淺析光學(xué)顯微鏡的成像原理和放大倍數(shù)

光學(xué)顯微鏡的成像放大是由透鏡來實(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)要說明一下凸透鏡的幾種成象規(guī)律：

u>2f f<u<2f 成倒立 縮小 實(shí)像

f<u<2f u>2f 成倒立 放大 實(shí)像

u<f ____ 正立 放大 虛像

u=f 不成像

u=2f 成倒立 等大 實(shí)像

f 表示透鏡焦距

u 表示物體與透鏡之間距離（簡(jiǎn)稱物距）

透鏡是組成顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的最基本的光學(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凸透鏡后相交于一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)稱"焦點(diǎn)"，通過交點(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，而虛像不能。

使用無限遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)的顯微鏡主要由物鏡、管鏡和目鏡組成。標(biāo)本經(jīng)物鏡和管鏡放大后，形成放大倒立的實(shí)象；實(shí)象經(jīng)目鏡再次放大后，形成放大的虛象。標(biāo)本（AB）在物鏡（Lo）焦點(diǎn)上，通過物鏡（Lo）和管鏡（Le）在象方形成放大倒立的實(shí)象（A’B’）；靠近人眼一方的目鏡（Le）對(duì)中間象（A’B’）再次放大，在明視距離（對(duì)人眼來說約為250mm）處形成一個(gè)虛象（A”B”）。 人眼通過顯微鏡所觀察到的象就是一個(gè)被放大了的虛象A”B”。

顯微鏡放大倍數(shù)，是指被檢驗(yàn)物體經(jīng)物鏡放大再經(jīng)目鏡放大后，人眼所看到的最終圖象的大小對(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。