显微镜的物镜有什么作用？

物镜是决定显微镜性能的最重要部件，安装在物镜转换器上，接近被观察的物体，故叫做物镜或接物镜。

物镜的放大倍数与其长度成正比。物镜放大倍数越大，物镜越长。

光学显微镜（Optical Microscope，简写OM）是利用光学原理，把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器。

1．物镜的分类

物镜根据使用条件的不同可分为干燥物镜和浸液物镜；其中浸液物镜又可分为水浸物镜和油浸物镜（常用放大倍数为90—100倍）。

根据放大倍数的不同可分为 低倍物镜（10倍以下）、中倍物镜（20倍左右）高倍物镜（40—65倍）。

根据像差矫正情况，分为消色差物镜（常用，能矫正光谱中两种色光的色差的物镜）和复色差物镜（能矫正光谱中三种色光的色差的物镜，价格贵，使用少）。

2、物镜的主要参数：

物镜主要参数包括：放大倍数、数值孔径和工作距离。

①、放大倍数是指眼睛看到像的大小与对应标本大小的比值。它指的是长度的比值而不是面积的比值。例：放大倍数为100×，指的是长度是1μm的标本，放大后像的长度是100μm，要是以面积计算，则放大了10,000倍。

显微镜的总放大倍数等于物镜和目镜放大倍数的乘积。

②、数值孔径也叫镜口率，简写NA 或A，是物镜和聚光器的主要参数，与显微镜的分辨力成正比。干燥物镜的数值孔径为0.05-0.95，油浸物镜（香柏油）的数值孔径为1.25。

③、工作距离是指当所观察的标本最清楚时物镜的前端透镜下面到标本的盖玻片上面的距离。物镜的工作距离与物镜的焦距有关，物镜的焦距越长，放大倍数越低，其工作距离越长。例：10倍物镜上标有10/0.25和160/0.17，其中10为物镜的放大倍数；0.25为数值孔径；160为镜筒长度（单位mm）；0.17为盖玻片的标准厚度（单位 mm）。10倍物镜有效工作距离为6.5mm，40倍物镜有效工作距离为0.48mm 。3、物镜的作用是将标本作第一次放大，它是决定显微镜性能的最重要的部件——分辨力的高低。

分辨力也叫分辨率或分辨本领。分辨力的大小是用分辨距离（所能分辨开的两个物点间的最小距离）的数值来表示的。在明视距离（25cm）之处，正常人眼所能看清相距0.073mm的两个物点，这个0.073mm的数值，即为正常人眼的分辨距离。显微镜的分辨距离越小，即表示它的分辨力越高，也就是表示它的性能越好。

显微镜的分辨力的大小由物镜的分辨力来决定的，而物镜的分辨力又是由它的数值孔径和照明光线的波长决定的。

当用普通的中央照明法（使光线均匀地透过标本的明视照明法）时，显微镜的分辨距离为d=0.61λ/NA

式中d——物镜的分辨距离，单位 nm。

λ——照明光线波长，单位 nm。

NA ——物镜的数值孔径

例如油浸物镜的数值孔径为1.25，可见光波长范围为400—700nm ，取其平均波长550 nm，则d=270 nm，约等于照明光线波长一半。一般地，用可见光照明的显微镜分辨力的极限是0.2μm。

（二）、目镜

因为它靠近观察者的眼睛，因此也叫接目镜。安装在镜筒的上端。

1．目镜的结构

通常目镜由上下两组透镜组成，上面的透镜叫做接目透镜，下面的透镜叫做会聚透镜或场镜。上下透镜之间或场镜下面装有一个光阑（它的大小决定了视场的大小），因为标本正好在光阑面上成像，可在这个光阑上粘一小段毛发作为指针，用来指示某个特点的目标。也可在其上面放置目镜测微尺，用来测量所观察标本的大小。

目镜的长度越短，放大倍数越大（因目镜的放大倍数与目镜的焦距成反比）。

2．目镜的作用

是将已被物镜放大的，分辨清晰的实像进一步放大，达到人眼能容易分辨清楚的程度。

常用目镜的放大倍数为5—16倍。

3．目镜与物镜的关系

物镜已经分辨清楚的细微结构，假如没有经过目镜的再放大，达不到人眼所能分辨的大小，那就看不清楚；但物镜所不能分辨的细微结构，虽然经过高倍目镜的再放大，也还是看不清楚，所以目镜只能起放大作用，不会提高显微镜的分辨率。有时虽然物镜能分辨开两个靠得很近的物点，但由于这两个物点的像的距离小于眼睛的分辨距离，还是无法看清。所以，目镜和物镜即相互联系，又彼此制约

光阑按其作用分为两种：孔径光阑和视场光阑 （1）孔径光阑，对轴上物点光束的口径（立体角或者发光截面）限制得最多的光阑称为孔径光阑。 （2）视场光阑，所谓视场就是能成像的物面范围，对光具组成像的视场限制最多的光阑称为视场光阑。 它是显微镜照明光路系统中的重要部件之一. 通常是装设在显微镜的底座面上，有保护外罩兼作视场光阑的调节转盘，为便于转动，转盘外围做得较厚大而且滚了花边并在周边上标有刻度作参考. 视场光阑由10片或更多的页片组成一个接近于圆形的多边形通光光圈，从显微镜的样品视域中可以看到视场光阑经聚光镜所成的多边形像， 但是视场光阑不可以任意开大或收小！它只能按照库勒照明系统的要求并依据所使用的物镜倍数来调节其适当的大小. 透射光显微镜的光源，不论是外接的灯室或内置的，都要经底座内的集光－聚光系统和反光镜，把原来水平传送的照明光折转90°而垂直向上经视场光阑出射到聚光镜系统中. 简单地说光阑就是控制光束通过多少的设备。主要用于调节通过的光束的强弱等。

在光学显微镜下无法看清小于0.2µm的细微结构，这些结构称为亚显微结构或超微结构。要想看清这些结构，就必须选择波长更短的光源，以提高显微镜的分辨率。1932年Ruska发明了以电子束为光源的透射电子显微镜，电子束的波长要比可见光和紫外光短得多，并且电子束的波长与发射电子束的电压平方根成反比，也就是说电压越高波长越短。目前TEM的分辨力可达0.2nm。

透射式电子显微镜(TEM)与投射式光学显微镜的原理很相近，图4-12所绘为两者的简化光路图，从图中可以看出，它们的光源、透镜虽不相同，但照放大和成像的方式却完全一致。

在实际情况下无论是光镜还是电镜，其内部结构都要比图示复杂得多，图中的聚光镜(condonser lens)、物镜(object lens)和投影镜(projection lens)为光路中的主要透镜，实际制作中它们往往各是一组(多块透镜构成)，在设计电镜时为达到所需的放大率、减少畸变和降低像差，又常在投影镜之上增加一至两级中间镜(intemediate lens)。透射式电子显微镜的总体结构包括镜体和辅助系统两大部分，镜体部分包含:①照明系统(电子枪G，聚光镜C1、C2)，②成像系统(样品室，物镜O，中间镜I1、I2，投影 镜P1、P2)，③观察记录系统(观察室、照相室)，④调校系统(消像散器、束取向调 整器、光阑)。辅助系统包含:①真空系统(机械泵、扩散泵、真空阀、真空规)，②电路系统(电源变换、调整控制)，③水冷系统。图4-13(a)为典型透射电镜的电子光学系统 构成及成像原理示意图，其中只包含了电镜镜体内的照明系统和成像系统两部分图4-13(b)为透射电镜的镜体外形结构对照示意图。

透射电镜的总体工作原理是:由电子枪发射出来的电子束，在真空通道中沿着镜体光轴穿越聚光镜，通过聚光镜将之会聚成一束尖细、明亮而又均匀的光斑，照射在样品室内的样品上透过样品后的电子束携带有样品内部的结构信息，样品内致密处透过的电子量少，稀疏处透过的电子量多经过物镜的会聚调焦和初级放大后，电子束进入下级的中间透镜和第1、第2投影镜进行综合放大成像，最终被放大了的电子影像投射在观察室内的荧光屏板上荧光屏将电子影像转化为可见光影像以供使用者观察。本节将分别对各系统中的主要结构和原理予以介绍。

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