顯微鏡光學(xué)基本原理

顯微鏡基本光學(xué)原理

許多人對(duì)顯微鏡的理解只是在初中，事實(shí)上顯微鏡在工業(yè)上有很多應(yīng)用。金相顯微鏡電腦型金相顯微鏡或是數(shù)碼金相顯微鏡是將光學(xué)顯微鏡技術(shù)、光電轉(zhuǎn)換技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)**地結(jié)合在一起而開(kāi)發(fā)研制成的高科技產(chǎn)品，可以在計(jì)算機(jī)上很方便地觀察金相圖像，從而對(duì)金相圖譜進(jìn)行分析，評(píng)級(jí)等以及對(duì)圖片進(jìn)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(jué)的雙目顯微鏡。工業(yè)視頻顯微鏡將傳統(tǒng)的顯微鏡與攝像系統(tǒng),顯示器或者電腦相結(jié)合,達(dá)到對(duì)被測(cè)物體的放大觀察的目的。今天，我來(lái)介紹一下顯微鏡光學(xué)的基本原理：

一.折射和折射率

在均勻各向同性介質(zhì)中，光在兩點(diǎn)之間沿直線(xiàn)傳播，當(dāng)光通過(guò)不同密度的透明物體時(shí)，由于光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同而產(chǎn)生折射。當(dāng)非垂直于透明表面的光線(xiàn)通過(guò)空氣進(jìn)入透明物體(如玻璃)時(shí)，光線(xiàn)在其界面處改變方向，并與法線(xiàn)形成折射角。

二.透鏡的性能

鏡頭是顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)中*基本的光學(xué)元件。物鏡、目鏡和聚光鏡由單透鏡和多透鏡組成。根據(jù)其形狀的不同，可分為凸透鏡(正透鏡)和凹透鏡(負(fù)透鏡)兩大類(lèi)。

　　當(dāng)一束具有平行于光軸的光線(xiàn)可以通過(guò)研究凸透鏡后相交于學(xué)生一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)稱(chēng)“焦點(diǎn)”，通過(guò)一個(gè)交點(diǎn)并垂直為主光軸的平面，稱(chēng)“焦平面”。焦點(diǎn)有兩個(gè)，在物方空間的焦點(diǎn)，稱(chēng)“物方焦點(diǎn)”，該處的焦平面，稱(chēng)“物方焦平面”;反之，在象方空間的焦點(diǎn)，稱(chēng)“象方焦點(diǎn)”，該處的焦平面，稱(chēng)“象方焦平面”。

　　光線(xiàn)通過(guò)凹透鏡后，成正立虛像，而凸透鏡則成正立實(shí)像。實(shí)像可在屏幕上顯現(xiàn)出來(lái)，而虛像不能。

三、影響成像的關(guān)鍵因素-相位差

由于客觀條件的限制，任何光學(xué)系統(tǒng)都不能在理論上產(chǎn)生理想的成像，各種像差的存在影響了成像質(zhì)量。下面將簡(jiǎn)要描述這些變體中的每一個(gè)。

　　1. 色差(Chromatic aberration)

　　色差是透鏡成像的一個(gè)問(wèn)題嚴(yán)重存在缺陷，發(fā)生在多色光為光源的情況下，單色光不產(chǎn)生以及色差。白光由紅橙黃綠 青 藍(lán) 紫 七種主要組成，各種光的波長(zhǎng)選擇不同 ，所以在我們通過(guò)研究透鏡時(shí)的折射率也不同，這樣物方一個(gè)點(diǎn)，在象方則可能沒(méi)有形成自己一個(gè)色斑。

　　色差問(wèn)題一般有位置色差，放大率色差。位置色差使像在沒(méi)有任何一個(gè)位置通過(guò)觀察，都帶有色斑或暈環(huán)，使像模糊認(rèn)識(shí)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(diǎn)的單色像差。由于球面像差的影響，一個(gè)點(diǎn)在成像后并不是一個(gè)亮點(diǎn)，而是一個(gè)中間的亮邊逐漸模糊的亮點(diǎn)。從而影響成像質(zhì)量。

　　球差的矯正常利用透鏡組合來(lái)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(lái)給予消除。舊型號(hào)顯微鏡，物鏡的球差沒(méi)有完全矯正，應(yīng)與相應(yīng)的補(bǔ)償目鏡配合，才能達(dá)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(diǎn)的單色差異。