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技术专栏
显微镜构造及原理-绘统光学带您走进显微世界

          生物显微镜显微镜原理、构造、调试、使用和保养

     显微镜是人类认识物质微观世界的重要工具,是现代科学研究工作不可缺少的仪器之一。显微镜自1666年问世以来已有300多年的历史了,其间随着科学技术不断发展,显微镜的品种不断增加,结构和性能逐步得到完善和提高。 根据不同的使用用途,光学显微镜可分为普通光学显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、荧光显微镜、倒置显微镜、体视显微镜、偏光显微镜等10多种。目前,世界上许多国家都可以生产光学显微镜,牌名、种类繁杂,其中德国、日本等国制造的显微镜品质、数量占优势,但价格昂贵。 对于现代的光学显微镜,包括各种简单的常规检验用显微镜、万能研究以及万能照相显微镜等,首先要认识其构造及各部件的功能,同时要掌握正确的调试、使用和保养方法,才能在实际应用中面对各种要求时以不同的显微镜检方法,充分发挥显微镜应有的功能,提高常规检验工作效。

光学生物显微镜的原理和构造

    随着科学技术的发展,显微镜检方法由最传统的明视野、暗视野发展出了相差法、偏光方法;荧光方法也由透射光激发进展为落射光激发,使荧光效率大为提高;微分干涉相衬方法基于偏光方法,而巧妙地利用了微分干涉棱镜,使之能应用于医学与生物学的样品,又能应用于金相样品的分析与检验。

下面以德国ZEISS公司生产的Axioplan万能研究用显微镜,简单介绍万能显微镜的基本组成部件。 

1. 显微镜主机体(stand) 显微镜的主机体设计成金字塔形,而底座的截面呈T字形,使显微镜的整体相当稳固。显微镜的光学部件和机构调节部件、光源的灯室、显微照相装置、电源变压稳压器等,都可安装在主机体上或主机体内。 
2. 显微镜的底座(base) 底座和主机体通常组成一个稳固的整体。底座内通常装有透射光照明光路系统(聚光、集光和反光)部件,光源的滤光片组,粗/微调焦机构,光源的视场光阑也安装在底座上。 

3. 透射光光源(tranilluminator) 透射光光源由灯室(lamp housing)、灯座(lamp socket)、卤素灯(halogen lamp)、集光与聚光系统(lamp collector and lamp condenser)及其调整装置组成。 

4. 透射光光源与反射光光源的转换开关(toggle switch) 这是新一代AXIO系列显微镜特有的装置,透射光和反射光可通用。当具有透/反两用的配置时,利用这一转换开关能方便而又迅速的使透射光和反射光互相转换。在纯透射光的配置中,这一开关就改为电源开关。 
5. 电源开关(mains switch)与亮度调节旋钮(brightness control) 电源开关用来接通或切断显微镜所需用的交流电源。电源开关旋钮也可调节照明光源的亮度,使所观察的视域可随时获得适当的亮度,可调范围为3-12V。作显微照相时,可根据曝光以及彩色底片色温的要求来调节灯光的亮度。当准备关掉电源之前,应先将亮度调节旋钮调到最小。 

6. 粗、微调焦旋钮(coaxial coarse/fine focusing controls) 调焦旋钮转动时带动燕尾导板上下移动,而导板上则装有物台托架和聚光镜托架,从而使物台趋向或远离物镜达到调焦的效果。

7. 透射光用的滤光片选择按钮(push buttons for filter magazine) 透射光显微镜检方法所需用的一组滤光片已安装在显微镜的底座内,通过底座外的按钮就可以根据不同的需要来选择适用的一块或一组滤光片。通常的滤光片配套有: 

(1) 蓝色色温转换滤光片:用来把光源的色温由3200K转换成日光型彩色底片所需 
5500K色温;

(2) 绿色滤光片:用来增强相差观察方法中成像的反差,或者以黑白底片作显微照相时,可以提高片成像的反差; 

(3) 浅灰色滤光片:是透光率为50%的中性减光滤光片,可把视野的亮度减弱一半; 

(4) 灰色滤光片:是透光率为25%的中性减光滤光片,可把视野的高度减弱75%; 

(5) 透光率仅为6%的中性减光滤光片,可把视野的亮度变得相当暗,95%以上的光都已被吸收掉。

8. 光源的视场光阑(luminuos field diaphragm) 视场光阑是显微镜照明光路系统中的重要部件之一,它只能按照库勒照明系统的要求来进行调节,视场光阑不可以任意开大,但要根据使用的物镜倍数来调节适当的大小。视场光阑的主要功用有:

(1) 控制杂散光在成像光路系统中的影响,特别是免除杂散光对照相系统的干扰,使显微照相的底片不至于蒙上一层灰雾; 

(2) 控制照明光束的大小,使所观察的视域能受到均匀的照明; 

(3) 在荧光显微镜检方法中,可以把激发光限制在所需激发样品的视域范围内,以防止视域外的样品过早受到激发。