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閱讀：68發(fā)布時(shí)間：2025-12-28
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原標(biāo)題：顯微鏡的光學(xué)技術(shù)參數(shù)
顯微鏡的光學(xué)技術(shù)參數(shù)包括：數(shù)值孔徑、分辨率、放大率、焦深、視場(chǎng)寬度、覆蓋差、工作距離等等。這些參數(shù)并不都是越高越好，它們之間是相互聯(lián)系又相互制約的，在使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)鏡檢的目的和實(shí)際情況來(lái)協(xié)調(diào)參數(shù)間的關(guān)系，但應(yīng)以保證分辨率為準(zhǔn)。
一. 數(shù)值孔徑
數(shù)值孔徑簡(jiǎn)寫NA，數(shù)值孔徑是物鏡和聚光鏡的主要技術(shù)參數(shù)，是判斷兩者(尤其對(duì)物鏡而言)性能高低的重要標(biāo)志。其數(shù)值的大小，分別標(biāo)科在物鏡和聚光鏡的外殼上。
數(shù)值孔徑(NA)是物鏡前透鏡與被檢物體之間介質(zhì)的折射率(h)和孔徑角(u)半數(shù)的正玄之乘積。用公式表示如下：
NA=hsinu/2
孔徑角又稱“鏡口角"，是物鏡光軸上的物體點(diǎn)與物鏡前透鏡的有效直徑所形成的角度?？讖浇窃酱?，進(jìn)入物鏡的光通亮就越大，它與物鏡的有效直徑成正比，與焦點(diǎn)的距離成反比。
顯微鏡觀察時(shí)，若想增大NA值，孔徑角是無(wú)法增大的，的辦法是增大介質(zhì)的折射率h值?；谶@一原理，就產(chǎn)生了水浸系物鏡和油浸物鏡，因介質(zhì)的折射率h值大于一，NA值就能大于一。
數(shù)值孔徑*大值為1.4，這個(gè)數(shù)值在理論上和技術(shù)上都達(dá)到了極限。目前，有用折射率高的溴萘作介質(zhì)，溴萘的折射率為1.66,所以NA值可大于1.4。
這里必須指出，為了充分發(fā)揮物鏡數(shù)值孔徑的作用，在觀察時(shí)，聚光鏡的NA值應(yīng)等于或略大于物鏡的NA值，
數(shù)值孔徑與其他技術(shù)參數(shù)有著密切的關(guān)系，它幾乎決定和影響著其他各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。它與分辨率成正比，與放大率成正比，與焦深成反比，NA值增大，視場(chǎng)寬度與工作距離都會(huì)相應(yīng)地變小。
二. 分辨率
分辨率又稱“鑒別率"，“解像力"。是衡量顯微鏡性能的又一個(gè)重要技術(shù)參數(shù)。
顯微鏡的分辨率用公式表示為：d=l/NA
式中d為*小分辨距離;l為光線的波長(zhǎng);NA為物鏡的數(shù)值孔徑?？梢娢镧R的分辨率是由物鏡的NA值與照明光源的波長(zhǎng)兩個(gè)因素決定。NA值越大，照明光線波長(zhǎng)越短，則d值越小，分辨率就越高。
要提高分辨率，即減小d值，可采取以下措施
1. 降低波長(zhǎng)l值，使用短波長(zhǎng)光源。
2.曾大介質(zhì)h值和提高NA值(NA=hsinu/2)。
3.增大孔徑角。
4.增加明暗反差。
三. 放大率
放大率就是放大倍數(shù)，是指被檢驗(yàn)物體經(jīng)物鏡放大再經(jīng)目鏡放大后，人眼所看到的*終圖象的大小對(duì)原物體大小的比值，是物鏡和目鏡放大倍數(shù)的乘積。
放大率也是顯微鏡的重要參數(shù)，但也不能盲目相信放大率越高越好，在選擇時(shí)應(yīng)首先考慮物鏡的數(shù)值孔徑。
四. 焦深
焦深為焦點(diǎn)深度的簡(jiǎn)稱，即在使用顯微鏡時(shí)，當(dāng)焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)某一物體時(shí)，不僅位于該點(diǎn)平面上的各點(diǎn)都可以看清楚，而且在此平面的上下一定厚度內(nèi)，也能看得清楚，這個(gè)清楚部分的厚度就是焦深。焦深大,
可以看到被檢物體的全層，而焦深小，則只能看到被檢物體的一薄層，焦深與其他技術(shù)參數(shù)有以下關(guān)系：
1.焦深與總放大倍數(shù)及物鏡的數(shù)值孔鏡成反比。
2.焦深大，分辨率降低。
由于低倍物鏡的景深較大，所以在低倍物鏡照相時(shí)造成困難。在顯微照相時(shí)將詳細(xì)介紹。
五. 視場(chǎng)直徑(Field of view)
觀察顯微鏡時(shí)，所看到的明亮的原形范圍叫視場(chǎng)，它的大小，是由目鏡里的視場(chǎng)光闌決定的。
視場(chǎng)直徑也稱視場(chǎng)寬度，是指在顯微鏡下看到的圓形視場(chǎng)內(nèi)所能容納被檢物體的實(shí)際范圍。視場(chǎng)直徑愈大，愈便于觀察。
由公式可看出：
1. 視場(chǎng)直徑與視場(chǎng)數(shù)成正比。
2.增大物鏡的倍數(shù)，則視場(chǎng)直徑減小。因此，若在低倍鏡下可以看到被檢物體的全貌，而換成高倍物鏡，就只能看到被檢物體的很小一部份。
六. 覆蓋差
顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)也包括蓋玻片在內(nèi)。由于蓋玻片的厚度不標(biāo)準(zhǔn)，光線從蓋玻片進(jìn)入空氣產(chǎn)生折射后的光路發(fā)生了改變，從而產(chǎn)生了相差，這就是覆蓋差。覆蓋差的產(chǎn)生影響了顯微鏡的成響質(zhì)量。
國(guó)際上規(guī)定，蓋玻片的標(biāo)準(zhǔn)厚度為0.17mm, 許可范圍在0.16—0.18mm.,在物鏡的制造上已將此厚度范圍的相差計(jì)算在內(nèi)。物鏡外殼上標(biāo)科的確0.17,即表明該物鏡要求蓋玻片的厚度。
七. 工作距離
工作距離也叫物距，即指物鏡前透鏡的表面到被檢物體之間的距離。鏡檢時(shí)，被檢物體應(yīng)處在物鏡的一倍至二倍焦距之間。因此，它與焦距是兩個(gè)概念，平時(shí)習(xí)慣所說(shuō)的調(diào)焦，實(shí)際上是調(diào)節(jié)工作距離。
在物鏡數(shù)值孔徑一定的情況下，工作距離短孔徑角則大。
數(shù)值孔徑大的高倍物鏡，其工作距離小。
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