人類認識自然界大部分信息來自眼睛,在對周圍世界的認識中,總是希望看到細微的細節(jié)。眾多微觀世界的結構需要能夠分辨,并達到人裸眼分辨的狀態(tài),才能夠正常觀察。由于正常人眼在25cm明視狀態(tài)下,能夠分辨的距離是0.2mm,因此可以使用放大鏡將物體放大來觀察物體的細節(jié)。例如,用10倍的放大鏡可以將兩個質點間的距離放大10倍,肉眼即可以分辨出0.02mm之間的兩點,使物體看得更清晰。但放大鏡的倍數(shù)有限,不能達到更高的分辨率。因此,分辨本領和放大倍率成為電子顯微鏡要的兩大基本問題。此文重點已放大倍率為主題,展開詳細介紹: 放大倍率也是顯微鏡性能的一種指標。電子顯微鏡不僅需要有較佳的分辨本領,還需要有合理的放大倍率。只有通過合理地放大,人眼才能依靠電子顯微鏡的較佳分辨本領區(qū)分精細的物體和結構。 放大鏡是凸透鏡,其形狀為中間厚,邊緣薄。光線在均勻的各向同性介質中,兩點之間以直線傳播,當通過不同密度介質的透明物體時,則發(fā)生折射現(xiàn)象,使光線向中間匯聚。折射、聚焦是放大鏡的基本原理。當用放大鏡觀察物體時,眼睛在放大鏡上面,物體放在放大鏡下面。物體的光線穿過時,發(fā)生折射,使光線向中間匯聚,進入人眼。物體在人眼視網(wǎng)膜上所成像的大小與物體對眼所張的角成正比。視角愈大,像也愈大,愈能分辨物體的細節(jié)。
放大鏡工作原理
光學顯微鏡的物鏡,目鏡及聚光鏡等部件均由單個和多個透鏡組成。儀器總放大倍率是儀器各透鏡放大率的乘積,以光鏡為例:
放大倍率
式中,ML為總放大倍率,MO為物鏡放大倍率,Me為目鏡放大率。用油浸物鏡時,光鏡總放大倍率為:
放大倍率
如果增大Mo或透鏡數(shù)目,總放大倍率ML尚可增大,結果像雖然增大,但卻是模糊不清的。這種無意義的放大,稱空放大,確切地說就是超過有效放大率的放大稱為空放大。 有效放大率由式得出:
有效放大率
分辨本領為2埃的電鏡有效放大率:
有效放大率
即100萬倍,比光鏡大1000倍。 根據(jù)以上式中可以得出,有效放大率由分辨本領所決定,而分辨本領又是儀器儀表基礎的性能指標,若低于有效放大率則儀器沒有完全發(fā)揮其性能。若高于放大倍率就成無意義的放大了。
一、正確安裝
使用前,首先要把顯微鏡的目鏡和物鏡安裝上去。目鏡的安裝極為簡單,主要的問題在于物鏡的安裝,由于物鏡鏡頭較貴重,萬一學生安裝時螺紋沒合好,易摔到地上,造成鏡頭損壞,所以為了保險起見,強調學生安裝物鏡時用左手食指合中指托住物鏡,然后用右手將物鏡裝上去,這樣即使沒安裝好,也不會摔到地上。
二、正確對光
對光是使用顯微鏡時很重要的一步,有些學生在對光時,隨便轉一個物鏡對著通光孔,而不是按要求一定用低倍鏡對光。轉動反光鏡時喜歡用一只手,往往將反光鏡扳了下來。所以教師在指導學生時,一定要強調用低倍鏡對光,當光線較強時用小光圈,平面鏡,而光線較弱時則用大光圈,凹面鏡,反光鏡要用雙手轉動,當看到均勻光亮的圓形視野為止。光對好后不要隨便的移動顯微鏡,以免光線不能準確的通過反光鏡進入通光孔。
三、正確使用準焦螺旋
使用準焦螺旋調節(jié)焦距,找到物象可以說是顯微鏡使用中重要的一步,也是學生感覺較為困難的一步。學生在操作中極易出現(xiàn)以下錯誤:一是在高倍鏡下直接調焦;二是不管鏡筒上升或下降,眼睛始終在目鏡中看視野;三是不了解物距的臨界值,物距調到2~3厘米時還在往上調,而且轉動準焦螺旋的速度很快。前兩種錯誤結果往往造成物鏡鏡頭抵觸到裝片,損傷裝片或鏡頭,而第三種錯誤則是學生使用顯微鏡時常見的一種現(xiàn)象。針對以上錯誤,教師一定要向學生強調,調節(jié)焦距一定要在低倍鏡下調,先轉動粗準焦螺旋,使鏡筒慢慢下降,物鏡靠近載玻片,但注意不要讓物鏡碰到載玻片,在這個過程中眼睛要從側面看物鏡,然后用左眼朝目鏡內注視,并慢慢反向調節(jié)粗準焦螺旋,使鏡筒緩緩上升,直到看到物像為止,同時向學生說明一般顯微鏡的物距在1厘米左右,所以如果物距已遠遠超過1厘米,但仍未看到物象,那可能是標本未在視野內或轉動粗準焦螺旋過快,此時應調整裝片位置,然后再重復上述步驟,當視野中出現(xiàn)模糊的物象時,就要換用細準焦螺旋調節(jié),只有這樣,才能縮小尋找范圍,提高找到物象的速度。
四、物鏡轉換
使用低倍鏡后換用高倍鏡,學生往往喜歡用手指直接推轉物鏡,認為這樣比較省力,但這樣容易使物鏡的光軸發(fā)生偏斜,原因是轉換器的材料質地較軟,精度較高,螺紋受力不均勻很容易松脫。一旦螺紋破壞,整個轉換器就會報廢。教師應指導學生手握轉換器的下層轉動扳轉換物鏡。
五、光學玻璃清洗
光學玻璃用于的鏡頭、棱鏡、鏡片等。在制造和使用中容易沾上油污、水濕性污物、指紋等,影響成像及透光率。清洗光學玻璃,應根據(jù)污垢的特點、不同結構,選用不同的清洗劑,使用不同的清洗工具,選用不同的清洗方法。清洗鍍有增透膜的鏡頭,如照相機、幻燈機、顯微鏡的鏡頭,可用20%左右的酒精和80%左右的乙醚配置清洗劑進行清洗。清洗時應用軟毛刷或棉球沾有少量清洗劑,從鏡頭中心向外做圓運動。切忌把這類鏡頭浸泡在清洗劑中清洗,清洗鏡頭時不要用力擦拭,否則會損傷增透膜,損壞鏡頭。
清洗棱鏡、平面鏡的方法,可依照清洗鏡頭的方法進行。
使用上述清洗劑也能清洗光學玻璃上的油脂性霧、水濕性霧和油水混合性霧,其清洗方法和清洗鏡頭的方法相似。
光學玻璃表面發(fā)霉,是一種常見現(xiàn)象。當光學玻璃生霉后,光線在其表面發(fā)生散射,使成像模糊不清,嚴重者將使儀器報廢。光學玻璃生霉的原因多是因其表面附有微生物孢子,在溫度、濕度適宜,又有所需“營養(yǎng)物”時,便會快速生長,形成霉斑。對光學玻璃做好防霉防污尤為重要,一旦產(chǎn)生霉斑應立即清洗。
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