显微镜的主要技术参数

2016-03-30技术资料

一、数值孔径

● 数值孔径Numerical Aperture (NA)简写NA,是衡量物镜或聚光镜性能高低的重要指标(尤其对物镜而言) 。其数值的大小,分别标刻在物镜和聚光镜的外壳上。

● 数值孔径Numerical Aperture (NA) 是物镜前透镜与被检物体之间介质的折射率(n)和孔径角(u)半数的正弦之乘积。用公式表示如下:NA=nsinu/2。

● 目前市面上出售的物镜,干镜的数值孔径最大可达 0.95,水镜的数值孔径最大可达 1.2,油镜数值孔径可达 1.45

● 数值孔径与其他技术参数有着密切的关系。与分辨率成正比,与放大率成正比,与焦深成反比,NA值增大,视场宽度与工作距离都会相应地变小。

二、分辨率Resolution

    (一)分辨率:是衡量显微镜性能的一个重要技术参数。往往用最小分辨距离来表示。在显微镜的设计中确定,当最小点的衍射斑象的中心刚好落在另一个衍射 斑象的边缘,则认为两物点象刚刚能够被分辨;这就是可以分辨的最小距离计算公式:σ=λ/NA(λ为照射光波长,NA为显微镜物镜的数值孔径)

显微镜的主要技术参数

    (二)物镜的数值孔径越大,点光源像的Airy Disk 就越小,物镜的分辨率也
   越高( σ= λ/NA)

    (三).几个重要的分辨率
   人眼:0.2mm
   光学显微镜:0.2um  (在紫外光单色光照明情况下)
   电子显微镜:0.2nm

三、放大率

总放大率M=Mob(物镜放大率)×Moc(目镜放大率)
*Mob=△/F1
(△为标准镜筒长度160毫米;F1为物镜的焦距)
*Moc=250/F2
(250为人的明视距离,单位为毫米,F2为目镜的焦距)

四、焦深(Depth of Focus)

● 焦深为焦点深度的简称,即在使用显微镜时,当焦点对准某一物体时,不仅位于该点平面上的各点都可以看清楚,而且在此平面的上下一定厚度内,也能看得清楚,这个清楚部分的厚度就是焦深。
● 焦深大, 可以看到被检物体的全层;而焦深小,则只能看到被检物体的一薄层
● 焦深与其他技术参数有以下关系:
(1) 焦深与总放大倍数及物镜的数值孔径成反比。
(2) 焦深大,分辨率降低。
(3)焦深计算公式:D= K.η/M.NA其中,K:常数为240微米,η:被检物体周围的折射率M:总放大率, NA:物镜的数值孔径

五、视域直径(Field Of View)

        视域直径也称视域宽度,是指在显微镜下看到的圆形视场内所能容纳被检物体的实际范围,视域直径越大,越便于观察。
        计算方法:φ= FN /Mob,
φ:视域直径; Mob:物镜放大率
FN:视域直径数field of view number,是目镜的固定参数,标刻在目镜的外面;

        视域直径数(field of view number , F.N.)是反映目镜能观察到的最大的视场直径。越大,则可在同一视野内看到更多的范围。如下图所示。目前OLYMPUS标准套的目镜视场数为22,26.5则为超宽视场的目镜

       标本的视场直径 = 目镜视域直径数 / 物镜倍率
      例: WH10X目镜视场数为22,物镜为UPLFL40X
      标本的视场直径 = 22 ÷ 40 = 0.55mm

六、覆盖差

        盖玻片的标准厚度为0.17mm,许可范围在0.16-0.18mm

       *显微镜的光学系统也包括盖玻片在内。由于盖玻片的厚度不标准,光线从盖玻片进入空气产生折射后的光路发生了改变,从而产生了相差,这就是覆盖差。覆盖差的产生影响了显微镜的成响质量。

       *国际上规定,盖玻片的标准厚度为0.17mm,许可范围在0.16-0.18mm,在物镜的制造上已将此厚度范围的相差计算在内。物镜外壳上标的0.17,即表明该物镜所要求的盖玻片的厚度。

       *校正物镜上带有校正环,可以校正不同厚度盖玻片引起的覆盖差, 如此物镜可校正0.11 ~ 0.23范围。

七、工作距离(W.D)

        *工作距离(缩写W.D.)也叫物距:物镜前透镜表面到标本之间的距离。镜检时,被检物体应处在物镜的一倍至二倍焦距之间。因此,它与焦距是两个概念,平时习惯所说的调焦,实际上是调节工作距离。

        *数值孔径大的高倍物镜,其工作距离小。

       *由于物镜有工作距离的限制,在观察不同标本的时候就要注意物镜的工作距离。比如,观察培养瓶内底部的细胞时,由于正置显微镜的物镜工作距离不够,就需要用倒置显微镜从底部向上观察。

 八. 同焦距(齐焦距离)

        同焦距(Parfocality)即不同倍率的物镜之间保证相同的焦距。使用中表现为,不同倍率之间转换物镜时,焦距应该不会偏离很多。现在新的光学系统中,大部分都可以保证比较好的同焦距,不会出现转换倍率后焦距差异很大的情况。

九. 同轴度

        同轴度是指不同倍率的物镜之间中心的重合程度,使用中表现为不同倍率转换时,中心的图象不会偏离太远(在误差允许范围内)。如果出现转换物镜后,中心严重偏离则是同轴度不合格。

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