人类认识自然界大部分信息来自眼睛,在对周围世界的认识中,总是希望看到细微的细节。众多微观世界的结构需要能够分辨,并达到人裸眼分辨的状态,才能够正常观察。由于正常人眼在25cm明视状态下,能够分辨的距离是0.2mm,因此可以使用放大镜将物体放大来观察物体的细节。例如,用10倍的放大镜可以将两个质点间的距离放大10倍,肉眼即可以分辨出0.02mm之间的两点,使物体看得更清晰。但放大镜的倍数有限,不能达到更高的分辨率。因此,分辨本领和放大倍率成为电子显微镜要的两大基本问题。此文重点已放大倍率为主题,展开详细介绍: 放大倍率也是显微镜性能的一种指标。电子显微镜不仅需要有较佳的分辨本领,还需要有合理的放大倍率。只有通过合理地放大,人眼才能依靠电子显微镜的较佳分辨本领区分精细的物体和结构。 放大镜是凸透镜,其形状为中间厚,边缘薄。光线在均匀的各向同性介质中,两点之间以直线传播,当通过不同密度介质的透明物体时,则发生折射现象,使光线向中间汇聚。折射、聚焦是放大镜的基本原理。当用放大镜观察物体时,眼睛在放大镜上面,物体放在放大镜下面。物体的光线穿过时,发生折射,使光线向中间汇聚,进入人眼。物体在人眼视网膜上所成像的大小与物体对眼所张的角成正比。视角愈大,像也愈大,愈能分辨物体的细节。
放大镜工作原理
光学显微镜的物镜,目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜组成。仪器总放大倍率是仪器各透镜放大率的乘积,以光镜为例:
放大倍率
式中,ML为总放大倍率,MO为物镜放大倍率,Me为目镜放大率。用油浸物镜时,光镜总放大倍率为:
放大倍率
如果增大Mo或透镜数目,总放大倍率ML尚可增大,结果像虽然增大,但却是模糊不清的。这种无意义的放大,称空放大,确切地说就是超过有效放大率的放大称为空放大。 有效放大率由式得出:
有效放大率
分辨本领为2埃的电镜有效放大率:
有效放大率
即100万倍,比光镜大1000倍。 根据以上式中可以得出,有效放大率由分辨本领所决定,而分辨本领又是仪器仪表基础的性能指标,若低于有效放大率则仪器没有完全发挥其性能。若高于放大倍率就成无意义的放大了。
一、正确安装
使用前,首先要把显微镜的目镜和物镜安装上去。目镜的安装极为简单,主要的问题在于物镜的安装,由于物镜镜头较贵重,万一学生安装时螺纹没合好,易摔到地上,造成镜头损坏,所以为了保险起见,强调学生安装物镜时用左手食指合中指托住物镜,然后用右手将物镜装上去,这样即使没安装好,也不会摔到地上。
二、正确对光
对光是使用显微镜时很重要的一步,有些学生在对光时,随便转一个物镜对着通光孔,而不是按要求一定用低倍镜对光。转动反光镜时喜欢用一只手,往往将反光镜扳了下来。所以教师在指导学生时,一定要强调用低倍镜对光,当光线较强时用小光圈,平面镜,而光线较弱时则用大光圈,凹面镜,反光镜要用双手转动,当看到均匀光亮的圆形视野为止。光对好后不要随便的移动显微镜,以免光线不能准确的通过反光镜进入通光孔。
三、正确使用准焦螺旋
使用准焦螺旋调节焦距,找到物象可以说是显微镜使用中重要的一步,也是学生感觉较为困难的一步。学生在操作中极易出现以下错误:一是在高倍镜下直接调焦;二是不管镜筒上升或下降,眼睛始终在目镜中看视野;三是不了解物距的临界值,物距调到2~3厘米时还在往上调,而且转动准焦螺旋的速度很快。前两种错误结果往往造成物镜镜头抵触到装片,损伤装片或镜头,而第三种错误则是学生使用显微镜时常见的一种现象。针对以上错误,教师一定要向学生强调,调节焦距一定要在低倍镜下调,先转动粗准焦螺旋,使镜筒慢慢下降,物镜靠近载玻片,但注意不要让物镜碰到载玻片,在这个过程中眼睛要从侧面看物镜,然后用左眼朝目镜内注视,并慢慢反向调节粗准焦螺旋,使镜筒缓缓上升,直到看到物像为止,同时向学生说明一般显微镜的物距在1厘米左右,所以如果物距已远远超过1厘米,但仍未看到物象,那可能是标本未在视野内或转动粗准焦螺旋过快,此时应调整装片位置,然后再重复上述步骤,当视野中出现模糊的物象时,就要换用细准焦螺旋调节,只有这样,才能缩小寻找范围,提高找到物象的速度。
四、物镜转换
使用低倍镜后换用高倍镜,学生往往喜欢用手指直接推转物镜,认为这样比较省力,但这样容易使物镜的光轴发生偏斜,原因是转换器的材料质地较软,精度较高,螺纹受力不均匀很容易松脱。一旦螺纹破坏,整个转换器就会报废。教师应指导学生手握转换器的下层转动扳转换物镜。
五、光学玻璃清洗
光学玻璃用于的镜头、棱镜、镜片等。在制造和使用中容易沾上油污、水湿性污物、指纹等,影响成像及透光率。清洗光学玻璃,应根据污垢的特点、不同结构,选用不同的清洗剂,使用不同的清洗工具,选用不同的清洗方法。清洗镀有增透膜的镜头,如照相机、幻灯机、显微镜的镜头,可用20%左右的酒精和80%左右的乙醚配置清洗剂进行清洗。清洗时应用软毛刷或棉球沾有少量清洗剂,从镜头中心向外做圆运动。切忌把这类镜头浸泡在清洗剂中清洗,清洗镜头时不要用力擦拭,否则会损伤增透膜,损坏镜头。
清洗棱镜、平面镜的方法,可依照清洗镜头的方法进行。
使用上述清洗剂也能清洗光学玻璃上的油脂性雾、水湿性雾和油水混合性雾,其清洗方法和清洗镜头的方法相似。
光学玻璃表面发霉,是一种常见现象。当光学玻璃生霉后,光线在其表面发生散射,使成像模糊不清,严重者将使仪器报废。光学玻璃生霉的原因多是因其表面附有微生物孢子,在温度、湿度适宜,又有所需“营养物”时,便会快速生长,形成霉斑。对光学玻璃做好防霉防污尤为重要,一旦产生霉斑应立即清洗。
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