顯微鏡的成像原理

在說原理前，我們應(yīng)該先知道顯微鏡的分類，分為：光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡。

1.光學(xué)顯微鏡的成像原理

光學(xué)顯微鏡成像原理圖

光學(xué)顯微鏡主要由目鏡、物鏡、載物臺(tái)和反光鏡組成。目鏡和物鏡都是凸透鏡，焦距同。物鏡的凸透鏡焦距小于目鏡的凸透鏡的焦距。物鏡相當(dāng)于投影儀的鏡頭，物體通過物鏡成倒立、放大的實(shí)像。目鏡相當(dāng)于普通的放大鏡，該實(shí)像又通過目鏡成正立、放大的虛像。經(jīng)顯微鏡到人眼的物體都成倒立光學(xué)顯微鏡的原理放大的虛像。反光鏡用來反射，照亮被觀察的物體。反光鏡一般有兩個(gè)反射面：一個(gè)是平面鏡，在光線較強(qiáng)時(shí)使用;一個(gè)是凹面鏡，在光線較弱時(shí)使用，可會(huì)聚光線。

2.電子顯微鏡成像原理

SEM成像原理圖

電子顯微鏡是根據(jù)電子光學(xué)原理，用電子束和電子透鏡代替光束和光學(xué)透鏡，使物質(zhì)的細(xì)微結(jié)構(gòu)在非常高的放大倍數(shù)下成像的儀器。電子顯微鏡的分辨能力以它所能分辨的相鄰兩點(diǎn)的小間距來表示。20世紀(jì)70年代，透射式電子顯微鏡的分辨率約為0.3納米(人眼的分辨本領(lǐng)約為0.1毫米)。現(xiàn)在電子顯微鏡大放大倍率超過300萬倍，而光學(xué)顯微鏡的大放大倍率約為2000倍，所以通過電子顯微鏡就能直接觀察到某些重金屬的原子和晶體中排列整齊的原子點(diǎn)陣。

※光源(天然光或人工光源) 反光鏡 光圈 物體 物鏡(凸透鏡) 在鏡筒內(nèi)形成物體放大的實(shí)像 目鏡 把經(jīng)物鏡形成放大的實(shí)像進(jìn)一步放大

※顯微鏡放大倍數(shù)=物鏡放大倍數(shù) 目鏡放大倍數(shù)

高倍顯微鏡的使用

1.用低倍顯微鏡觀察

取鏡：右手握鏡臂，左手托鏡座。

安放：顯微鏡放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的前方稍偏左。

對光：a. 轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器，使低倍物鏡對準(zhǔn)通光孔。

b. 選一較大的光圈對準(zhǔn)通光孔，左眼注視目境，轉(zhuǎn)動(dòng)反光鏡，使光線通過通光孔反射到鏡筒內(nèi)，通過目鏡，可能看到白亮的視野。(如圖)低倍鏡觀察：

注意事項(xiàng)：

a. 把所要觀察的玻片標(biāo)本放在載物臺(tái)上，用壓片夾壓住，標(biāo)本要正對通光孔的中心。

b. 轉(zhuǎn)動(dòng)粗準(zhǔn)焦螺旋，使鏡筒緩緩下降，直到物鏡接近玻片標(biāo)本為止(此時(shí)實(shí)驗(yàn)者的眼睛應(yīng)當(dāng)看物鏡鏡頭與標(biāo)本之間，以免物鏡與標(biāo)本相撞)。

c. 左眼看目鏡內(nèi)，同時(shí)反向緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)粗準(zhǔn)焦螺旋，使鏡筒上升，直到看到物像為止，再稍稍轉(zhuǎn)動(dòng)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋，使看到的物像更加清晰。

2.高倍鏡觀察

a. 移動(dòng)裝片，在低倍鏡下使需要放大觀察的部分移動(dòng)到視野中央。

b. 轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器，移走低倍物鏡，轉(zhuǎn)換為高倍物鏡。

c. 調(diào)節(jié)光圈，使視野亮度適宜。

d. 緩緩調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋，使物像清晰

原理說明：

(1)識(shí)別鏡頭：

(2)放大倍數(shù)：物鏡越長，放大倍數(shù)越大;目鏡越長，放大倍數(shù)越小。放大的是物體的直線長度和寬度而不是面積。

放大倍數(shù)小，細(xì)胞物像小，但看到的細(xì)胞數(shù)目多，視野大;

放大倍數(shù)大，細(xì)胞物像大，但看到的細(xì)胞數(shù)目少，視野小;

(3)工作距離：

(4)明暗程度：

① 光圈小，成像暗;光圈大，成像亮

② 用平面反光鏡，成像相對暗;用凹面反光鏡，成像相對亮

③ 高倍鏡下視野暗;低倍鏡下視野亮 高倍鏡下只有透過少量細(xì)胞的光線進(jìn)入到人眼中，就感覺視野一些;低倍鏡下透過較多細(xì)胞的光線進(jìn)入到人眼中，就感覺視野亮一些。

(5)物像：鏡下見到的是完全的倒像，但是物體的運(yùn)動(dòng)方向不變，即標(biāo)本中細(xì)胞質(zhì)是順時(shí)針方向流動(dòng)的，鏡下仍為順時(shí)針流動(dòng)。

(6)污物的位置：

(7)普通光學(xué)顯微鏡下可以見到的細(xì)胞結(jié)構(gòu)有：細(xì)胞壁、細(xì)胞核、液泡、葉綠體、線粒體、核仁，在質(zhì)壁分離時(shí)可見到細(xì)胞膜，有絲分裂時(shí)可見到染色體。

(8)玻片標(biāo)本：必須是透明的，要使光線能透過標(biāo)本內(nèi)部。常用的種類有切片(洋蔥根尖縱切片);裝片(洋蔥表皮臨時(shí)裝片);壓片(洋蔥根尖臨時(shí)壓片觀察有絲分裂);涂片(血涂片、自生固氮菌的臨時(shí)涂片)。

臨時(shí)裝片的制作

1.準(zhǔn)備：

(1)用潔凈的紗布把載玻片和蓋玻片擦拭干凈。

(2)把載玻片放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，用吸管在載玻片的中央滴一滴清水。

2.制片

(1)用鑷子取材。(如：從洋蔥鱗片葉子內(nèi)側(cè)的表皮上，撕取一小塊透明薄膜)

(2) 把材料(如：撕下的薄膜)浸入載玻片上的水滴中，用鑷子把薄膜展平。

(3)用鑷子夾起蓋玻片，使它的一邊先接觸載玻片上的水滴，然后輕輕地蓋在薄膜上，避免蓋玻片下面出現(xiàn)氣泡。

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