显微镜是一种放大仪器,用来观察肉眼看不见的小事物。光学显微镜使用可见光。复合显微镜的不同部分一起工作来放大最终的图像。
物镜收集来自标本的光,并产生标本的放大主像.目镜放大了原始图像,将其转换成可以进入瞳孔的图像。
光学显微镜原理
为了放大物体,光通过舞台上的一个开口投射出来。然后投射的光照射到标本(物体)上,进入物镜(靠近物体的透镜)。一个图像被创建,它成为一个物体的目镜(目镜)。然后晶状体将图像重新放大。
总倍率为物镜倍率×晶状体倍率。
例子
客观magnfication | 目镜放大 | 总放大 |
10倍 | 10倍 | 100个直径 |
40 x | 10倍 | 400个直径 |
100 x | 10倍 | 1000个直径 |
第一步:照明器提供光线
第二步:隔膜控制光源提供的光量
步骤3:聚光器将光线凝聚到强光束上,使光通过标本聚焦
第四步:聚光镜发出的光被投射到阶段性物体上,然后进入物镜
第五步:物镜放大标本
第六步:体管将物镜图像传输到晶状体
步骤7:晶状体将物镜形成的图像再放大。
分辨率(或分辨能力)
分辨率或解决能力是透镜将两个相邻点区分为不同和独立的能力。仪器中使用的光波长越短,分辨率就越高。复合光学显微镜中使用的白光(波长450- 550nm)具有相对较长的波长,不能解析小于约0.2 μ m的结构。
的数值孔径(NA)是能进入晶状体的最宽的光锥。的阿贝方程给出了两个物体之间显示为独立实体的最小距离(d或分辨率).
λ(λ):用于照射试样的光的波长。
n sinθ:数值孔径(NA)
角孔径θ是½光锥:从标本进入透镜的光锥的角度
d=λ/ 2 nsinθ
= 0.5λ /nsinθ, n=折射率
当d变得更小,分辨率增加,更精细的细节可以确定在一个标本。为了使d的值更小λ应该更小,NA的值应该更大。因此,用波长最短的光和物镜得到的分辨率最大NA.
为什么100倍物镜要用油?
当一束光从空气进入玻璃时,它向法线弯曲,当它从玻璃回到空气时,它的弯曲远离法线。这对低倍率的目标没有什么影响,但对于高倍率的镜头,这弯曲限制了进入镜头的光量,并影响物镜的NA,从而影响其分辨率。
通过用光学性质与玻璃相同的油代替样品和透镜之间的空气,即浸油。
浸油为无色透明液体。油片和玻璃片折射率相同,均为1.5。从照明器投射出来的光无偏差地通过油,并向上投射到物镜。
使用浸渍油时,光线从玻璃沿直线穿过油,再回到玻璃上,就好像它一直在穿过玻璃一样。因此油有助于收集额外的斜光,提供更好的分辨率和更明亮的图像。一些50倍物镜和所有100倍物镜都浸泡在油中,以观察小到细菌的物体。
参考文献
- 马迪根,马丁科,J. M.,斯塔尔,D. A.和克拉克,D. P.(2011)。微生物生物学(13th版)。本杰明Cumming。
- 普雷斯科特,l.m.(2002)。微生物学(5th版)。麦格劳-希尔公司。