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生物顯微鏡|上海麥聚瑞電子儀器有限公司

生物顯微鏡

顯微鏡的基本結構可分為光學系統、光源照明系統和機械裝置三部分。下面分別對它們予以介紹。
一、生物顯微鏡的光學系統
顯微鏡的光學系統主要包括物鏡、目鏡、聚光鏡和光源系統四個主要部件。其次還包括濾光片、載玻片和蓋玻片。

（一）物鏡
物鏡一般都是在物鏡轉換器上旋著。它是顯微鏡的*主要部件。顯微鏡的放大及分辨作用主要由它來擔當。其優劣直接決定了顯微鏡的主要光學性能。普通物鏡的結構如圖10-2-1所示。



為了校正像差和色差（所謂像差是指所成的像與原物在形狀上的差別，色差是指所成的像與原物在顏色上的差別），物鏡都由多塊透鏡組成，而且放大倍數越高，結構越復雜。
普通物鏡所觀察到的像面總有些彎曲，即靠中間部分清晰，靠邊緣部分比較模糊。要想讓邊緣清楚，需要調節顯微鏡的微調鈕。但是邊緣部分清楚后，中間部分又變得模糊了。這除了不便觀察外，更主要地是無法對其進行攝影。平場物鏡可以較好地校正像面彎曲，使視場平坦。但其結構也相應地復雜些。
現在，多數高倍物鏡和油鏡內都裝有彈簧。在物鏡前端受壓時，鏡頭可以退縮回來。這樣一方面可以保護鏡頭，另一方面也不會把載玻片和蓋玻片壓碎。這種物鏡稱為彈簧物鏡。

１、物鏡的分類 顯微鏡的物鏡雖然細分起來多達數百種，但是一般可采用下述三種分法：
（１）按物鏡使用空間介質的不同可分為：
干燥系物鏡：使用時，物鏡與標本之間以空氣為介質。
油浸系物鏡：簡稱油鏡。使用時，物鏡與標本之間以油類為介質。
（２）按物鏡的放大倍數不同，可分為：
低倍物鏡：放大10倍以下；
中倍物鏡：放大10～25倍：
高倍物鏡：放大40～80倍；
油鏡：放大倍數一般為100倍。　
（３）按物鏡對像差和色差的校正程度不同，可分為：
消色差物鏡（ACH）；
復消色差物鏡（APO）；
平場消色差物鏡（PLAN ACH）；
平場半復消色差物鏡；
平場復消色差物鏡（PLAN APO）。
這五種物鏡的區別主要是消除色差與校正場曲的程度不同。其性能和復雜程度均是遞增的。即平場復消色差物鏡質量*好，但其價格也*高，結構也*復雜。

２．物鏡的識別物鏡通常都標有表示物鏡光學性能和使用條件的一些數字和符號。如“40/0.65”和“160/0.17”。此處的40表示它的放大倍數（有的寫成40×或40：1）；0.65表示它的“數值孔徑”（有的寫成N.A.0.65或A.0.65）；160表示使用該物鏡時，顯微鏡的機械筒長應為160mm（所謂機械筒長是指取下物鏡和目鏡以后，所剩下的鏡筒長度。顯微鏡的機械筒長現已統一規定為160mm）；0.17表示使用該物鏡時，蓋玻片的厚度應為0.17mm。有些低倍物鏡，在有、無蓋玻片的情況下都可以使用，所以不標0.17而代之以橫線“－”。有些油鏡上標有“油（或oil）”字。

（二）目鏡
普通目鏡的結構如圖10-2-2所示。目鏡通常插在鏡筒上。根據需要可以方便地拔插更換。其作用是把物鏡放大后的像作進一步的放大，使人眼能夠清楚地觀察標本。它有單目和雙目兩種工作方式。廉價顯微鏡多采用單目形式，使用時，只能用一只眼睛觀察。雙目顯微鏡配有兩個相同的目鏡，可供兩只眼睛同時觀察。一般的目鏡是由上下兩塊或兩組透鏡組成。下面的一塊大透鏡叫場鏡，上面的一塊小透鏡叫接目鏡。兩塊透鏡之間有一個環狀光欄，用它來限制視場的大小，只留下成像質量較好的像供觀察，通常把它叫做視場光欄。光欄上一般粘有一個細絲，用來指示特定的觀察目標。當此細絲掉下后，可粘一小段頭發或細銅絲代替。但要注意，其**要落在光欄平面內。否則，觀察時，指示不清晰。



目鏡可分為惠更斯目鏡、冉斯登目鏡、平場補償目鏡、平場廣視野目鏡和其它特殊目鏡等多種。其中，上下兩塊透鏡的凸透面都朝下的惠更斯目鏡在普通顯微鏡上用得*多。平場補償目鏡一般標有“p”，國產也有標有“PB”的。它和平場物鏡相配用。屬于**目鏡。

（三）聚光鏡
聚光鏡又叫集光器，一般安裝在鏡臺下面。它由手旋螺絲固定，安裝方便。通常，它由聚光鏡和可變光欄兩個部件組成。有的聚光鏡的下方還安裝有一個放置濾光片的圓環形架子。聚光鏡的作用一是將光源來的光線會聚到標本上，以便觀察。二是使照明光線獲得一個與物鏡數值孔徑相適應的孔徑角，以保證物鏡充分地被利用。普通聚光鏡的結構如圖10-2-3所示。可變光欄又叫光圈或虹彩光欄，裝在聚光鏡的下方，由十幾塊金屬薄片組成。中央通光孔為圓形，移動可變光欄的把手，可以任意調節通光孔的大小。改變聚光鏡的孔徑角，以配合物鏡的數值孔徑。
聚光器的主要參數是數值孔徑。但它的數值孔徑是可變的，受光欄孔的大小控制。光孔開大，數值孔徑增大，反之則減小。聚光鏡外殼上所標的是數值孔徑的*大值。
整個聚光鏡安裝在支承架上。支承架是由滑板連接，利用齒輪齒條，作高低升降夠動。聚光鏡的光軸應和顯微鏡物鏡的軸重合。當發現偏差時，可調節聚光器支承架兩側的中心調節螺釘，使二者重合。
除了上述普通的聚光鏡外，還有暗視場聚光鏡、相襯聚光鏡、偏光聚光鏡等多種不同用途的聚光鏡。以滿足不同場合的使用。
有的顯微鏡在鏡座部分還有一個聚光鏡，此聚光鏡僅僅起普通的會聚光線的作用。

（三）其它
1、濾光片
有些顯微鏡配有不同波長的濾光片供選用。顯微鏡所用的濾光片通常為幾個毫米厚的有色玻璃片。濾光片可以濾出與其本身顏色相同顏色的光。使用不同的濾光片，可以有選擇地使用不同顏色的照明光線，使觀察效果更佳。濾光片常被放置在聚光鏡*下方的圓環內，也有的放置在底座上。
2、載玻片和蓋玻片
顧名思義，載玻片是用來承載樣本的，蓋玻片是用來復蓋樣本的。即，通常觀察標本時，標本被夾在兩塊玻璃片之間，下面的一塊叫載玻片，上面的叫蓋玻片。二者一般是用長方形的透明玻璃片制成，只是薄厚有所區別。標準蓋玻片的厚度為0.17mm；載玻片的厚度則為1.1mm。即厚的一塊為載玻片，薄的一塊為蓋玻片。二者的長、寬相同，通常為45mm×26mm。
厚的一塊為載玻片，薄的一塊為蓋

玻片。二者的長、寬相同，通常為45mm×26mm。

二、生物顯微鏡光源照明系統

光源照明系統用來供給照亮標本用的光線。顯微鏡所用的光源有自然光和電光源兩種。對采用自然光的顯微鏡，其光源系統只有一個反射鏡。反射鏡又叫反光鏡。它安裝在聚光器下面的鏡臂上。反射鏡有兩個反射面：一面為平面，另一面為凹面。可在水平和垂直兩個方向上任意轉動。它的作用主要是改變室內光線的方向（凹面鏡也有一定的聚光作用），使光線射向聚光鏡。
現代顯微鏡多使用電光源進行照明。其光源系統由光源燈電路、光源燈、透鏡、反射鏡，聚光鏡等組成。整個光源照明系統安裝在燈座內。光源燈一般使用鎢燈或鹵鎢燈。燈的功率從十幾瓦到數十瓦不等。光源燈所使用的電壓通常為12V以下的低電壓，并要求電壓可調，以改變光線的亮度。在光源燈的電路部分通常都設有光亮調節器。通過調節光亮調節器，可以很方便地改變投照在標本上光的亮度。
光源燈的電路的結構形式多種多樣。但通常都是采用改變變壓器初級線圈電壓的方法來進行調壓的。常用的改變變壓器初級線圈電壓的方法有：改變變壓器初級所串聯的電阻分檔來改變變壓器的初級電壓；用單結晶體管或雙向二極管控制可控硅的導通角來改變變壓器的初級電壓等。具體電路這里不再介紹。

三、生物顯微鏡機械裝置

顯微鏡的機械裝置是為光學系統服務的。只有精密、靈活、準確的機械裝置與良好的光學系統密切配合，才能使顯微鏡發揮出良好性能。
圖10-2-4為一種普通雙目顯微鏡和一種雙目顯微鏡的結構。從圖中可知，一般顯微鏡的機械裝置由下列部件組成：


（一）鏡座與鏡臂

1、鏡座 鏡座又叫底座，是整個顯微鏡的基座。用以支撐整個鏡體。鏡座下面通常裝有四個支撐橡膠腳，以使儀器穩定放在工作臺上。
簡易顯微鏡的鏡座多呈馬蹄形，用鑄鐵制造。
電光源顯微鏡的鏡座多為方形，其內部裝有電光源系統。即照明燈、聚光鏡、反光鏡及光源燈電路等均裝在其鏡座內。底座側面裝有電源開關和光源亮度調節鈕，可根據不同的需要選擇合適的亮度。底座后面通常裝有電源插座及保險（絲）管。也有的將保險管裝在底部的。
2、鏡臂　呈弓形，立于鏡座的上端。對直筒顯微鏡來說，用它來支撐整個光學系統的大部分機械零件。其下有一個傾斜關節，用以傾斜鏡筒。對斜筒顯微鏡來說，鏡臂是固定的，主要用它來支撐鏡筒、載物臺等其他光學元件。

（二）鏡筒

鏡筒又叫目鏡頭，是金屬制的圓筒。其上端可插目鏡。單目顯微鏡鏡筒的下端連接物鏡，雙目及三目顯微鏡的下端為連接頭，被手旋螺釘固定在鏡臂上。需要時，旋動手旋螺釘，可以方便地將鏡筒從鏡臂上取下來。
1、單目鏡筒單目鏡筒又有直筒和斜筒之分。雙目和三目鏡筒則都是斜筒式的。直筒顯微鏡因使用不太方便，目前使用量較少。單目斜筒是在鏡筒內安裝一個反射棱鏡，標本通過物鏡到達鏡筒的光線被棱鏡以45度角反射進入目鏡。斜筒式可作360度旋轉，使用起來更加方便。
2、雙目鏡筒 雙目鏡筒由左右兩個鏡筒組成。鏡筒的下部裝有一套復雜的反射棱鏡機構。如圖10-2-5所示。


來自物鏡的光線經半五角棱鏡兩次反射后，折轉45度進入分光棱鏡。分光棱鏡由兩塊直角棱鏡膠合而成。膠合面上鍍有分光膜。當光到達分光膜時，有一半反射，進入下棱鏡，另一半光透過分光膜，進入上棱鏡。光線被上下兩個棱鏡（即直角棱鏡及空間棱鏡）反射后進入兩個目鏡中成像。
這里為了便于說明，將兩個目鏡畫成上下形式。實際使用的光路是將半五角鏡以后的所有部件轉動90度，將兩目鏡變成左右形式。
為了適應不同人的觀察，復合棱鏡兩側的反射棱鏡的間距通常都設計為可調的。目的是為了適應瞳距不同的人使用。調節范圍通常在55mm～75mm之間。雙目鏡筒一般設計成可伸縮調節方式。這是為了適應視力不同的人使用。調節范圍通常在500度近視和遠視之間。
3、三目鏡筒三目鏡筒是為攝影顯微配置的。它是在雙目鏡筒的上方又增加一個鏡筒。在此鏡筒上可加配照相機。這樣既可以觀察，又可以攝影。它有兩種方式：一種是安裝有一個可推拉的棱鏡。推入時供平時觀察用，拉出時光線全部進入攝影鏡筒供照相用。還有一種是既可觀察又可同時攝影的三目鏡筒。它的光線20％～30％供觀察用，70％～80％供攝影用。在攝影時，可用攝影目鏡進行調焦，當看到清晰的物像時，再攝影，便可攝出清晰的照片。

（三）物鏡轉換器

物鏡轉換器裝于鏡筒下端，用來安裝和轉換物鏡。按安裝物鏡的孔數不同，可分為兩孔式、三孔式、四孔式等幾種。以三、四孔具多。按定位方式的不同，物鏡轉換器可分為外定位式和內定位式兩種。但無論哪種方式，其基本結構都是由上下兩塊凸面朝下的圓盤組成。上面一塊固定在鏡筒的下端，稱為固定盤。下面一塊可以繞其中心的大頭螺釘旋轉，稱為轉動盤。物鏡就分別安裝在轉動盤的幾個對稱的螺絲口上。外定位式的轉換器，其定位彈簧安裝在外面；內定位式的轉換器，其定位彈**安裝在固定盤里面。當轉動盤旋轉至某一位置時，定位彈**上的凸棱落入定位槽中，發出咔嗒一聲響，便有一個物鏡進入光路。繼續旋轉轉動盤，可將各個物鏡依次調在顯微鏡的光軸位置上。
對物鏡轉換器的精度有兩點要求：同軸和齊焦。所謂同軸，是指每個物鏡被定位即調入光路后，物鏡和目鏡的光軸應在一條直線上。所謂齊焦，是指用低倍物鏡調焦后，從低倍轉換到高倍物鏡，無須使用粗調，即可初見物像（但允許細調）。齊焦又稱為“等高轉換”。

（四）載物臺與移動器　　

載物臺用于承放標本。它與顯微鏡的光軸垂直。為了便于操作，載物臺上可設一個移動器，叫做帶移動器的載物臺。當標本被夾入移動器后，使用移動器的橫向和縱向調節旋鈕或手輪，便可以上下左右移動標本，十分方便。這種載物臺與移動器是靠移動器上的一只滾花螺絲連接的。安裝移動器時，只要把移動器上兩個固定銷插入臺面的螺絲孔內，再擰緊滾花螺絲即行。圖10-2-6所示為一種移動器的結構。


6. 8.固定銷 7.滾花螺絲 9.縱向調節旋鈕 10.齒條
可升降式載物臺的結構比較復雜。這樣的載物臺通常由上下兩層構成。在上層的表面，還安裝有一個標本夾，用以夾持樣本。在載物臺的下方，還安裝有一個縱、橫向調節手輪。見圖10-2-4。
下層固定在鏡臂上，受粗調及細調控制。調節粗調及細調，載物臺可上下移動。
兩層之間靠燕尾槽（在下面粗調部分有詳細解釋）連在一起。在縱向手輪調節下，載物臺的上層可以前后移動一定距離。在上層的后部，設有橫向移動裝置，它受橫向手輪調節。調節橫向手輪，可使載物臺上的樣本左右移動。樣本移動范圍通常為75mm×50mm。

（五）粗動調焦機構

粗動調焦機構簡稱粗調，是用來快速調焦的裝置。它受粗調手輪控制。旋轉粗調手輪，可以使物、目鏡與載物臺相對明顯地移動。極限升降距離通常為30mm左右。
粗調有三種方式：一種是鏡筒升降式，一種是鏡臂升降式，第三種是載物臺升降式。無論哪種方式，粗調的基本結構都是由齒輪來帶動齒條運動。齒輪固定在粗動手輪的轉軸上，齒條固定在鏡筒、鏡臂上。齒輪和齒條咬合在一起。轉動手輪時，齒輪通過齒條帶動鏡筒（或鏡臂或載物臺）作相應的上升或下降。其上下運動的方向，由燕尾導軌作**控制。燕尾導軌是精密加工的部件，由燕尾條和燕尾槽組成。燕尾條在燕尾槽內滑動或燕尾槽在燕尾條上滑動。它們之間的配合緊密、平穩、沒有松動，可保證光學系統作平穩而準確的直線運動。
對一般載物臺升降式的粗調來說，其松緊是可調節的。在右方粗動手輪內側有一個壓直紋的手輪，將它順時針方向旋轉，粗動變緊；逆時針方向旋轉，粗動變松。

（六）微動調焦機構

微動調焦機構簡稱微調，是對顯微鏡作精細調焦用的裝置。它的總調節距離一般為1.8mm～3mm，由微動手輪控制。旋轉微動手輪時，通過多級齒輪變速傳動機構，能使載物臺作精細的緩慢升降移動，其光學系統也隨之非常慢地移動。通常上升或下降2mm的距離，需要轉動十幾圈。
生物顯微鏡微調裝置常見的有杠桿式、齒輪式和偏心輪式等多種結構。其具體結構比較復雜.
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