上海光学仪器厂主要销售的显微镜有体式显微镜、金相显微镜、工具显微镜。以金相显微镜IMS-300为例,标配目镜都为10倍。纵观所有的显微镜(其中包括生物显微镜),一般目镜都为10倍。大家都知道,显微镜的总体放大倍数等于物镜的倍数乘以目镜的倍数,例如金相显微镜IMS310中选用40倍的物镜、10倍的目镜其放大倍数就是400倍。那为什么不选用更大的目镜呢?比如说20倍,30倍……那样不是放大得更大吗?就这个疑问今天我们先了解一下显微镜的知识。
首先认识一个名词——数值孔径(又叫镜口率,简写为N.A)。它是由物体与物镜间媒质的折射率η与物镜孔径角的一半(a/2)的正弦值的乘积,其大小由下式决定:
N.A=η·sina/2
显微镜的分辨率D:显微镜可分辨的两点间的最小距离,即为显微镜的分辨率。
D=0.61A/η·sina/2 ——(1)
式中:A为所用光波的波长;
η为物体所在空间的折射率,物体在空气中时η=1;
a为孔径角。
当选用的物镜数值孔径NA不够大,即分辨率不够高时,显微镜不能分清物体的微细结构,此时即使过度地增大放大倍率,得到的也只能是一个轮廓虽大但细节不清
的图像。这种过度的放大倍率称为无效放大倍率。反之如果分辨率已满足要求而放大倍率不足,则显微镜虽已具备分辨的潜在能力,但因图像太小而仍然不能被人眼
清晰视见。为了充分发挥显微镜的分辨能力,应使数值孔径与显微镜总放大倍率合理匹配,以满足下列条件:
500N.A<显微镜总放大倍率<1000N.A ——(2
)
在此范围内的放大倍率称为有效放大倍率。由于sina/2永远小于1,物方空间折射率η最高约为1.5,NA不可能大于1.5,故光学显微镜的分辨率受(1)式限制,具有一定的极限。
显微镜使用者应由所需分辨的最小尺寸按(1)式确定所需的数值孔径NA,选定物镜,然后按(2)式选定总放大倍率和目镜放大倍率。
例如使用中旺仪器(sinowon)IMS300倒置金相显微镜,数值孔径为0.65的40X物镜观察标本时,首先依据有效放大率求出有效总倍数,再除以
40,即为应选择目镜的倍数。计算过程为:0.65×500≈8~0.65×1000÷40≈16。也就是说:数值孔径为0.65的物镜,在有效放大率为
500~1000倍的范围内应选用8~16倍的目镜与之匹配。如果目镜倍数太低,总放大倍数太小,物镜的分辨率不能充分发挥,本来可以辨认的细节,由于总
放大倍数太小,挤在一起难以分辨。
最后还要注意类别上的匹配。即所有的平场物镜,都要与特制的平场目镜配合使用。
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