顯微鏡光學基本原理

顯微鏡基本光學原理

許多人對顯微鏡的理解只是在初中，事實上顯微鏡在工業上有很多應用。金相顯微鏡電腦型金相顯微鏡或是數碼金相顯微鏡是將光學顯微鏡技術、光電轉換技術、計算機圖像處理技術**地結合在一起而開發研制成的高科技產品，可以在計算機上很方便地觀察金相圖像，從而對金相圖譜進行分析，評級等以及對圖片進行輸出、打印。體視顯微鏡指從不同角度觀察物體,使雙眼引起立體感覺的雙目顯微鏡。工業視頻顯微鏡將傳統的顯微鏡與攝像系統,顯示器或者電腦相結合,達到對被測物體的放大觀察的目的。今天，我來介紹一下顯微鏡光學的基本原理：

一.折射和折射率

在均勻各向同性介質中，光在兩點之間沿直線傳播，當光通過不同密度的透明物體時，由于光在不同介質中的傳播速度不同而產生折射。當非垂直于透明表面的光線通過空氣進入透明物體(如玻璃)時，光線在其界面處改變方向，并與法線形成折射角。

二.透鏡的性能

鏡頭是顯微鏡光學系統中*基本的光學元件。物鏡、目鏡和聚光鏡由單透鏡和多透鏡組成。根據其形狀的不同，可分為凸透鏡(正透鏡)和凹透鏡(負透鏡)兩大類。

　　當一束具有平行于光軸的光線可以通過研究凸透鏡后相交于學生一點，這個點稱“焦點”，通過一個交點并垂直為主光軸的平面，稱“焦平面”。焦點有兩個，在物方空間的焦點，稱“物方焦點”，該處的焦平面，稱“物方焦平面”;反之，在象方空間的焦點，稱“象方焦點”，該處的焦平面，稱“象方焦平面”。

　　光線通過凹透鏡后，成正立虛像，而凸透鏡則成正立實像。實像可在屏幕上顯現出來，而虛像不能。

三、影響成像的關鍵因素-相位差

由于客觀條件的限制，任何光學系統都不能在理論上產生理想的成像，各種像差的存在影響了成像質量。下面將簡要描述這些變體中的每一個。

　　1. 色差(Chromatic aberration)

　　色差是透鏡成像的一個問題嚴重存在缺陷，發生在多色光為光源的情況下，單色光不產生以及色差。白光由紅橙黃綠 青 藍 紫 七種主要組成，各種光的波長選擇不同 ，所以在我們通過研究透鏡時的折射率也不同，這樣物方一個點，在象方則可能沒有形成自己一個色斑。

　　色差問題一般有位置色差，放大率色差。位置色差使像在沒有任何一個位置通過觀察，都帶有色斑或暈環，使像模糊認識不清。而放大率色差使像帶有彩色圖像邊緣。

　　2. 球差(Spherical aberration)

球面像差是由透鏡的球面引起的軸上點的單色像差。由于球面像差的影響，一個點在成像后并不是一個亮點，而是一個中間的亮邊逐漸模糊的亮點。從而影響成像質量。

　　球差的矯正常利用透鏡組合來消除，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給予消除。舊型號顯微鏡，物鏡的球差沒有完全矯正，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。

昏迷

這種差異就是離軸點的單色差異。