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    什么是物鏡及類型

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    什么是物鏡及類型

    http://www.microimage.com.cnMiffy(2010-07-15 18:03:55)

    一、含義:

    物鏡是由若干個透鏡組合而成的一個透鏡組。組合使用的目的是為了克服單個透鏡的成像缺陷,提高物鏡的光學質量。顯微鏡的放大作用主要取決于物鏡,物鏡質量的好壞直接影響顯微鏡映像質量,它是決定顯微鏡的分辨率和成像清晰程度的主要部件,所以對物鏡的校正是很重要的。

    二、物鏡類型:

    1.消色差物鏡 (Achromatic) 是較常見的一種物鏡(表1-1),由若干組曲面半徑不同的一正一負膠合透鏡組成,只能矯正光譜線中紅光和藍光的軸向色差。同時校正了軸上點球差和近軸點慧差,這種物鏡不能消除二級光譜,只校正黃、綠波區的球差、色差,未消除剩余色差和其他波區的球差、色差,并且像場彎曲仍很大,也就是說,只能得到視場中間范圍清晰的像。使用時宜以黃綠光作照明光源,或在光程中插入黃綠色濾光片。 此類物鏡結構簡單,經濟實用,常和福根目鏡、校正目鏡配合使用,被廣泛地應用在中、低倍顯微鏡上。在黑白照相時,可采用綠色濾色片減少殘余的軸向色差,獲得對比度好的相片。

    2.復消色差物鏡(Apochromatic 由多組特殊光學玻璃和熒石制成的高級透鏡組組合而成。將紅、藍、黃光校正了軸向色差,消除了二級光譜,因此像質很好,但鏡片多、加工和裝校都較困難。色差的校正在可見光的全部波區。若加入藍色或黃色濾光片效果更佳。它是顯微鏡中最優良的物鏡,對球面差、色差都有較好的校正,適用于高倍放大。但仍需與補償目鏡配合使用,以消除殘余色差。

    3.平面消色差物鏡(Plana chromatic) 采用多鏡片組合的復雜光學結構,較好地校正像散和像場彎曲,使整個視場都能顯示清晰,適用于顯微攝影。該物鏡對球差和色差的校正仍限于黃綠波區,且還存在剩余色差。

    4.平面復消色差物鏡(PF, Planapochromat) 除進一步作像場彎曲校正外,其它像差校正程度均與復消色差物鏡相同,使映像清晰、平坦;但結構復雜,制造困難。

    5.半復消色差物鏡(Halfapochromatic) 部分鏡片用熒石制成,故又稱熒石物鏡,性能比消色差物鏡好,價格比復消色差物鏡便宜。校正像差程度介于消色差與復消色差兩種物鏡之間,但其它光學性質都與后者相近;價格低廉,最好與補償目鏡配合使用。

     

    三、物鏡性質

    1.放大倍數:物鏡的放大倍數,是指物鏡在線長度上放大實物倍數的能力指標。有兩種表示方法,一種是直接在物鏡上刻度出如8×、10×、45×等;另一種則是在物鏡上刻度出該物鏡的焦距f,焦距越短,放大倍數越高。前一種物鏡放大倍數公式為M=L/f物,L是光學鏡筒長度,L值在設計時是很準確的,但實際應用時,因不好量度,常用機械鏡筒長度。機械鏡筒長度是指從顯微鏡目鏡接口處之直線距離。每一物鏡上都用數字標明了機械鏡筒長度。

    2.鏡筒長度: 鏡筒長度是指物鏡底面到目鏡頂面的距離。由于物鏡的像差是依據一定位置的映像來校正的,因此物鏡一定要在規定的機械鏡筒長度上使用,一般顯微鏡的機械鏡筒長度多為160mm、170mm、190mm。金相顯微鏡在攝影時,由于放大倍數不同,映像投射距離變化很大,因此,優良的物鏡的像差是按任意鏡筒長度校正的,即在無限長范圍內,物鏡像差均已校正。

    3.數值孔徑:數值孔徑表征物鏡的聚光能力,是物鏡的重要性質之一,通常以NA”表示。物鏡的數值孔徑大小決定了物鏡的分辨能力(鑒別)及有效放大倍數。根據理論推導得出:NA=nsinθ增大物鏡的數值孔徑有兩個途徑:

    1 增大透鏡的直徑或減小物鏡的焦距即設計短焦距的物鏡,以增大孔徑半角θ。但此法會導致像差增加及制造困難,一般不采用。實際上sinθ的最大值只能達到0.95。

    2 增大物鏡與觀察物之間的折射率n。干系物鏡是以空氣為介質的,折射率n=1,一般用于低倍物鏡。油系物鏡常以松柏油(n=1.515,NA=1.4)、α-壹代溴萘(n=1.658,NA=1.60)為介質,用于高倍物鏡。油物鏡的數值孔徑此時可達1.30~1.40,其放大倍數可達100~140倍。但干系物鏡不能隨便用油作為介質。

    4.物鏡的標記:在物鏡外殼上刻有不同的標記浸液記號、物鏡類別、放大率、數值孔徑、機械筒長度、蓋玻片厚度。油:表示浸液為松柏油;100×/1.25:表示物鏡放大率為100倍,數值孔徑1.25;160/0:表示機械鏡筒長度為160mm;0”表示無蓋玻片。有些物鏡刻有160/-:表示機械鏡筒長度為160mm。-”表示可有可無蓋玻片。在物鏡上刻有色圈表示物鏡的放大率。高倍物鏡通常都為油浸系,油鏡頭用“油”(或OiI,?L,HL)或外殼涂一黑圈來表示。

    5.物鏡的鑒別能力:顯微鏡的鑒別能力主要決定于物鏡。物鏡的鑒別能力可分為平面和垂直鑒別能力。




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