光学显微镜的历史及基础知识

光学显微镜的历史及基础知识

光学显微镜

optical microscope

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。

简史 早在公元前 1世纪，人们就已发觉通过球形透明物体去观看微小物体时能够使其放大成像。后来慢慢对球形玻璃表面能使物体放大成像的规律有了熟悉。1590年，荷兰和意大利的眼镜制造者已经造出类似显微镜的放大仪器。1610年前后，意大利的伽利略和德国的J.开普勒在研究望远镜的同时，改变物镜和目镜之间的距离，得出合理的显微镜光路结构，那时的光学工匠遂纷纷从事显微镜的制造、推行和改良。17世纪中叶，英国的R.胡克和荷兰的 列文胡克都对显微镜的进展作出了卓越的奉献。1665年前后，胡克在显微镜中加入粗动和微动调焦机构、照明系统和承载标本片的工作台。这些部件通过不断改良，成为现代显微镜的大体组成部份。1673～1677年期间，列文胡克制成单组元放大镜式的高倍显微镜,其中9台保留至今。胡克和列文胡克利用自制的显微镜在动、植物机体微观结构的研究方面取得了杰出的成绩。19世纪，高质量消色差浸液物镜的显现使显微镜观看微细结构的能力大为提高。1827 年.阿米奇第一个采纳浸液物镜。19世纪70年代，德国人E.阿贝奠定了显微镜成像的古典理论基础。这些都增进了显微镜制造和显微观看技术的迅速进展，并为

19世纪后半叶包括R.科赫、L.巴斯德等在内的生物学家和医学家发觉细菌和微生物提供了有力的工具。

在显微镜本身结构进展的同时，显微观看技术也在不断创新：1850年显现了偏光显微术，1893年显现了干与显微术，1935年荷兰物理学家F.泽尔尼克制造了相衬显微术，他为此在1953年被授予诺贝尔物理学奖金。

古典的光学显微镜只是光学元件和周密机械元件的组合，它以人眼作为接收器来观看放大的像。后来在显微镜中加入了摄影装置，以感光胶片作为能够记录和存储的接收器。现代又普遍采纳光电元件、电视摄象管和电荷耦合器等作为显微镜的接收器，配以微型电子运算机后组成完整的图象信息搜集和处置系统。

工作原理表面为曲面的玻璃或其他透明材料制成的光学透镜能够使物体放大成像。光学显微镜确实是利用这一原理把微小物体放大到人眼足以观看的尺寸。近代的光学显微镜通常采纳两级放大，别离由物镜和目镜完成。被观看物体AB位于物镜的前方,被物镜作第一级放大后成一倒立的实象A1B1。然后此实像再被目镜作第二级放大，成一虚象A2B2,人眼看到的确实是虚像A2B2。

显微镜的总放大倍率为

显微镜总放大倍率＝物镜放大倍率×目镜放大倍率

放大倍率是指直线尺寸的放大比而不是面积比。在用人眼直接观看的显微镜中,

能够在实像面A1B1处放置一块薄型平板玻璃片，其上刻有某种图案的线条，例如十字线。当实像A1B1和这些刻线叠合在一路时,利用这些刻线就能够对物体进行对准定位或尺寸测量。这种放置在实像面处的薄型平板玻璃片通称分划板。在新型的以光电元件作为接收器的光学显微镜中，电视摄象管的靶面或其他光电元件的接收面就设置在实像面上。

组成 光学显微镜由载物台、聚光照明系统、物镜、目镜和调焦机构组成。

载物台 用于承放被观看的物体。利用调焦旋钮能够驱动调焦机构使载物台作粗调和微调的起落运动，使被观看物体调焦清楚成象。它的上层能够在水平面内沿、方向作周密移动和在水平面内转动，把被观看的部位调放到视场中心。

聚光照明系统 由灯源和聚光镜组成。当被观看物体本身不发光时，由外界光源给以照明。照明灯的光谱特性必需与显微镜的接收器的工作波段相适应。聚光镜的功能是使更多的光能集中到被观看的部位。

物镜位于被观看物体周围实现第一级放大的镜头。在物镜转换器上同时装着几个不同放大倍率的物镜。转动转换器可让不同倍率的物镜进入工作光路。物镜放大倍率一样为5～100倍。物方视场直径（即通过显微镜能看到的图像范围）约为 11-20