光学显微镜light microscope

以可见光为光源对微小物体进行放大，观察其细微结构的一种光学仪器。物体放大后的虚像，在目镜处观察，也可用光屏显示，还可拍成照片。广义的普通光学显微镜有单式和复式之分。单式显微镜即放大镜。狭义的即指复式显微镜（简称光镜）。结构 由光学系统和机械系统组成(图1)。

图 1 复式显微镜结构模式图

1. 目镜；2. 镜筒；3.转换器；4. 聚光器；5. 载物台；6. 聚光器；7. 虹彩光圈；8.反射镜；9.镜座；10. 粗调螺旋； 11. 细调螺旋；12.镜臂；13.倾斜关节；14.镜柱括物镜、目镜和照明装置。

光学系统 包物镜 靠近被观察物体（标本），故又称接物镜。将被观察物体进行第一次放大，是决定显微镜分辨力的关键性部件。物镜的金属外壳上，注有主要性能指标，如“10/0.25,160/0.17”，10示物镜放大倍数，0.25示镜口率，160为镜筒长度(mm),0.17为盖玻片厚度(mm)。
目镜 靠近观察者眼睛，又称接目镜。能将物镜所成的像进一步放大，但不能增加分辨力。目镜的放大倍数通常为4～16倍，在其外壳上分别注有4×,8×,10×,16×等字样。目镜直径有标准型和广视野型两种。最常用的目镜有： 惠更斯目镜、兰姆斯登目镜、补偿目镜、平场目镜和摄影目镜等。
照明装置 包括聚光器、照明光源和滤光器等。聚光器位于标本下方的聚光器架上，由聚光镜和可变光阑组成，其作用相当于一个凸透镜，使光线射入整个物镜的孔径角。聚光镜的聚光焦点，一般在上端透镜平面上方约1.25mm处，以适应载玻片标准厚度(1.1±0.04mm)。聚光镜的主要参数为镜口率，使用时应与物镜的镜口率匹配。可变光阑位于聚光镜下方，亦称虹彩光圈。由十几块金属薄片组成，可以随意调节其开孔大小，使聚光镜的镜口率适应于物镜的镜口率。通常使用时，应使聚光镜的镜口率略小于物镜的镜口率，以获得较大的反差。
照明光源可分为内、外两种类型： ❶外光源指天然日光、室内灯光和专门的显微镜灯；
❷内光源指在显微镜镜座上装备的低压卤素灯泡 （特殊条件下用高压汞灯或高压氙灯），可依靠改变电压来调节照明强度。外光源利用镜座下的反射镜对光线聚焦，并将光线传送到标本上。内光源则由多个反射镜和透镜组成的聚焦系统。
滤光器位于聚光器和光源之间，为圆形有色玻片或毛玻璃片，用于消除不需要的色光或减弱光线强度，求得均匀一致。
机械系统 包括镜座、镜臂、载物台、镜筒、物镜转换器和调焦装置等。
镜座 又称镜脚。是显微镜的基座，用于支持整个镜体。有的镜座内装有照明光源和反射器。
镜臂 有的固定，有的在靠镜座后侧有倾斜关节，使其可以倾斜，利于观察。镜臂用于支持镜筒、载物台、聚光器和调焦装置等。
载物台 又称镜台或标本台，用于支持标本，附着于镜臂下部，中央有一通光孔，台上装有标本片夹或带有标尺的标本移动器。载物台有固定式和移动式两种。固定式不能移动，要靠手或移动器移动标本；移动式可前后左右移动，因载物台与标本移动器连成一体。
镜筒 为金属圆筒，附着于镜臂上部，上端放置目镜，下端连接物镜转换器。为避免光线反射，筒内壁喷有黑色无光漆。目镜与物镜在同一直线上的为直式； 斜式的目镜中轴与镜筒中轴成45°或60°角，光线靠折转处的棱镜转折45°或60°后仍落在目镜光轴上。安装目镜的镜筒一般有单筒和双筒之分，双筒目镜靠棱镜使光线折转和分光。从镜筒上缘到物镜转换器螺旋口下缘的距离称机械筒长。机械筒长不能变更的叫固定式镜筒，能变更的叫调节式镜筒，后者在筒上附有刻度，调节范围可在155～250mm之间。只有采用厂家所规定的机械筒长，才能发挥光学系统的最佳性能，否则会增大像差和色差。
物镜转换器 固定在镜筒下端，可装置几只不同放大倍数的物镜，可以左右转动，以便更换所需放大倍数的物镜。
调焦装置 分粗调节螺旋和细调节螺旋。用于调节物镜与标本之间的距离，以获得清晰物像。传统的调焦装置为使镜筒上下垂直移动进行调焦，粗细调节螺旋位于上下两个不同位置。近年来，也有一些显微镜则是通过载物台的上下移动进行调焦，粗细调节螺旋组成一个同轴结构位于一处。

图 2 复式显微镜放大原理和光路图

光学原理 即透镜的成像原理。物镜和目镜的结构虽然复杂，但二者均相当于一块凸透镜。将被检物AB放在物镜(O₁)的前焦面(F₁)之外，则在物镜上方形成一个倒立的放大实像A₁B₁，正好在目镜(O₂)的焦面(F₂)之内； 目镜(O₂) 再对A₁B₁进一步放大而形成虚像A₂B₂；当眼睛在目镜上方观察时，A₂B₂通过眼睛的晶状体(O3)映在后方的视网膜上形成A₃B₃，最终使人感知显微镜放大物像的存在 (图2)。
分辨力 又称分辨率或分辨本领。指显微镜能把两物点分开的最小距离（分辨距离）的能力。分辨距离越小，分辨力越强。分辨距离(d)与照明光的波长(λ)和物镜的镜口率(NA)的关系可用公式d=0.61λ/NA表示。若取可见光平均波长550nm为照明光波长，并使用镜口率为1.25的油镜，则其分辨距离为270nm。此值为普通光学显微镜的最大分辨力，约等于照明光波长的一半。若用可见光中波长最短的紫色光(波长约为400nm)作为照明光，则分辨距离约为200nm，此值为普通光学显微镜的分辨极一限。
放大率 也称放大倍数。在标准光学筒长条件下，显微镜总放大率等于目镜和物镜放大倍数的乘积。总放大率可随光学筒长的增加和目镜放大倍数的提高而增加。但由于分辨率由照明光波长和物镜镜口率所决定，靠提高光学筒长和目镜放大倍数并不能提高显微镜的分辨率。一般有效放大率的上限是物镜的镜口率乘以1000，下限乘以250。根据这个范围，使用一种物镜，要选择与其相适应的目镜，以保证显微镜的有效放大率。如果单方面提高目镜的放大倍数超过了有效放大率的上限，即造成无效放大，不但无用，反而会降低物像的清晰度； 如果降低目镜放大倍数，使总放大率低于有效放大率下限，就无法充分利用物镜的分辨本领，使显微镜的分辨率降低。例如，根据理论和技术极限，浸润系物镜最高镜口率为1.40，而干燥系最高镜口率为0.95，故光学显微镜的有效放大倍率的上限干燥系物镜为950×，浸润系物镜为1 400×，若用镜口率为0.95、放大60×的物镜时，配用的目镜不得超过15×(15×60=900×)；若用镜口率为1.40、放大100×的油镜时，所配用的目镜以不超过14×为宜(14×100=1400×)。
清晰度 指显微镜造成物像轮廓明显与否的能力，主要取决于物镜。影响物像清晰度的因素较多，如不同色光可以造成色差、透镜本身可以造成像差、盖玻片过厚过薄、镜口率和光学筒长不合标准等都能影响物像清晰度。
应用 用于观察标本的微细形态结构，从而获得肉眼不能分辨的物体细节，如观察细胞和组织的形态结构等。生物体有的可以直接置于显微镜下观察，如观察原生动物或多细胞生物分散细胞的形态和生命活动； 也可以做成合乎一定要求的标本如切片、涂片、铺片和撕片，经过染色，然后借助于显微镜进行观察；还可以结合其他学科的专门技术如细胞和组织化学技术等，对被检物作特殊处理，以便研究其化学成分及机能。在动物学、植物学、微生物学、细胞学、组织学、胚胎学、遗传学及其他凡是需要研究显微形态结构的领域，都离不开显微镜。

光学显微镜light microscope

用可见光作光源对肉眼难于分辨的微小物体进行放大观察的光学仪器。由光学部分和机械部分组成。光学部分有反光镜、聚光镜、物镜、目镜及镜筒组成透镜系统；机械部分有镜架、载物台和各种调节装置。有的附有光源装置和照像系统。透镜系统的质量是决定光学显微镜的分辨能力、放大倍数、成像的清晰度和色差的纠正能力。一般光学显微镜的极限分辨限度为0.2 μm，比人眼高1 000倍。生物体有的可直接在显微镜下观察；有的需要做成合乎一定要求的标本，如切片、涂片、铺片和撕片，或经过染色，才能进行观察。还可以结合其他技术，如组织化学技术等，对被检物作特殊处理，以研究其化学成分及机能。

光学显微镜guangxuexianweijing

用以获得微小的物体或物体微细部分的放大像，以便进行观察的精密仪器。中学生物实验室里常用的是光学显微镜，它是由9组透镜组成的，所以也称“复式显微镜”。显微镜的结构比较复杂，放大倍数可从数十倍至1000多倍，常用的是放大100多倍至600倍左右。显微镜是生物实验里必备的较贵重的仪器。

光学显微镜

一类光学仪器。以可见光为光源，用玻璃制作透镜的显微镜。常见的有单式显微镜与复式显微镜两类。前者构造简单，放大倍数在10倍以下。构造稍复杂的单式显微镜为解剖显微镜，其放大倍数在200倍以下。它们放大的物象都是方向一致的虚象，即直立的虚象。复式显微镜结构较复杂，放大倍数可达1250倍，最高分辨力为0.2微米。如普通生物显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、荧光显微镜等。