物鏡 Fd'Ang6" 5QmF0z)wR 物鏡是由若干個(gè)
透鏡組合而成的一個(gè)透鏡組。組合使用的目的是為了克服單個(gè)透鏡的成像缺陷,提高物鏡的
光學(xué)質(zhì)量。顯微鏡的放大作用主要取決于物鏡,物鏡質(zhì)量的好壞直接影響顯微鏡映像質(zhì)量,它是決定顯微鏡的分辨率和成像清晰程度的主要部件,所以對(duì)物鏡的校正是很重要的。
/.WD'*H )_bXKYUX*0 物鏡-概述
TS3 00F <j,7Z>Rk\x 望遠(yuǎn)鏡物鏡
%8{' XJ! 物鏡是顯微鏡最重要的光學(xué)部件,利用光線使被檢物體第一次成象,因而直接關(guān)系和影響成象的質(zhì)量和各項(xiàng)光學(xué)技術(shù)
參數(shù),是衡量一臺(tái)顯微鏡質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)。
\D}/tz5~B lBh {8a|2W 物鏡的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制作精密,由于對(duì)象差的校正,金屬的物鏡筒內(nèi)由相隔一定距離并被固定的透鏡組組合而成.物鏡有許多具體的要求,如合軸,齊焦。
cVulJ6 m5d;lrk@&/ 現(xiàn)代顯微物鏡已達(dá)到高度完善,其數(shù)值孔徑已接近極限,視場(chǎng)中心的分辨率與理論值之區(qū)別已微乎其微.但繼續(xù)增大顯微物鏡視場(chǎng)與提高視場(chǎng)邊緣成象質(zhì)量的可能性仍然存在,這種研究工作,至今仍在進(jìn)行。
SKG_P)TnO .Uih|h 齊焦既是在鏡檢時(shí),當(dāng)用某一倍率的物鏡觀察圖象清晰后,在轉(zhuǎn)換另一倍率的物鏡時(shí),其成象亦應(yīng)基本清晰,而且象的中心偏離也應(yīng)該在一定的范圍內(nèi),也就是合軸程度.齊焦性能的優(yōu)劣和合軸程度的高低是顯微鏡質(zhì)量的一個(gè)重要標(biāo)志,它是與物鏡的本身質(zhì)量和物鏡轉(zhuǎn)換器的精度有關(guān)。
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6hj[^O 與寬光束有關(guān)的象差是球差、慧差以及位置色差;與視場(chǎng)有關(guān)的象差是象散、場(chǎng)曲、畸變以及倍率包差。
UhEJznfi PS=crU@"H 顯微物鏡與目鏡在參于成象這點(diǎn)上是有區(qū)別的.物鏡是顯微鏡最復(fù)雜和最重要的部分,在寬光束中工作(孔徑大),但這些光束與光軸的傾角較小(視場(chǎng)小);目鏡在窄光束中工作,但其傾角大(視場(chǎng)大).當(dāng)計(jì)算物鏡與目鏡,在消除象差上有很大差別。
* 5P/&*c| qVM]$V#e 顯微物鏡是一消球差系統(tǒng).這意味著:就軸上的一對(duì)共軛點(diǎn)而言,消除了球差并且實(shí)現(xiàn)了正弦條件時(shí),每一物鏡僅有兩個(gè)這種消球差點(diǎn).因此,物體與象的計(jì)算位置的任何改變均導(dǎo)致象差變大。[1]
yobi$mnsy! 物鏡-類型
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bu>C (1)按顯微鏡鏡筒長(zhǎng)度(以mm計(jì)):透射光用160鏡筒,帶0.17mm厚或更厚的蓋玻片;反射光用190鏡筒,不帶蓋玻片;透射光與反射光用鏡筒,筒長(zhǎng)無(wú)限大。
]i$CE|~ tU)+q?Mw (2)按浸法特征:非浸式(干式)、浸式(油浸、水浸、甘油浸及其它浸法)。
NWNgh/9? *2@q=R-1 (3)按光學(xué)裝置:透射式、反射式以及折反射式。
BwBv'p+n `pcjOM8u (4)按數(shù)值孔徑和放大倍數(shù):低倍(NA≤0.2與β≤10X),中倍(NA≤0.65與β≤40X),高倍(NA>0.65與β>40X)。
@[JQCQ#r 9Xm"kVqd/ (5)按校正象差的情況不同,通常分為消色差物鏡,半復(fù)消色差物鏡,復(fù)消色差物鏡,平視場(chǎng)消色差物鏡,平視場(chǎng)復(fù)消色差物鏡和單色物鏡。[1]
s@3!G+ -} 消色差物鏡
l_}c[bAUu 1.消色差物鏡 (Achromatic) 是較常見(jiàn)的一種物鏡(表1-1),由若干組曲面半徑不同的一正一負(fù)膠合透鏡組成,只能矯正
光譜線中紅光和藍(lán)光的軸向色差。同時(shí)校正了軸上點(diǎn)球差和近軸點(diǎn)慧差,這種物鏡不能消除二級(jí)光譜,只校正黃、綠波區(qū)的球差、色差,未消除剩余色差和其他波區(qū)的球差、色差,并且像場(chǎng)彎曲仍很大,也就是說(shuō),只能得到視場(chǎng)中間范圍清晰的像。使用時(shí)宜以黃綠光作
照明光源,或在光程中插入黃綠色濾光片。 此類物鏡結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,經(jīng)濟(jì)實(shí)用,常和福根目鏡、校正目鏡配合使用,被廣泛地應(yīng)用在中、低倍顯微鏡上。在黑白照相時(shí),可采用綠色濾色片減少殘余的軸向色差,獲得對(duì)比度好的相片。
o}% C2`END; 2.復(fù)消色差物鏡(Apochromatic) 由多組特殊光學(xué)玻璃和熒石制成的高級(jí)透鏡組組合而成。將紅、藍(lán)、黃光校正了軸向色差,消除了二級(jí)光譜,因此像質(zhì)很好,但鏡片多、加工和裝校都較困難。色差的校正在可見(jiàn)光的全部波區(qū)。若加入藍(lán)色或黃色濾光片效果更佳。它是顯微鏡中最優(yōu)良的物鏡,對(duì)球面差、色差都有較好的校正,適用于高倍放大。但仍需與補(bǔ)償目鏡配合使用,以消除殘余色差。
7CQ48LH] TUk1h\.q 3.平面消色差物鏡(Plana chromatic) 采用多鏡片組合的復(fù)雜光學(xué)結(jié)構(gòu),較好地校正像散和像場(chǎng)彎曲,使整個(gè)視場(chǎng)都能顯示清晰,適用于顯微攝影。該物鏡對(duì)球差和色差的校正仍限于黃綠波區(qū),且還存在剩余色差。
l{y~N zxsnrn;| 4.平面復(fù)消色差物鏡(PF, Planapochromat) 除進(jìn)一步作像場(chǎng)彎曲校正外,其它像差校正程度均與復(fù)消色差物鏡相同,使映像清晰、平坦;但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造困難。
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Y@.:U* 5.半復(fù)消色差物鏡(Halfapochromatic) 部分鏡片用熒石制成,故又稱熒石物鏡,性能比消色差物鏡好,價(jià)格比復(fù)消色差物鏡便宜。校正像差程度介于消色差與復(fù)消色差兩種物鏡之間,但其它光學(xué)性質(zhì)都與后者相近;價(jià)格低廉,最好與補(bǔ)償目鏡配合使用。 [2]
$!fz87-p> 物鏡-參數(shù)
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vO&1F@ 物鏡
TAGqRYgi 物鏡主要參數(shù)包括:放大倍數(shù)、數(shù)值孔徑和工作距離。
LL,~&5{ ①、放大倍數(shù)是指眼睛看到像的大小與對(duì)應(yīng)標(biāo)本大小的比值。它指的是長(zhǎng)度的比值而不是面積的比值。例:放大倍數(shù)為100×,指的是長(zhǎng)度是1μm的標(biāo)本,放大后像的長(zhǎng)度是100μm,要是以面積計(jì)算,則放大了10,000倍。顯微鏡的總放大倍數(shù)等于物鏡和目鏡放大倍數(shù)的乘積。
p$"*U[%l ②、數(shù)值孔徑也叫鏡口率,簡(jiǎn)寫NA 或A,是物鏡和聚光器的主要參數(shù),與顯微鏡的分辨力成正比。干燥物鏡的數(shù)值孔徑為0.05-0.95,油浸物鏡(香柏油)的數(shù)值孔徑為1.25。
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③、工作距離是指當(dāng)所觀察的標(biāo)本最清楚時(shí)物鏡的前端透鏡下面到標(biāo)本的蓋玻片上面的距離。物鏡的工作距離與物鏡的焦距有關(guān),物鏡的焦距越長(zhǎng),放大倍數(shù)越低,其工作距離越長(zhǎng)。例:10倍物鏡上標(biāo)有10/0.25和160/0.17,其中10為物鏡的放大倍數(shù);0.25為數(shù)值孔徑;160為鏡筒長(zhǎng)度(單位mm);0.17為蓋玻片的標(biāo)準(zhǔn)厚度(單位 mm)。10倍物鏡有效工作距離為6.5mm,40倍物鏡有效工作距離為0.48mm 。[3]
8\ :T*u3 物鏡-性質(zhì)
(,<?Pg7v:f =RQ>q 物鏡
XE>XzsnC 1.放大倍數(shù):物鏡的放大倍數(shù),是指物鏡在線長(zhǎng)度上放大實(shí)物倍數(shù)的能力指標(biāo)。有兩種表示方法,一種是直接在物鏡上刻度出如8×、10×、45×等;另一種則是在物鏡上刻度出該物鏡的焦距f,焦距越短,放大倍數(shù)越高。前一種物鏡放大倍數(shù)公式為M物=L/f物,L是光學(xué)鏡筒長(zhǎng)度,L值在設(shè)計(jì)時(shí)是很準(zhǔn)確的,但實(shí)際應(yīng)用時(shí),因不好量度,常用機(jī)械鏡筒長(zhǎng)度。機(jī)械鏡筒長(zhǎng)度是指從顯微鏡目鏡接口處之直線距離。每一物鏡上都用數(shù)字標(biāo)明了機(jī)械鏡筒長(zhǎng)度。
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