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显微镜的结构图

2014-06-16  发布者:admin 

 在光学显微镜下,通常被称为光显微镜,是一种使用可见光和透镜系统来放大小样本图像的类型的显微镜。光学显微镜是显微镜最古老的设计,并有可能发明了自己的本化合物的形式在17世纪。基本的光学显微镜可以很简单,虽然有很多复杂的设计,目的是提高分辨率和采样对比。


从光学显微镜的图像可以通过正常的感光摄像机捕获生成的显微照片。最初图像进行摄影胶片拍摄的,但在CMOS和电荷耦合器件(CCD)的现代发展相机允许数字图像的捕捉。纯数字显微镜,现已它使用一个CCD照相机来检查一个样品,显示生成的图像直接在计算机屏幕上,而不需要目镜。

替代光学显微镜不​​使用可见光包括扫描电子显微镜和透射电子显微镜。

显微镜的结构图

用途

小样本观察

值得注意的实验

细胞的发现

发明者

Hans Lippershey
Zacharias Janssen

相关项目

显微镜
电子显微镜

  

现代显微镜用汞灯灯泡荧光显微镜。该显微镜具有数字摄像机,并连接到一台计算机。

 

光学结构

有传统的光学显微镜的两种基本配置:简单的显微镜和复式显微镜。现代研究显微镜,绝大部分是复合显微镜,而一些便宜的商用数码显微镜是简单的单透镜显微镜。放大镜是,在本质上,一个单一的镜头简单的显微镜。一般来说,光学显微镜是静态的;聚焦在不同的聚焦深度的透镜到样品的距离被调节,以获得的视图更宽或更窄的领域不同放大率的物镜必须被使用。大多数现代显微镜的研究也有一个单独的一套光学的照射样本。

 

简单的显微镜

一个简单的显微镜是使用透镜或一组透镜仅通过角放大率放大物体,给观众一个直立放大的虚像一个显微镜。[简单的显微镜是不能够高倍率的。使用单凸透镜或透镜组的简单放大装置,如放大镜,放大镜和目镜对望远镜和显微镜仍然存在。

一个简单的显微镜图

 

复合式显微镜

.复合式显微镜是显微镜,它使用一个透镜靠近物体正在观看收集的光(称为物镜),它聚焦在物体的实像的显微镜(图像1)的内部。该图像,然后由第二透镜或透镜组(称为目镜),让观看者的物体(图像2)的放大的倒虚拟图像放大中使用的化合物,目标/目镜组合允许多更高的放大倍率,减少色差和可交换的物镜来调节放大倍数。复合显微镜也使得更先进的照明设置,如相衬可能。

一个复式显微镜图

 

发明

这是很难说谁发明了复式显微镜。荷兰眼镜制造商Zacharias Janssen有时声称已经发明了,它于1590年(1634年和1655由他的儿子和同胞,制造出不同显微镜)。另一种说法是,Janssen's的竞争对手,Hans Lippershey,发明了复式显微镜。另一个则认为显微镜的发明是伽利略。1609年,他开发了一个occhiolino或复合式显微镜用凸和凹透镜。1624年,伽利略的显微镜是在著名的艺术学院,,是第一个这样的设备是由老乡Lincean乔瓦尼·法贝尔,一年后命名为显微镜 麦嘉华从希腊字μικρόν(微米)杜撰的名字,意思是“small”,并σκοπεῖνskopein),意思是“to look at”,意思是用类似“望远镜”的名称,另一个词的Linceans杜撰

 

另一个荷兰人,克里斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huygens),在显微镜的发展制定了简单的2眼透镜系统在17世纪后期被无彩色校正,因此,一个巨大的进步。惠更斯目镜是仍在生产的,而是从一个小领域,和其他一些小问题受到影响。

 

普遍认为
安东尼列文虎克(Antonie van Leeuwenhoek 1632-1723),相信带来的显微镜的生物学家的注意,即使简单的放大镜已经被生产在16世纪。范·列文虎克自制的显微镜是简单的显微镜,用一个非常小的,但强大的镜头。他们是尴尬的使用,但使列文虎克看到详细的图像。花了约150年的光学发展前的复合式显微镜能够提供相同品质的形象,凡列文虎克的简单的显微镜,由于配置多个镜头的困难。

 

照明技术
虽然基本的显微技术和光学已经有超过400年它更最近,在样品照明技术被开发出来,产生今天看到了高品质的图像。

 

18938月八月科勒开发科勒照明。样品照明的这种方法产生了甚至极照明和克服了样品照明旧技术很多局限性。前克勒的发展的照明光源的图像,例如一个灯泡灯丝,总是样本的图像中可见。  

诺贝尔物理奖颁发给荷兰物理学家弗里茨泽尼克在1953年为他的发展相衬照明,让透明的样品成像。通过使用干扰而不是光的吸收,非常透明的样品,如活的哺乳动物细胞,可以不必使用染色技术进行成像。仅仅两年后,在1955年,乔治·诺马斯基公布的理论微分干涉对比显微镜,另一种基于干扰的成像技术。

 

荧光显微镜
现代生物显微镜在很大程度上依赖于荧光探针对细胞内的特定结构的发展。相反,正常透照光镜,在荧光显微镜使样品通过物镜与一组光波长的窄照明。与样品中的荧光团,然后发射光波长更长的光这一相互作用。它是这样发射的光,作为构成图像。

自从20世纪中叶化学荧光染料,如DAPI其与DNA结合,已用于在细胞内标记的具体结构。最近的事态发展,包括免疫,它采用荧光标记的抗体样品中识别特定的蛋白质和荧光蛋白GFP一样的活细胞可以表达使其荧光。

 

显微镜的结构图
所有现代光学显微镜用来观察样品通过透射光份额的光路相同的基本部件。此外,显微镜绝大多数具有相同的“结构性”组件编号根据右边的图像如下):

 

  • 目镜(目镜)(1
  • 物镜转盘,左轮手轮,或旋转机头件(持有多个物镜)(2
  • 物镜(3
  • 对焦旋钮(载物台台)
    • 对焦旋钮(载物台)粗调(4
    • 微调(5
  • 夹片器(以保持样品)(6
  • 光源(灯或反光镜)(7
  • 光圈和聚光镜(8
  • 机械载物台(9

 

显微镜的结构图视频

 

目镜(目镜镜片)
目镜,或眼用透镜,是一种含有两个或更多个透镜的圆筒;它的功能是把图像聚焦的眼睛。目镜插入管体的上端部。目镜是可互换的,并且许多不同的目镜可以插入具有不同程度的放大。对于目镜放大倍率的典型值包括2×,50×和10×。在一些高性能显微镜,在物镜和目镜的光学配置的匹配,得到最佳的光学性能。发生这种情况最常见的与复消色差物镜

 

物镜转盘(左轮手轮或旋转鼻轮)
物镜转盘,左轮手轮,或旋转机头件是保存设置物镜的一部分。它允许用户在物镜之间切换

物镜
在一个典型的化合物的光学显微镜的下端,有一个或多个物镜,从样品收集的光。物镜通常是在含有玻璃片或多元素化合物透镜的圆筒外壳中。通常将有大约3个物镜镜片形件可被转动以选择所需要的物镜的物镜。这些安排的物镜是齐焦,这意味着当一个变化,从一个镜头到另一个在显微镜中,样品停留在关注的焦点。显微镜物镜的特征在于两个参数,即,放大倍数和数值孔径。前者通常为5× 100×,而后者的范围从0.140.7,分别对应于焦距约402毫米的长度。具有更高的放大倍率的物镜一般具有较高的数值孔径和在所得到的图像更短的景深。一些高性能物镜,可能需要匹配的目镜,以提供最佳的光学性能。

油浸物镜
有些显微镜利用油浸物镜或水浸泡物镜为在高放大倍率更高的分辨率。这些被用来与折射率匹配材料,如浸油或水和物镜和样品之间的匹配的盖玻片。的折射率匹配材料的折射率比空气使物镜具有更大的数值孔径(大于1),使得光被传送从样品到物镜以最小折射的外表面高。数值孔径高达1.6可以实现的。数值孔径越大,允许收集更多的光进行详细观察的小细节可能。油浸透镜通常具有40100×的放大倍率。

 

聚焦旋钮
调节旋钮移动载物台上下的粗微调焦单独的调整。相同的控制使显微镜来适应不同厚度的试样。在显微镜旧的设计,调焦轮移动显微镜镜筒向上或向下相对立,有一个固定的夹片器

 

显微镜框架
整个光学组件的传统上被连接到显微镜镜臂,后者又连接到一个强大的U形足以提供所需的刚性。臂角度可以是可调节的,以允许观看角度进行调整。

该框架提供了一个安装点为各种显微镜控制。通常,这将包括控制用于聚焦,典型地一个大的滚花轮调节粗调,用较小的滚花轮,以控制精细聚焦在一起。其它特征可以是灯的控制和/或控制用于调节聚光镜

 

载物台
该载物台是低于它支持正在观看的试样的物镜平台。在该物镜的中心,光穿过以照射样品的孔。该载物台通常具有臂保持滑动(矩形玻璃板为25×75毫米,在其上的试样安装典型尺寸)。
在放大倍率高于100×移动的滑动用手是不实际的。一个机械的载物台,典型的中等和高价位的显微镜,可以让滑动的微小的动作通过随意的重新采样/滑动控制旋钮。如果在显微镜没有原来有一个机械的载物台有可能增加一个。
各载物台中上下移动焦点。有机械滑台移动的两个水平轴定位标本检验标本的细节。
专注于较低的放大倍率,以便通过用户中心试样在载物台上开始。移动到一个更高的放大倍率要求将更高的垂直重新聚焦在更高的放大倍率移动载物台,也可能需要轻微的水平试样位置的调整。横片位置的调整是有一个机械平台的原因。
由于标本制作和安装它们在载玻片上的困难,为了孩子,最好首先被集中准备幻灯片和容易集中不论使用的焦面的水平。


光源
光的许多源都可以使用。简单地说,白天通过镜面执导。大多数显微镜,然而,有自己的可调可控光源 - 通常是卤素灯,虽然使用LED和激光照明正在成为一种较为普遍的规定。 

聚光器
聚光镜是专为从照明源到样品上的光聚焦的透镜。聚光镜还可以包括其他功能,如光圈和/或过滤器,以管理该照明的质量和强度。对于像暗场,相衬和微分干涉照明技术显微镜附加的光学元件必须在光路中被精确地对准 

放大
复合光学显微镜的实际功率或放大率是目镜(目镜)和物镜的权力的产物。眼部和物镜的最大放大倍率一般是10×和100×分别给予1000×最终放大倍率。

 

放大倍率和显微照片
当使用相机来捕捉显微图像的有效放大倍率必须考虑到的图像的大小。这是独立于无论是在从胶片负或在计算机屏幕上显示的数字打印件。

在照相胶片相机的情况下,计算简便;最终放大倍数为产物:物镜的放大倍率,相机光学系统的放大倍率和胶片印刷相对于负的的放大因子。放大系数的典型值约为5×(用于35mm胶片的情况下和一个15×10厘米(6×4英寸)打印)。

在数码相机的情况下,在CMOSCCD检测器中的像素的大小和在屏幕上的像素的大小必须是已知的。放大因子从检测器到屏幕上的像素可以被计算出来。与胶片相机的最终放大倍数是产品:物镜的放大倍率,相机光学系统的放大倍率和放大因子。

 

操作
一个现代的显微镜的光学元件是非常复杂的,对于一个显微镜很好地工作,整个光路必须非常精确地设定和控制。尽管这样,在显微镜的基本工作原理是非常简单的。

物镜是,在其最简单的,非常高功率的放大镜即透镜在很短的焦距。这带来了非常接近被检查的样品,以便从样品中的光来对显微镜管内160mm的焦距。这创建了对象的放大图像。这个图像被反转,可以看出,通过除去目镜和放置一块描图纸过的管的端部。通过仔细地把注意力集中在明亮的标本,高度放大的图像可以看出。它是由目镜镜头,提供进一步的扩大浏览过该实像。

在大多数显微镜的目镜是一个复合透镜,与前部附近的一个组成部分透镜和一个靠近目镜管的后面。这形成了一个空气分离对联。在许多设计中,虚拟图像涉及到两个透镜目镜,所述第一透镜使真实图像到一个焦点和第二透镜使眼睛聚焦在虚拟图像上的一个焦点。

在所有的显微镜图像的目的是用聚焦在无限远的眼睛被视为(介意眼上图中的位置是由眼睛的焦点确定)。头痛和疲倦的眼睛用显微镜后,通常迹象表明,眼睛被迫集中在近距离,而不是在无限远。

 一个典型的显微镜的光路

 

应用

光学显微镜被广泛应用于微电子,纳米物理,生物技术,制药研究,矿物学和微生物。

光学显微镜被用于医学诊断,该字段被当与组织处理被称为组织病理学,或在游离细胞或组织碎片涂片检查。

在工业使用中,双目显微镜是常见的。除了应用程序需要真正的深度知觉,使用双目镜降低与长期工作日在显微镜站相关联眼睛疲劳。在某些应用中,长工作距离或长焦距显微镜是有利的。一个项目可能需要被检查后面的一个窗口,或工业受试者可能是危险的目的。这样的光学像望远镜与近距离对焦能力