輪的轉(zhuǎn)軸上，齒條固定在鏡筒、鏡臂上。齒輪和齒條咬合在一起。轉(zhuǎn)動手輪時，齒輪通過齒條帶動鏡筒（或鏡臂或載物臺）作相應(yīng)的上升或下降。其上下運動的方向，由燕尾導(dǎo)軌作**控制。燕尾導(dǎo)軌是精密加工的部件，由燕尾條和燕尾槽組成。燕尾條在燕尾槽內(nèi)滑動或燕尾槽在燕尾條上滑動。它們之間的配合緊密、平穩(wěn)、沒有松動，可保證光學(xué)系統(tǒng)作平穩(wěn)而準(zhǔn)確的直線運動。
對一般載物臺升降式的粗調(diào)來說，其松緊是可調(diào)節(jié)的。在右方粗動手輪內(nèi)側(cè)有一個壓直紋的手輪，將它順時針方向旋轉(zhuǎn)，粗動變緊；逆時針方向旋轉(zhuǎn)，粗動變松。

（六）微動調(diào)焦機構(gòu)

微動調(diào)焦機構(gòu)簡稱微調(diào)，是對顯微鏡作精細調(diào)焦用的裝置。它的總調(diào)節(jié)距離一般為1.8mm～3mm，由微動手輪控制。旋轉(zhuǎn)微動手輪時，通過多級齒輪變速傳動機構(gòu)，能使載物臺作精細的緩慢升降移動，其光學(xué)系統(tǒng)也隨之非常慢地移動。通常上升或下降2mm的距離，需要轉(zhuǎn)動十幾圈。
生物顯微鏡微調(diào)裝置常見的有杠桿式、齒輪式和偏心輪式等多種結(jié)構(gòu)。其具體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜.

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