顯微鏡的基本光學(xué)原理
光線(xiàn)在均勻的各向同性介質(zhì)中，兩點(diǎn)之間以直線(xiàn)傳播，當通過(guò)不同密度介質(zhì)的透明物體時(shí)，則發(fā)生折射現象，這是由于光在不同介質(zhì)的傳播速度不同造成的。當與透明物面不垂直的光線(xiàn)由空氣射入透明物體(如玻璃)時(shí)，光線(xiàn)在其介面改變了方向，并和法線(xiàn)構成折射角。

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二． 透鏡的性能
透鏡是組成顯微鏡光學(xué)系統的最基本的光學(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(負透鏡)兩大類(lèi)。

當一束平行于光軸的光線(xiàn)通過(guò)凸透鏡后相交于一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)稱(chēng)“焦點(diǎn)”，通過(guò)交點(diǎn)并垂直光軸的平面，稱(chēng)“焦平面”。焦點(diǎn)有兩個(gè)，在物方空間的焦點(diǎn)，稱(chēng)“物方焦點(diǎn)”，該處的焦平面，稱(chēng)“物方焦平面”；反之，在象方空間的焦點(diǎn)，稱(chēng)“象方焦點(diǎn)”，該處的焦平面，稱(chēng)“象方焦平面”。

光線(xiàn)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)像可在屏幕上顯現出來(lái)，而虛像不能。

三． 影響成像的關(guān)鍵因素—相差
由于客觀(guān)條件，任何光學(xué)系統都不能生成理論上理想的象，各種象差的存在影響了成像質(zhì)量。下面分別簡(jiǎn)要介紹各種相差。
1． 色差（Chromatic aberration）
色差是透鏡成像的一個(gè)嚴重缺陷，發(fā)生在多色光為光源的情況下，單色光不產(chǎn)生色差。白光由紅 橙 黃 綠 青 藍 紫 七種組成，各種光的波長(cháng)不同 ，所以在通過(guò)透鏡時(shí)的折射率也不同，這樣物方一個(gè)點(diǎn)，在象方則可能形成一個(gè)色斑。
色差一般有位置色差，放大率色差。位置色差使像在任何位置觀(guān)察，都帶有色斑或暈環(huán)，使像模糊不清。而放大率色差使像帶有彩色邊緣

2． 球差(Spherical aberration)

球差是軸上點(diǎn)的單色相差，是由于透鏡的球形表面造成的。球差造成的結果是，一個(gè)點(diǎn)成像后，不在是個(gè)亮點(diǎn)，而是一個(gè)中間亮 邊緣逐漸模糊的亮斑。從而影響成像質(zhì)量。
球差的矯正常利用透鏡組合來(lái)消除，由于凸、凹透鏡的球差是相反的，可選配不同材料的凸凹透鏡膠合起來(lái)給予消除。舊型號顯微鏡，物鏡的球差沒(méi)有完全矯正，應與相應的補償目鏡配合，才能達到糾正效果。一般新型顯微鏡的球差完全由物鏡消除。

3． 慧差(Coma)

慧差屬軸外點(diǎn)的單色相差。軸外物點(diǎn)以大孔徑光束成象時(shí)，發(fā)出的光束通過(guò)透鏡后，不再相交一點(diǎn)，則一光點(diǎn)的象便會(huì )得到一逗點(diǎn)壯，型如慧星，故稱(chēng)“慧差”。

4． 象散（Astigmatism）

象散也是影響清晰度的軸外點(diǎn)單色相差。當視場(chǎng)很大時(shí)，邊緣上的物點(diǎn)離光軸遠，光束傾斜大，經(jīng)透鏡后則引起象散。象散使原來(lái)的物點(diǎn)在成象后變成兩個(gè)分離并且相互垂直的短線(xiàn)，在理想象平面上綜合后，形成一個(gè)橢圓形的斑點(diǎn)。象散是通過(guò)復雜的透鏡組合來(lái)消除。

5． 場(chǎng)曲（Curvature of field）

場(chǎng)曲又稱(chēng)“象場(chǎng)彎曲”。當透鏡存在場(chǎng)曲時(shí)，整個(gè)光束的交點(diǎn)不與理想象點(diǎn)重合，雖然在每個(gè)特定點(diǎn)都能得到清晰的象點(diǎn)，但整個(gè)象平面則是一個(gè)曲面。這樣在鏡檢時(shí)不能同時(shí)看清整個(gè)相面，給觀(guān)察和照相造成困難。因此研究用顯微鏡的物鏡一般都是平場(chǎng)物鏡，這種物鏡已經(jīng)矯正了場(chǎng)曲；。

6． 畸變（Distortion）
前面所說(shuō)各種相差除場(chǎng)曲外，都影響象的清晰度?；兪橇硪环N性質(zhì)的相差，光束的同心性不受到破壞。因此，不影響象的清晰度，但使象與原物體比，在形狀上造成失真。

（1） 當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?xún)?、焦點(diǎn)以外形成縮小的倒立實(shí)象；
（2） 當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；
（3） 當物體位于透鏡物方二倍焦距以?xún)?，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；
（4） 當物體位于透鏡物方焦點(diǎn)上時(shí)，則象方不能成象；
（5） 當物體位于透鏡物方焦點(diǎn)以?xún)葧r(shí)，則象方也無(wú)象的形成，而在透鏡物方的同側比物體遠的位置形成放大的直立虛象。
顯微鏡的成象原理就是利用上述（3）和（5）的規律把物體放大的。當物體處在物鏡前F-2F（F為物方焦距）之間，則在物鏡象方的二倍焦距以外形成放大的倒立實(shí)象。在顯微鏡的設計上，將此象落在目鏡的一倍焦距F1之內，使物鏡所放大的第一次象（中間象），又被目鏡再一次放大，最終在目鏡的物方（中間象的同側）、人眼的明視距離（250mm）處形成放大的直立（相對中間象而言）虛象。因此，當我們在鏡檢時(shí)，通過(guò)目鏡（不另加轉換棱鏡）看到的象于原物體的象，方向相反。
四．顯微鏡光學(xué)系統簡(jiǎn)介?
1 長(cháng)筒光學(xué)系統

2 萬(wàn)能無(wú)限遠校正光學(xué)系統：是目前最先進(jìn)的光路設計，它分體現了無(wú)限遠校正方式的優(yōu)越性。光線(xiàn)通過(guò)物鏡后成為平行光束通過(guò)鏡筒，并在結象透鏡處折射或完成無(wú)相差的中間象。物鏡與觀(guān)察筒內結象透鏡之間可添加光學(xué)附件，而不影響總放大倍數。另外這種光學(xué)系統不需要安裝附加校正透鏡，都能得到最佳的顯微圖象。

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