顯微知識:光學基礎2
發布日期:2024-10-18 09:38:29
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上次我們為大家介紹了一些基本的光學知識,今天將繼續為大家介紹這一部分的知識,希望對大家了解顯微鏡有所幫助。
焦點焦點是指一個光學系統有兩個焦點:物方焦點和像方焦點。物方焦點是使像成在無窮遠的物位置,像方焦點是物在無窮遠處所成的像位置。
焦深焦深,是焦點深度的簡稱。
在使用顯微鏡時,當焦點對準某一物體時,不僅位于該點平面上的各點都可以看清楚,而且在此平面的上下一定厚度內,也能看得清楚,這個清楚部分的厚度就是焦深。焦深大,分辨率降低,但可以看到被檢物體的全層,而焦深小,則只能看到被檢物體的一薄層。
焦深與其他技術參數有以下關系:
1.焦深與總放大倍數及物鏡的數值孔徑成反比
2.焦深大,分辨率降低。
覆蓋差顯微鏡的光學系統也包括蓋玻片在內。
由于蓋玻片的厚度不標準,光線從蓋玻片進入空氣產生折射后的光路發生了改變,從而產生了像差,這就是覆蓋差。覆蓋差的產生影響了顯微鏡的成像質量。
國際上規定,蓋玻片的標準厚度為0.17mm, 許可范圍在0.16—0.18mm.,在物鏡的制造上已將此厚度范圍的像差計算在內。物鏡外殼上標記0.17,即表明該物鏡要求蓋玻片的厚度。
實相虛相在光學中,由實際光線匯聚成的像,稱為實像,能用光屏承接;反之,則稱為虛像,只能由眼睛感覺。有經驗的物理老師,在講述實像和虛像的區別時,往往會提到這樣一種區分方法:“實像都是倒立的,而虛像都是正立的。”所謂“正立”和“倒立”,當然是相對于原物體而言。
平面鏡、凸面鏡和凹透鏡所成的三種虛像,都是正立的;而凹面鏡和凸透鏡所成的實像,以及小孔成像中所成的實像,無一例外都是倒立的。當然,凹面鏡和凸透鏡也可以成虛像,而它們所成的兩種虛像,同樣是正立的狀態。
當物體與凸透鏡的距離大于透鏡的一倍焦距小于二倍焦距時,物體成倒立的像,當物體從較遠處向透鏡靠近時,像逐漸變大,像到透鏡的距離也逐漸變長;當物體與透鏡的距離小于焦距時,物體成放大的像,是虛像。
當物體與凸透鏡的距離大于二倍焦距時,物體成倒立的像,這個像是蠟燭射向凸透鏡的光經過凸透鏡會聚而成的,是實際光線的會聚點,能用光屏承接,是實像。當物體與透鏡的距離小于焦距時,物體成正立的虛像。
透鏡的性能
透鏡是組成顯微鏡光學系統的最基本的光學元件,物鏡目鏡及聚光鏡等部件均由單個和多個透鏡組成。依其外形的不同,可分為凸透鏡(正透鏡)和凹透鏡(負透鏡)兩大類。
當一束平行于光軸的光線通過凸透鏡后相交于一點,這個點稱"焦點",通過交點并垂直光軸的平面,稱"焦平面"。焦點有兩個,在物方空間的焦點,稱"物方焦點",該處的焦平面,稱"物方焦平面";反之,在象方空間的焦點,稱"象方焦點",該處的焦平面,稱"象方焦平面"。
光線通過凹透鏡后,成正立虛像,而凸透鏡則成正立實像。實像可在屏幕上顯現出來,而虛像不能。
凸透鏡成像規律
凸透鏡成像規律是一種光學定律。在光學中,由實際光線會聚而成,且能在光屏上呈現的像稱為實像;由光線的反向延長線會聚而成,且不能在光屏上呈現的像稱為虛像。講述實像和虛像的區別時,往往會提到這樣一種方法:實像都是倒立的,而虛像都是正立的。
規律1:當物體位于透鏡物方焦點上時,則象方不能成象;
規律2:當物體位于透鏡物方焦點以內時,則象方也無象的形成,而在透鏡物方的同側比物體遠的位置形成放大的直立虛象;
焦點焦點是指一個光學系統有兩個焦點:物方焦點和像方焦點。物方焦點是使像成在無窮遠的物位置,像方焦點是物在無窮遠處所成的像位置。
焦深焦深,是焦點深度的簡稱。
在使用顯微鏡時,當焦點對準某一物體時,不僅位于該點平面上的各點都可以看清楚,而且在此平面的上下一定厚度內,也能看得清楚,這個清楚部分的厚度就是焦深。焦深大,分辨率降低,但可以看到被檢物體的全層,而焦深小,則只能看到被檢物體的一薄層。
焦深與其他技術參數有以下關系:
1.焦深與總放大倍數及物鏡的數值孔徑成反比
2.焦深大,分辨率降低。
覆蓋差顯微鏡的光學系統也包括蓋玻片在內。
由于蓋玻片的厚度不標準,光線從蓋玻片進入空氣產生折射后的光路發生了改變,從而產生了像差,這就是覆蓋差。覆蓋差的產生影響了顯微鏡的成像質量。
國際上規定,蓋玻片的標準厚度為0.17mm, 許可范圍在0.16—0.18mm.,在物鏡的制造上已將此厚度范圍的像差計算在內。物鏡外殼上標記0.17,即表明該物鏡要求蓋玻片的厚度。
實相虛相在光學中,由實際光線匯聚成的像,稱為實像,能用光屏承接;反之,則稱為虛像,只能由眼睛感覺。有經驗的物理老師,在講述實像和虛像的區別時,往往會提到這樣一種區分方法:“實像都是倒立的,而虛像都是正立的。”所謂“正立”和“倒立”,當然是相對于原物體而言。
平面鏡、凸面鏡和凹透鏡所成的三種虛像,都是正立的;而凹面鏡和凸透鏡所成的實像,以及小孔成像中所成的實像,無一例外都是倒立的。當然,凹面鏡和凸透鏡也可以成虛像,而它們所成的兩種虛像,同樣是正立的狀態。
當物體與凸透鏡的距離大于透鏡的一倍焦距小于二倍焦距時,物體成倒立的像,當物體從較遠處向透鏡靠近時,像逐漸變大,像到透鏡的距離也逐漸變長;當物體與透鏡的距離小于焦距時,物體成放大的像,是虛像。
當物體與凸透鏡的距離大于二倍焦距時,物體成倒立的像,這個像是蠟燭射向凸透鏡的光經過凸透鏡會聚而成的,是實際光線的會聚點,能用光屏承接,是實像。當物體與透鏡的距離小于焦距時,物體成正立的虛像。
透鏡的性能
透鏡是組成顯微鏡光學系統的最基本的光學元件,物鏡目鏡及聚光鏡等部件均由單個和多個透鏡組成。依其外形的不同,可分為凸透鏡(正透鏡)和凹透鏡(負透鏡)兩大類。
當一束平行于光軸的光線通過凸透鏡后相交于一點,這個點稱"焦點",通過交點并垂直光軸的平面,稱"焦平面"。焦點有兩個,在物方空間的焦點,稱"物方焦點",該處的焦平面,稱"物方焦平面";反之,在象方空間的焦點,稱"象方焦點",該處的焦平面,稱"象方焦平面"。
光線通過凹透鏡后,成正立虛像,而凸透鏡則成正立實像。實像可在屏幕上顯現出來,而虛像不能。
凸透鏡成像規律
凸透鏡成像規律是一種光學定律。在光學中,由實際光線會聚而成,且能在光屏上呈現的像稱為實像;由光線的反向延長線會聚而成,且不能在光屏上呈現的像稱為虛像。講述實像和虛像的區別時,往往會提到這樣一種方法:實像都是倒立的,而虛像都是正立的。
規律1:當物體位于透鏡物方焦點上時,則象方不能成象;
規律2:當物體位于透鏡物方焦點以內時,則象方也無象的形成,而在透鏡物方的同側比物體遠的位置形成放大的直立虛象;
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