顯微鏡的基本光學(xué)原理
（一）折射和折射率
光線在均勻的各向同性介質(zhì)中,兩點(diǎn)之間以直線傳播,當(dāng)通過(guò)不同密度介質(zhì)的透明物體時(shí),則發(fā)生折射現(xiàn)象,這是由于光在不同介質(zhì)的傳播速度不同造成的.當(dāng)與透明物面不垂直的光線由空氣射入透明物體(如玻璃)時(shí),光線在其介面改變了方向,并和法線構(gòu)成折射角.
（二）透鏡的性能
透鏡是組成顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的最基本的光學(xué)元件,物鏡目鏡及聚光鏡等部件均由單個(gè)和多個(gè)透鏡組成.依其外形的不同,可分為凸透鏡(正透鏡)和凹透鏡(負(fù)透鏡)兩大類(lèi).
當(dāng)一束平行于光軸的光線通過(guò)凸透鏡后相交于一點(diǎn),這個(gè)點(diǎn)稱(chēng)"焦點(diǎn)",通過(guò)交點(diǎn)并垂直光軸的平面,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）凸透鏡的五種成象規(guī)律
1.當(dāng)物體位于透鏡物方二倍焦距以外時(shí),則在象方二倍焦距以內(nèi)、焦點(diǎn)以外形成縮小的倒立實(shí)象；
2.當(dāng)物體位于透鏡物方二倍焦距上時(shí),則在象方二倍焦距上形成同樣大小的倒立實(shí)象；
3.當(dāng)物體位于透鏡物方二倍焦距以內(nèi),焦點(diǎn)以外時(shí),則在象方二倍焦距以外形成放大的倒立實(shí)象；
4.當(dāng)物體位于透鏡物方焦點(diǎn)上時(shí),則象方不能成象；
5.當(dāng)物體位于透鏡物方焦點(diǎn)以內(nèi)時(shí),則象方也無(wú)象的形成,而在透鏡物方的同側(cè)比物體遠(yuǎn)的位置形成放大的直立虛象.
三、光學(xué)顯微鏡的成象（幾何成象）原理
只有當(dāng)物體對(duì)人眼的張角不小于某一值時(shí),肉眼才能區(qū)別其各個(gè)細(xì)部,該量稱(chēng)為目視分辨率ε.在最佳條件下,即物體的照度為50~70lx及其對(duì)比度較大時(shí),可達(dá)到1’.為易于觀測(cè),一般將該量加大到2’,并取此為平均目鏡分辨率.
物體視角的大小與該物體的長(zhǎng)度尺寸和物體至眼睛的距離有關(guān).有公式y(tǒng)=Lε
距離L不能取得很小,因?yàn)檠劬Φ恼{(diào)節(jié)能力有一定限度,尤其是眼睛在接近調(diào)節(jié)能力的極限范圍工作時(shí),會(huì)使視力極度疲勞.對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)(正視)而言,最佳的視距規(guī)定為250mm(明視距離).這意味著,在沒(méi)有儀器的條件下,目視分辨率ε=2’的眼睛,能清楚地區(qū)分大小為0.15mm的物體細(xì)節(jié).
在觀測(cè)視角小于1’的物體時(shí),必須使用放大儀器.放大鏡和顯微鏡是用于觀測(cè)放置在觀測(cè)人員近處應(yīng)予放大的物體的.
（一）放大鏡的成像原理
表面為曲面的玻璃或其他透明材料制成的光學(xué)透鏡可以使物體放大成像,光路圖如圖1所示.位于物方焦點(diǎn)F以內(nèi)的物AB,其大小為y,它被放大鏡成一大小為y’的虛像A’B’.
放大鏡的放大率
Γ=250/f’
式中250--明視距離,單位為mm
f’--放大鏡焦距,單位為mm
該放大率是指在250mm的距離內(nèi)用放大鏡觀察到的物體像的視角同沒(méi)有放大鏡觀察到的物體視角的比值.