全国统一服务电话021-58215150  13774333655

相关知识

联系我们

CONTACT US
上海巴拓仪器有限公司
电话:021--58215150
手机:13774333655
邮箱:shbatuo@126.com
网址:www.shbatuo.com
首页  »  新闻中心  »  相关知识

相关知识

显微镜基本光学原理

日期:2020-3-20

显微镜基本光学原理

很多人对于显微镜的认识只是在初中阶段的认识,其实显微镜在工业上的应用也很多,今天上海巴拓仪器有限公司给大家介绍一下什么是显微镜光学初级原理:

一.折射和折射率

  光线在均匀的各向同性介质中,两点之间以直线传播,当通过不同密度介质的透明物体时,则发生折射现象,这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体(如玻璃)时,光线在其介面改变了方向,并和法线构成折射角。

二.透镜的性能 

  透镜是组成显微镜光学系统的最基本的光学元件,物镜目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜组成。依其外形的不同,可分为凸透镜(正透镜)和凹透镜(负透镜)两大类。

  当一束平行于光轴的光线通过凸透镜后相交于一点,这个点称“焦点”,通过交点并垂直光轴的平面,称“焦平面”。焦点有两个,在物方空间的焦点,称“物方焦点”,该处的焦平面,称“物方焦平面”;反之,在象方空间的焦点,称“象方焦点”,该处的焦平面,称“象方焦平面”。

  光线通过凹透镜后,成正立虚像,而凸透镜则成正立实像。实像可在屏幕上显现出来,而虚像不能。

三.影响成像的关键因素—相差

  由于客观条件,任何光学系统都不能生成理论上理想的象,各种象差的存在影响了成像质量。下面分别简要介绍各种相差。

  1. 色差(Chromatic aberration)

  色差是透镜成像的一个严重缺陷,发生在多色光为光源的情况下,单色光不产生色差。白光由红橙黄绿 青 蓝 紫 七种组成,各种光的波长不同 ,所以在通过透镜时的折射率也不同,这样物方一个点,在象方则可能形成一个色斑。

  色差一般有位置色差,放大率色差。位置色差使像在任何位置观察,都带有色斑或晕环,使像模糊不清。而放大率色差使像带有彩色边缘。

  2. 球差(Spherical aberration)

  球差是轴上点的单色相差,是由于透镜的球形表面造成的。球差造成的结果是,一个点成像后,不在是个亮点,而是一个中间亮边缘逐渐模糊的亮斑。从而影响成像质量。

  球差的矫正常利用透镜组合来消除,由于凸、凹透镜的球差是相反的,可选配不同材料的凸凹透镜胶合起来给予消除。旧型号显微镜,物镜的球差没有完全矫正,应与相应的补偿目镜配合,才能达到纠正效果。一般新型显微镜的球差完全由物镜消除

  3. 慧差(Coma)

  慧差属轴外点的单色相差。轴外物点以大孔径光束成象时,发出的光束通过透镜后,不再相交一点,则一光点的象便会得到一逗点壮,型如慧星,故称“慧差”。

  4. 象散(Astigmatism)

  象散也是影响清晰度的轴外点单色相差。当视场很大时,边缘上的物点离光轴远,光束倾斜大,经透镜后则引起象散。象散使原来的物点在成象后变成两个分离并且相互垂直的短线,在理想象平面上综合后,形成一个椭圆形的斑点。象散是通过复杂的透镜组合来消除。

  5. 场曲(Curvature of field)

  场曲又称“象场弯曲”。当透镜存在场曲时,整个光束的交点不与理想象点重合,虽然在每个特定点都能得到清晰的象点,但整个象平面则是一个曲面。这样在镜检时不能同时看清整个相面,给观察和照相造成困难。因此研究用显微镜的物镜一般都是平场物镜,这种物镜已经矫正了场曲;。

  6. 畸变(Distortion)

  前面所说各种相差除场曲外,都影响象的清晰度。畸变是另一种性质的相差,光束的同心性不受到破坏。因此,不影响象的清晰度,但使象与原物体比,在形状上造成失真。

  在使用显微镜的时候我们应该注意保养和清洁,以免造成不必要的误差. 显微镜的光学的初级原理其实很简单。

四.显微镜的成象(几何成象)原理

  显微镜之所以能将被检物体进行放大,是通过透镜来实现的。单透镜成象具有象差,严重影响成象质量。因此显微镜的主要光学部件都由透镜组合而成。从透镜的性能可知,只有凸透镜才能起放大作用,而凹透镜不行。显微镜的物镜与目镜虽都由透镜组合而成,但相当于一个凸透镜。为便于了解显微镜的放大原理,简要说明一下凸透镜的5种成象规律:

  (1) 当物体位于透镜物方二倍焦距以外时,则在象方二倍焦距以内、焦点以外形成缩小的倒立实象;

  (2) 当物体位于透镜物方二倍焦距上时,则在象方二倍焦距上形成同样大小的倒立实象;

  (3) 当物体位于透镜物方二倍焦距以内,焦点以外时,则在象方二倍焦距以外形成放大的倒立实象;

  (4) 当物体位于透镜物方焦点上时,则象方不能成象;

  (5) 当物体位于透镜物方焦点以内时,则象方也无象的形成,而在透镜物方的同侧比物体远的位置形成放大的直立虚象。

  显微镜的应用很广泛,更多的应用于工业,上海巴拓仪器有限公司工业显微镜能为大家提供性价比高的显微镜,厂家直销,价格优惠,秉承服务至上的原则,选择上海巴拓仪器有限公司,是您明智的选择。