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- 楊云 先生
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顯微鏡是由一個(gè)透鏡或幾個(gè)透鏡的組合構(gòu)成的一種光學(xué)儀器,是進(jìn)入原子時(shí)代的標(biāo)志。主要用于放大微小物體成為人的肉眼所能看到的儀器。顯微鏡分光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡:光學(xué)顯微鏡是在1590年由荷蘭的楊森父子所?,F(xiàn)在的光學(xué)顯微鏡可把物體放大1600倍,分辨的小限達(dá)0.1微米,國內(nèi)顯微鏡機(jī)械筒長度一般是160mm。
種類
光學(xué)顯微鏡的很多,除一般的外,主要有:
暗視野顯微鏡
一種具有暗視野聚光鏡,從而使照明的光束不從部分射入,而從四周射向標(biāo)本的顯微鏡。
熒光顯微鏡
以紫外線為光源,使被照射的物體發(fā)出熒光的顯微鏡。電子顯微鏡是在1931年在德國柏林由克諾爾和哈羅斯卡先裝配完成的。這種顯微鏡用電子束代替光束。由于電子流的波長比光波短得多,所以電子顯微鏡的放大倍數(shù)可達(dá)80,分辨的小限達(dá)0.2納米。1963年開始使用的掃描電子顯微鏡更可使人看到物體表面的微小結(jié)構(gòu)。
主要用途
顯微鏡被用來放大微小物體的圖像。一般應(yīng)用于對(duì)生物、醫(yī)藥、微觀粒子等觀測。
(1)利用微微動(dòng)載物臺(tái)之移動(dòng),配全目鏡之十字座標(biāo)線,作長度量測。
(2)利用旋轉(zhuǎn)載物臺(tái)與目鏡下端之游標(biāo)微分角度盤,配全合目鏡之址字座標(biāo)線,作角度量測,令待測角一端對(duì)準(zhǔn)十字線與之重合,然后再讓另一端也重合。
(3)利用標(biāo)準(zhǔn)檢測螺紋的節(jié)距、節(jié)徑、外徑、牙角及牙形等尺寸或外形。
(4)檢驗(yàn)金相表面的晶粒狀況。
?。?)檢驗(yàn)工件加工表面的情況。
(6)檢測微小工件的尺寸或輪廓是否與標(biāo)準(zhǔn)片相。
儀器結(jié)構(gòu)
光學(xué)顯微鏡結(jié)構(gòu)
普通光學(xué)顯微鏡的構(gòu)造主要分為三部分:機(jī)械部分、照明部分和光學(xué)部分。 ◆機(jī)械部分 顯微鏡結(jié)構(gòu)圖(1)鏡座:是顯微鏡的底座,用以支持整個(gè)鏡體。 ?。?)鏡柱:是鏡座上面直立的部分,用以連接鏡座和鏡臂。 ?。?)鏡臂:一端連于鏡柱,一端連于鏡筒,是取放顯微鏡時(shí)手握部位。 ?。?)鏡筒:連在鏡臂的前上方,鏡筒上端裝有目鏡,下端裝有物鏡轉(zhuǎn)換器。 (5)物鏡轉(zhuǎn)換器(旋轉(zhuǎn)器):接于棱鏡殼的下方,可自由轉(zhuǎn)動(dòng),盤上有3-4個(gè)圓孔,是安裝物鏡部位,轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器,可以調(diào)換不同倍數(shù)的物鏡,當(dāng)聽到碰叩聲時(shí),方可進(jìn)行觀察,此時(shí)物鏡光軸恰好對(duì)準(zhǔn)通光孔中心,光路接通。轉(zhuǎn)換物鏡后,不允許使用粗調(diào)節(jié)器,只能用細(xì)調(diào)節(jié)器,使像清晰。 (6)鏡臺(tái)(載物臺(tái)):在鏡筒下方,形狀有方、圓兩種,用以放置玻片標(biāo)本,有一通光孔,我們所用的顯微鏡其鏡臺(tái)上裝有玻片標(biāo)本推進(jìn)器(推片器),推進(jìn)器左側(cè)有彈簧夾,用以夾持玻片標(biāo)本,鏡臺(tái)下有推進(jìn)器調(diào)節(jié)輪,可使玻片標(biāo)本作左右、前后方向的移動(dòng)。 (7)調(diào)節(jié)器:是裝在鏡柱上的大小兩種螺旋,調(diào)節(jié)時(shí)使鏡臺(tái)作上下方向的移動(dòng)。 ?、俅终{(diào)節(jié)器(粗螺旋):大螺旋稱粗調(diào)節(jié)器,移動(dòng)時(shí)可使鏡臺(tái)作快速和較大幅度的升降,所以能調(diào)節(jié)物鏡和標(biāo)本之間的距離使物象呈現(xiàn)于視野中,通常在使用低倍鏡時(shí),先用粗調(diào)節(jié)器找到物象。 ?、诩?xì)調(diào)節(jié)器(細(xì)準(zhǔn)焦螺旋):小螺旋稱細(xì)調(diào)節(jié)器,移動(dòng)時(shí)可使鏡臺(tái)緩慢地升降,多在運(yùn)用鏡時(shí)使用,從而得到更清晰的物象,并借以觀察標(biāo)本的不同層次和不同深度的結(jié)構(gòu)。 ◆照明部分 裝在鏡臺(tái)下方,包括反光鏡,集光器。 ?。?)反光鏡:裝在鏡座上面,可向任意方向轉(zhuǎn)動(dòng),它有平、凹兩面,其作用是將光源光線反射到聚光器上,再經(jīng)通光孔照明標(biāo)本,凹面鏡聚光作用強(qiáng),適于光線較弱的時(shí)候使用,平面鏡聚光作用弱,適于光線較強(qiáng)時(shí)使用。 (2)集光器(聚光器)位于鏡臺(tái)下方的集光器架上,由聚光鏡和光圈組成,其作用是把光線集中到所要觀察的標(biāo)本上。 ?、倬酃忡R:由一片或數(shù)片透鏡組成,起匯聚光線的作用,加強(qiáng)對(duì)標(biāo)本的照明,并使光線射入物鏡內(nèi),鏡柱旁有一調(diào)節(jié)螺旋,轉(zhuǎn)動(dòng)它可升降聚光器,以調(diào)節(jié)視野中光亮度的強(qiáng)弱。②光圈(虹彩光圈):在聚光鏡下方,由十幾張金屬薄片組成,其外側(cè)伸出一柄,推動(dòng)它可調(diào)節(jié)其開孔的大小,以調(diào)節(jié)光量。 ◆光學(xué)部分 ?。?)目鏡:裝在鏡筒的上端,通常備有2-3個(gè),上面刻有5×、10×或15×號(hào)以表示其放大倍數(shù),一般裝的是10×的目鏡。 (2)物鏡:裝在鏡筒下端的旋轉(zhuǎn)器上,一般有3-4個(gè)物鏡,其中短的刻有“10×”號(hào)的為低倍鏡,較長的刻有“40×”號(hào)的為鏡,長的刻有“100×”號(hào)的為油鏡,此外,在鏡和油鏡上還常加有一圈不同顏色的線,以示區(qū)別。 顯微鏡的放大倍數(shù)是物鏡的放大倍數(shù)與目鏡的放大倍數(shù)的乘積,如物鏡為10×,目鏡為10×,其放大倍數(shù)就為10×10=100。
電子顯微鏡結(jié)構(gòu)
電子顯微鏡由鏡筒、真空系統(tǒng)和電源柜三部分組成。鏡筒主要有電子、電子透鏡、樣品架、熒光屏和照相機(jī)構(gòu)等部件,這些部件通常是自上而下地裝配成一個(gè)柱體;真空系統(tǒng)由機(jī)械真空泵、擴(kuò)散泵和真空閥門等構(gòu)成,并通過抽氣管道與鏡筒相聯(lián)接,電源柜由高壓發(fā)生器、勵(lì)磁電流穩(wěn)流器和各種調(diào)節(jié)控制單元組成。 ◆電子透鏡 電子透鏡是電子顯微鏡鏡筒中重要的部件,它用一個(gè)對(duì)稱于鏡筒軸線的空間電場或磁場使電子軌跡向軸線彎曲形成聚焦,其作用與玻璃凸透鏡使光束聚焦的作用相似,所以稱為電子透鏡?,F(xiàn)代電子顯微鏡大多采用電磁透鏡,由很穩(wěn)定的直流勵(lì)磁電流通過帶靴的線圈產(chǎn)生的強(qiáng)磁場使電子聚焦。 ◆電子 電子是由鎢絲熱陰、柵和陰構(gòu)成的部件。它能發(fā)射并形成速度均勻的電子束,所以加速電壓的穩(wěn)定度要求不低于一。
成像原理
光學(xué)顯微鏡成像原理
光學(xué)顯微鏡成像原理 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,焦距不同。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。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,在光線較強(qiáng)時(shí)使用;一個(gè)是凹面,在光線較弱時(shí)使用。
電子顯微鏡成像原理
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,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)在電子顯微鏡放大倍率過300,而光學(xué)顯微鏡的放大倍率約為2000倍,所以通過電子顯微鏡就能直接觀察到某些屬的原子和晶體中排列整齊的原子點(diǎn)陣。
顯微鏡的維護(hù)
經(jīng)常性的維護(hù)
(1)潮如果室內(nèi)潮濕,光學(xué)鏡片就容易生霉、生霧。鏡片一旦生霉,很難除去。顯微鏡內(nèi)部的鏡片由于不便擦拭,潮濕對(duì)其危害性更大。機(jī)械件受潮后,容易生銹。為了潮,存放顯微鏡時(shí),除了選擇干燥的房間外,存放地點(diǎn)也應(yīng)離墻、離地、遠(yuǎn)離濕源。顯微鏡箱內(nèi)應(yīng)放置1~2袋硅膠作干燥劑。并經(jīng)常對(duì)硅膠進(jìn)行烘烤。在其顏色變粉紅后,應(yīng)及時(shí)烘烤,烘烤后再繼續(xù)使用。 ?。ǎ玻m光學(xué)元件表面落入灰塵,不影響光線通過,而且經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)放大后,會(huì)生成很大的污斑,影響觀察。灰塵、砂粒落入機(jī)械部分,還會(huì)增加磨損,引起運(yùn)動(dòng)受阻,危害同樣很大。因此,須經(jīng)常保持顯微鏡的清潔。 (3)腐蝕 顯微鏡不能和具有腐蝕性的化學(xué)試劑放在一起。如、鹽酸、強(qiáng)堿等。 ?。ǎ矗?熱的目的主要是為了避免熱脹冷縮引起鏡片的開膠與脫落。
光學(xué)系統(tǒng)的擦拭
平時(shí)對(duì)顯微鏡的各光學(xué)部分的表面,用干凈的毛筆清掃或用擦鏡紙擦拭干凈即行。在鏡片上有抹不掉的污物、油漬或手指印時(shí),鏡片生霉、生霧以及長期停用后復(fù)用時(shí),都需要行擦拭再使用。 (1)擦拭范圍 目鏡和聚光鏡允許拆開擦拭。物鏡因結(jié)構(gòu)復(fù)雜,裝配時(shí)又要專門的儀器來校正才能恢復(fù)原有的,故嚴(yán)禁拆開擦拭。 拆卸目鏡和聚光鏡時(shí),要注意以下幾點(diǎn): a、小心謹(jǐn)慎。 b、拆卸時(shí),要標(biāo)記各元件的相對(duì)位置(可在外殼上劃線作標(biāo)記)、相對(duì)順序和鏡片的正反面,以重裝時(shí)弄錯(cuò)。 c、操作環(huán)境應(yīng)保持清潔、干燥。拆卸目鏡時(shí),只要從兩端旋出上下兩塊透鏡即可。目鏡內(nèi)的視場光欄不能移動(dòng)。否則,會(huì)使視場界線模糊。聚光鏡旋開后嚴(yán)禁進(jìn)一步分解其上透鏡。因其上透鏡是油浸的,出廠時(shí)經(jīng)過良好的密封,再分解會(huì)破壞它的密封性能而損壞。 (2).擦拭方法先用干凈的毛筆或吹風(fēng)球除去鏡片表面的灰塵。然后用干凈的絨布從鏡片中心開始向邊緣作螺旋形單向運(yùn)動(dòng)。擦完把絨布換一個(gè)地方再擦,直至擦凈為止。如果鏡片上有油漬、污物或指印等擦不掉時(shí),可用柳枝條裹上脫脂棉,蘸少量酒精和混合液(酒精80%,20%)擦拭。如果有較重的霉點(diǎn)或霉斑無法除去時(shí),可用棉簽蘸水潤濕后粘上碳酸鈣粉(含量為99%以上)進(jìn)行擦拭。擦拭后,應(yīng)將粉末清除干凈。鏡片是否擦凈,可用鏡片上的反射光線進(jìn)行觀察檢查。要注意的是,擦拭前要將灰塵除凈。否則,灰塵中的砂粒會(huì)將鏡面劃起溝紋。不準(zhǔn)用毛巾、手帕、衣服等去擦拭鏡片。酒精混合液不可用的太多,以免液體進(jìn)入鏡片的粘接部使鏡片脫膠。鏡片表面有一層紫藍(lán)色的透光膜,不要誤作污物將其擦去。