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顯微鏡的成象（幾何成象）原理
閱讀：707 發(fā)布時(shí)間：2017-6-22
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們?cè)絹?lái)越需要觀察微觀世界，顯微鏡正是這樣的設(shè)備，它突破了人類的視覺(jué)極限，使之延伸到肉眼無(wú)法看清的細(xì)微結(jié)構(gòu)。
顯微鏡是從十五世紀(jì)開(kāi)始發(fā)展起來(lái)。從簡(jiǎn)單的放大鏡的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出來(lái)的單透鏡顯微鏡，到結(jié)構(gòu)復(fù)雜的復(fù)式顯微鏡，以及相差，熒光，偏光，顯微觀察方式的出現(xiàn)，使之更廣范地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)，生物學(xué)，金屬材料，化工等領(lǐng)域。
第二章 顯微鏡的基本光學(xué)原理
一． 折射和折射率
光線在均勻的各向同性介質(zhì)中，兩點(diǎn)之間以直線傳播，當(dāng)通過(guò)不同密度介質(zhì)的透明物體時(shí)，則發(fā)生折射現(xiàn)象，這是由于光在不同介質(zhì)的傳播速度不同造成的。當(dāng)與透明物面不垂直的光線由空氣射入透明物體(如玻璃)時(shí)，光線在其介面改變了方向，并和法線構(gòu)成折射角。
二． 透鏡的性能
透鏡是組成顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的zui基本的光學(xué)元件，物鏡目鏡及聚光鏡等部件均由單個(gè)和多個(gè)透鏡組成。依其外形的不同，可分為凸透鏡(正透鏡)和凹透鏡(負(fù)透鏡)兩大類。
當(dāng)一束平行于光軸的光線通過(guò)凸透鏡后相交于一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)稱“焦點(diǎn)”，通過(guò)交點(diǎn)并垂直光軸的平面，稱“焦平面”。焦點(diǎn)有兩個(gè)，在物方空間的焦點(diǎn)，稱“物方焦點(diǎn)”，該處的焦平面，稱“物方焦平面”；反之，在象方空間的焦點(diǎn)，稱“象方焦點(diǎn)”，該處的焦平面，稱“象方焦平面”。
光線通過(guò)凹透鏡后，成正立虛像，而凸透鏡則成正立實(shí)像。實(shí)像可在屏幕上顯現(xiàn)出來(lái)，而虛像不能。
三 顯微鏡的成象（幾何成象）原理
顯 微鏡之所以能將被檢物體進(jìn)行放大，是通過(guò)透鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)的。單透鏡成象具有象差，嚴(yán)重影響成象質(zhì)量。因此顯微鏡的主要光學(xué)部件都由透鏡組合而成。從透鏡的性能 可知，只有凸透鏡才能起放大作用，而凹透鏡不行。顯微鏡的物鏡與目鏡雖都由透鏡組合而成，但相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡。為便于了解顯微鏡的放大原理，簡(jiǎn)要說(shuō)明一下 凸透鏡的5種成象規(guī)律：
（1） 當(dāng)物體位于透鏡物方二倍焦距以外時(shí)，則在象方二倍焦距以內(nèi)、焦點(diǎn)以外形成縮小的倒立實(shí)象；
?。?） 當(dāng)物體位于透鏡物方二倍焦距上時(shí)，則在象方二倍焦距上形成同樣大小的倒立實(shí)象；
?。?） 當(dāng)物體位于透鏡物方二倍焦距以內(nèi)，焦點(diǎn)以外時(shí)，則在象方二倍焦距以外形成放大的倒立實(shí)象；
?。?） 當(dāng)物體位于透鏡物方焦點(diǎn)上時(shí)，則象方不能成象；
（5） 當(dāng)物體位于透鏡物方焦點(diǎn)以內(nèi)時(shí)，則象方也無(wú)象的形成，而在透鏡物方的同側(cè)比物體遠(yuǎn)的位置形成放大的直立虛象。