光学显微镜的光学原理主要基于光的折射、透射和放大机制,通过物镜与目镜的协同作用实现微小物体的放大观察。以下是核心要点:
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成像过程
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物镜 :位于镜筒下方,通过折射光线形成倒立、放大的实像,焦距较短。例如,100倍物镜可将物体放大100倍。
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目镜 :位于镜筒上方,进一步放大物镜形成的实像,焦距较长,最终形成正立、放大的虚像供人眼观察。
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光的折射与折射率
- 光线从空气进入玻璃时发生折射,折射角与入射角和介质折射率相关。物镜和目镜通过不同折射率的玻璃透镜组合,实现图像的放大。
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分辨率与数值孔径
- 分辨率受限于光学系统的数值孔径(NA)和光波波长,遵循瑞利判据。数值孔径越大(如物镜与样品距离越近),分辨率越高,能清晰显示更细微结构。
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光源与照明系统
- 光源(如白炽灯或激光)提供光线,经准直器、滤光器调节后形成平行光束,照射样品并形成初像。反光镜(平面或凹面)将光线反射至物镜。
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系统组成
- 核心部件包括物镜、目镜、镜筒、载物台及反光镜。物镜和目镜组合决定放大倍数,载物台用于固定标本,反光镜调节光线方向。
总结 :光学显微镜通过物镜与目镜的折射作用,结合数值孔径和光源控制,实现微小物体的放大与成像,其分辨率受限于光学系统参数。