显微镜成像原理
显微镜成像的原理
显微镜成像的原理
显微镜成像的原理是通过光线的折射、反射和透射，以及镜头系统的调节和放大功能，使微小物体放大并能够被人眼观察到。
具体来说，显微镜成像的原理有两个主要方面：
1. 光学放大原理：光线从被观察物体上反射或透射后，通过物镜聚焦。
物镜会使光线发生折射，并将光线聚焦到物镜焦点上，形成一个放大的实像。
然后通过目镜，将实像再次放大，观察者通过目镜看到的是一个放大的虚像。
物镜和目镜的组合通过不同放大倍数的调节，使微小物体可以清晰可见。
2. 分辨率原理：显微镜的分辨率指的是能够清晰分辨的最小物体尺寸。
分辨率与光波的波长以及光学系统的参数（如数值孔径）有关。
通过使用特定的光源和光学元件，能够提高显微镜的分辨率。
例如，使用紫外光源可以使波长更短，从而提高分辨率。
调节物镜和目镜的焦距和位置，可以使光线尽可能地接近光轴，进一步提高显微镜的分辨率。
总结起来，显微镜的成像原理是通过物镜和目镜的组合，利用光线的折射和反射，以及镜头的调节和放大功能，将微小物体放大并形成可见的图像。
显微镜和望远镜成像原理
显微镜和望远镜成像原理
望远镜成像原理：物镜作用是得到远处物体的实像，由于物体离物镜非常远，所以物体上各点发射到物镜上的光线几乎是平行光束，光线经过物镜汇聚后，离焦点很近的地方形成了一个倒立、缩小的实像。
显微镜成像原理：物体在物镜焦距之外十分靠近焦点的位置，生成一个倒立、放大的实像。
望远镜是由两组凸透镜-目镜和物镜组成，它的结构特点是物镜的焦距长而目镜的焦距短。
形成的这个倒立的、缩小的实像又位于目镜的焦点以内，所以目镜起了放大镜的作用，目镜把经过物镜的倒立的的、缩小的实像放大成了一个正立的、放大的虚像，这就是远处物体通过望远镜所成的虚像。
显微镜也是由目镜和物镜组成，它的目镜焦距很短，物镜的焦距更短，也可以说物镜焦距比目镜焦距短，形成的这个倒立的放大的实像又落在目镜的焦距之内，且十分靠近目镜焦点位置，经目镜放大为一个倒立的(对原物而言)、放大的虚像。
显微镜是由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器，是人类进入原子时代的标志，用于放大微小物体成为人的肉眼所能看到的仪器。
显微镜分光学显微镜和电子显微镜，光学显微镜是在1590年由荷兰的杨森父子所首创。
现在的光学显微镜可把物体放大1600倍，分辨的最小极限达0.1微米。
望远镜是目镜是放大镜，物镜是照相机的原理。
显微镜是目镜是放大镜，但物镜是投影仪的原理。
光学显微镜成像原理与技术
光学显微镜成像原理与技术光学显微镜是一种常见且广泛应用的科学仪器，它通过利用光的特性来观察微观世界中的细小结构和微生物。
在现代科学研究和医学领域中，光学显微镜被广泛应用于细胞观察、组织分析、药物研发等方面。
本文将介绍光学显微镜的成像原理与技术。
光学显微镜的成像原理基于光的折射和散射现象。
当光线从一种介质进入另一种介质时，由于两种介质的折射率不同，光线会发生折射。
这种折射现象使得显微镜中的光线能够通过样本，从而观察到样本的细节。
光学显微镜的成像原理还涉及到光的散射现象。
当光线通过样本时，样本中的微小颗粒或结构会散射光线。
这些散射光线会进入显微镜的物镜，然后通过目镜进入观察者的眼睛。
通过调节物镜和目镜的焦距，观察者可以观察到样本的放大图像。
为了获得更高的放大倍数和更清晰的图像，光学显微镜还采用了一些技术。
其中一个重要的技术是调焦。
调焦是通过移动物镜和目镜的位置来调整光线的聚焦点，从而使得观察者能够获得清晰的图像。
调焦技术可以通过手动调节或者电动调节来实现。
另外，光学显微镜还可以使用不同的镜头来改变放大倍数。
常见的物镜有低倍物镜、高倍物镜和油浸物镜等。
低倍物镜通常用于观察大范围的样本，而高倍物镜和油浸物镜则用于观察细小结构。
除了调焦和镜头选择，光学显微镜还可以使用一些特殊的技术来改善成像质量。
例如，显微镜中常使用的干涉仪可以减少光的干扰，提高图像的对比度。
另外，还可以使用荧光染料来标记样本，使得观察者能够更清晰地观察到样本中的特定结构。
光学显微镜的发展历史可以追溯到17世纪，当时荷兰科学家安东尼·范·李文虎克发明了第一台显微镜。
随着科学技术的进步，光学显微镜不断改进和升级，现代的光学显微镜已经可以实现高分辨率成像，甚至可以观察到纳米级别的结构。
除了传统的光学显微镜，现代科学研究还涌现出一些新型的显微镜技术。
例如，近年来发展起来的荧光显微镜技术可以通过荧光标记来观察样本中的特定分子。
显微镜的四大光学原理 显微镜操作规程
显微镜的四大光学原理显微镜操作规程一．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亮物体时，则发生折射现像，这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。
当与透亮物面不垂直的光线由空气射入透亮物体一．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亮物体时，则发生折射现像，这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。
当与透亮物面不垂直的光线由空气射入透亮物体（如玻璃）时，光线在其介面更改了方向，并和法线构成折射角。
二．透镜的性能透镜是构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构成。
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，在像方空间的焦点，称“像方焦点”，该处的焦平面，称“像方焦平面”。
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—像差由于客观条件，任何光学系统都不能生成理论上理想的像，各种像差的存在影响了成像质量。
下面分别简要介绍各种像差。
1．色差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构成，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，在像方则可能形成一个色斑。
光学系统最紧要的功能就是消色差。
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察看都带有色斑或晕环，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，而是一个中心亮边缘渐渐模糊的亮斑，从而影响成像质量。
显微镜成像的原理
显微镜成像的原理
显微镜的成像原理是利用光学系统对样品进行放大和聚焦，使人眼能够观察到微小的细节。
具体原理可以分为两种类型：光学显微镜和电子显微镜。
光学显微镜是通过透射光的成像原理来观察样品的。
光线从光源经过凸透镜或者反射镜反射后，被物镜聚焦到样品上。
样品对光的反射、透射和散射会改变光线的传播方向和强度。
这些光线再经过物镜后，由目镜放大和观察。
物镜和目镜系统合作使得显微镜能够放大样品并提供清晰的成像。
电子显微镜则利用电子束而非光线进行成像，可以获得更高的分辨率。
电子束从电子枪中发射出来，经过电子透镜的聚焦形成精细的光斑。
样品放置在电子束路径上，与电子束相互作用时会产生电子的散射、透射、能量损失等。
这些交互作用提供了有关样品表面形貌和内部结构的信息。
通过电磁透镜系统对电子进行聚焦，再通过探测器获得相应的电子信号，最后形成成像。
显微镜成像原理的关键是聚焦机制。
通过调整物镜与样品的距离，可以调整成像的清晰度和放大倍数。
同时，用于观察或记录成像的设备（如目镜、照相机或计算机）也与显微镜的成像原理密切相关，它们能够将样品的放大图像转化为人眼可识别或者数字化的图像。
总结起来，光学显微镜利用光的折射和散射原理，通过物镜和目镜的组合放大和观察样品；而电子显微镜则利用电子束与样
品的相互作用，通过电磁透镜系统放大和探测电子束的信号。
这些原理为我们提供了深入观察微观世界的工具和方法。
光学显微镜的设计与成像原理
光学显微镜的设计与成像原理光学显微镜作为一种重要的观察和研究微观世界的工具，广泛应用于生物学、医学、物理学等领域。
本文将介绍光学显微镜的设计原理以及其成像原理。
一、光学显微镜的设计原理光学显微镜的设计原理涉及物镜、目镜、光源以及调焦系统等多个组成部分。
下面将分别对这些部分进行介绍。
1. 物镜物镜是光学显微镜的核心组成部分，它负责接收和放大样品所发出或传递的光。
物镜的设计包括镜头、光学透镜以及补偿片等元件。
常用的物镜设计有减色巴维利型物镜、折射巴维利型物镜和厚巴维利型物镜等。
不同的物镜设计可提供不同的分辨率和放大倍率，以满足不同观察需求。
2. 目镜目镜是光学显微镜的另一个重要组成部分，它负责放大物镜所产生的像。
常用的目镜设计有短焦距目镜、长焦距目镜和宽视场目镜等。
目镜设计要考虑到分辨率、像散和畸变等因素，以保证观察图像的清晰度和准确性。
3. 光源光源是提供光线的部分，对于光学显微镜的成像效果具有重要影响。
传统的光源包括白炽灯以及卤素灯等，而现代的光源则采用了LED光源，具有光强稳定、功耗低等优点。
在设计光源时，需要考虑到光的亮度、一致性和稳定性，以确保成像质量的稳定性和观察效果的良好。
4. 调焦系统调焦系统是用于调整样品和物镜之间的距离，以实现对样品的清晰观察。
调焦系统通常包括粗调和细调两部分。
粗调用于粗略调整样品与物镜的距离，而细调则用于微小的调整，以获得清晰的像。
调焦系统的设计要考虑到灵敏度、稳定性和精确性，以提供方便而准确的焦距调节。
二、光学显微镜的成像原理光学显微镜的成像原理是通过物镜放大样品的光线，并通过目镜放大物镜所形成的物镜像。
具体来说，光学显微镜的成像原理包括以下步骤：1. 光源发出的光通过凸透镜集光并照射到样品上。
2. 样品对光进行吸收、散射和透射等作用。
透射的光经过样品并进入物镜。
3. 物镜将透射过来的光进行放大，并形成物镜像。
物镜像的大小和清晰度取决于物镜的设计和调节。
4. 物镜像通过目镜进一步放大，形成最终的目镜像。
光学显微镜成像原理
光学显微镜成像原理
光学显微镜是一种利用光学原理实现组织和细胞成像的仪器，它利用光束对所观察样
品进行聚焦处理和放大，达到准确显示样品细节和获取明确的客观观测结果的目的。
通过
光学显微镜可以提供一个立体视角的观测样品，更加准确的观测微观世界。
光学显微镜的成像原理需要充分利用光线、镜头、物镜以及照片等属性。
首先，将待
观察的对象以光源照射，照射后发出的光线经过移动组件（移动台、镜头、物镜、棱镜），分两束同时平行的光线进入成像端口，再经过一定的装置（目镜、棱镜）聚焦到具体的成
像接口（照相机或摄像机），拍摄照片和影像，完成对对象进行分辨率成像的环节。
光学显微镜的放大原理是成像的一个重要组成部分，它利用多个组件预先存储在放大
体系中，并依赖于光学组件间的适当关系完成放大成像处理。
其中，镜头可以将实际小尺寸的视场延伸至观察系统中最大可接受的视场，以及非球
面屈光度来保证所观察物体的清晰度和清晰度。
物镜是对观察物体的偏光进行控制，以及
增强所观察物体的视觉属性等作用。
棱镜则是将形成的平板平面折射倒在摄像机的图像传
感器上，保证全部物体能被拍摄到，以及校正物体的折射反照等作用。
光学显微镜的主要功能是放大物体的尺寸，以及改善物体的清晰度等属性。
通过对
对象的聚焦，使其变得模糊，改变其原有的颜色和形态，从而实现物质观测结果的改善。
因而，光学显微镜能够客观而准确地显示物体的微观世界，为各种生物学研究提供有力的
解释。
显微镜 成像原理含图(基础教育)
显微镜现在的光学显微镜可把物体放大1600倍，分辨的最小极限达0.11微米，国内显微镜机械筒长度一般是160毫米。
显微镜系统中共轭距是物镜物方焦点到目镜物方焦点的距离。
物镜通过转换器旋转式接到镜筒的下端面目镜以插入式接镜筒的上端面应满足齐焦要求：调换物镜后，不需再调焦就能看到像。
a. 物镜调换后，像面不动，物面不动——物镜共轭距不变（195mm)b. 物镜像面即目镜前焦面不动——物镜像面在上端面以下10mm处c. 机械筒长——上下端面之间的距离（160mm），有的显微镜机械筒长可调调换物镜（目镜）后微调焦不可避免，故还必须有微动机构具有中间实像面，可放置分划板，用于测量（构成测微目镜）当中间实像A’位于Fe之前时，A”为实像，可投影到屏上。
也可用图像传感器接收实像，构成电子目镜。
物镜是显微镜最复杂和最重要的部分，在宽光束中工作（孔径大），但这些光束与光轴的倾角较小（视场小）；目镜在窄光束中工作，但其倾角大（视场大）.当计算物镜与目镜，在消除象差上有很大差别。
成像原理显微镜主要由目镜和物镜来进行成像，它们都是凸透镜，焦距不同。
物镜的凸透镜焦距小于目镜的凸透镜的焦距。
物镜相当于投影仪的镜头，物镜成像规律：f<u<2f，成放大倒立实像；目镜相当于普通的放大镜，目镜成像规律：u<f，成放大正立虚像（注：这里的正立是相对于物镜所成的像）故最后成出来的像是倒立放大的。
光学显微镜是根据凸透镜的成像原理，要经过凸透镜的两次成像。
第一次先经过物镜（凸透镜1）成像，这时候的物体应该在物镜(凸透镜1）的一倍焦距和两倍焦距之间，根据物理学的原理，成的应该是放大的倒立的实像。
而后以第一次成的物像作为“物体”，经过目镜的第二次成像。
由于我们观察的时候是在目镜的另外一侧，根据光学原理，第二次成的像应该是一个虚像，这样像和物才在同一侧。
因此第一次成的像应该在目镜（凸透镜2）的一倍焦距以内，这样经过第二次成像，第二次成的像是一个放大的正立的虚像。
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光学显微镜的原理发布时间：10-05-15 来源：仪表展览网点击量：2284 字段选择：大中小将微小物体或物体的微细部分高倍放大，以便观察的仪器或设备。
它广泛应用于工农业生产及科学研究。
生物学和医学工作者在业务中也经常使用显微镜。
大致分为光学显微镜和电子显微镜。
光学显微镜即以可见光为光源的显微镜。
普通的光学显微镜在结构上可分为光学系统和机械装置两个部分。
光学系统主要包括目镜、物镜、聚光器、光阑及光源等部分。
机械装置主要包括镜筒、镜柱、载物台、镜座、粗细调节螺旋等部分(图1)。
其基本光学原理如图2,图中左边小的凸透镜代表短焦距的一组透镜，称物镜。
右边大的凸透镜代表长焦距的一组透镜，称目镜。
被观察的物体(AB)放在物镜焦点(f1)稍外的地方。
物体的光线通过物镜后在目镜焦点(f2)稍内方形成一个倒立的放大实像(B'A')。
观察者的眼睛通过目镜将该实像(B'A')进一步放大为一个倒立的虚像(B″A″)。
目镜位于显微镜筒的上方，一般由两个凸透镜构成。
它除了进一步扩大物镜所形成的实像之外，也限制了眼睛所观察的视野。
按放大率分,常用目镜有5倍、10倍和15倍三种。
物镜一般位于显微镜筒的下方，接近所观察的物体。
由8～10片透镜组成。
其作用一是放大(给物体造成一个放大的实像),二是保证像的质量,三是提高分辨率。
常用物镜可按放大率分为低倍 (4×)、中倍(10×或20×)、高倍(40×)和油浸物镜(100×)。
多个物镜共同镶在换镜转盘上，可以按需要转动转盘选择不同倍数的物镜。
显微镜的放大倍数为目镜倍数乘物镜倍数，如目镜为10倍，物镜为40倍,则放大倍数为40×10倍(放大400倍)。
优良的显微镜可放大2000倍，可分辨相距1×10-5cm的两点。
当白光通过凸透镜时,波长较短的光(蓝紫色),其折射度大于长波长的光(红橙色)，因此，成像时在像周出现各色光谱围绕,并且有一圈蓝色或红色的辉光,这种颜色上的缺陷称为色差。
由于光线进入(和离开)透镜镜面各部分的角度不同，从透镜四周透过的光线与从透镜中心透过的光线相比，其折射角度较大。
因此，成像时在像周出现模糊而歪曲的影像。
这种成像面弯曲的缺陷称为球面差。
一系列形状、结构和距离不同的凸和凹透镜组互相配合，便能最大限度地纠正色差和球面差，形成一个明亮、清晰而准确的影像。
这就是目镜或物镜分别由一组透镜构成的缘故。
这种透镜称为平场消色差透镜。
光线从一种介质(如空气)投射到另一种较为致密的介质(如玻璃)中时会弯向“法线”(与介质交界面垂直的一条线),如图3中的BOA线。
光线由致密介质(玻璃)进到不致密介质(空气)中时会偏离“法线”，如AOB线(图3a)。
当光线穿过聚光镜玻璃(折射率为1.51)进入空气时同样会偏离,向外折射,因此进入物镜的光量减少很多，像的分辨力也降低。
使用100倍物镜时,如果在物镜和盖玻片之间充以油液(折射率同样为1.51)以隔绝空气，则光线几乎可以不折射地进入物镜，这就增加了像的亮度和分辨率。
这种物镜称为油浸物镜(图3b)。
聚光器位于显微镜台的下方，可会聚来目光源的光线，将光量集中于标本，使标本受到光强适度的均匀照射。
聚光器的下端装有孔径光阑(光圈)以控制光束的粗细。
普通光学显微镜的照明光源位于聚光器的下方，为特制的照度均匀的强光灯泡，并且配有可变电阻，可以改变光线的强度。
由于普通光学显微镜的光源光线自镜体下方向上透射，通过聚光镜、物镜，达到目镜，因此在医学及生物学研究中必须将被观察的样品切成能透过光线的、厚约6μm 的薄片，并且要进行染色以显示不同的组织和细胞等细微结构。
整个加工过程称常规组织制片技术，包括选取适当的组织材料经甲醛(福尔马林)液固定，逐级酒精脱水，石蜡包埋，用切片机将组织切成薄片裱在玻璃片上，再经苏木素—伊红染料着色，最后将组织玻片封固在光学树脂胶内。
制好的组织玻片可长期保存。
显微镜的目镜和物镜安装在镜筒的两端，它们的距离是固定的。
将组织玻片放在载物台上，旋转粗调螺旋使载物台接近物镜。
组织切片进入物镜第一焦平面，目镜内即可见标本内的组织影像。
然后用细调螺旋使目镜内的影像清晰即可进行观察。
改换放大倍数时就要调换目镜或物镜。
医学和生物学常使用的光学显微镜有下列12种：暗视野显微镜在普通光学显微镜台下配一个暗视野聚光器(图4),来自下面光源的光线被抛物面聚光器反射，形成了横过显微镜视野而不进入物镜的强烈光束。
因此视野是暗的，视野中直径大于0.3μm的微粒将光线散射，其大小和形态可清楚看到。
甚至可看到普通明视野显微镜中看不见的几个毫微米的微粒。
因此在某些细菌、细胞等活体检查中常常使用。
实体显微镜由双筒目镜和物镜构成。
放大率 7～80倍。
利用侧上方或下方显微镜灯照明。
在目镜内形成一个直立的放大实像，可以观察未经加工的物体的立体形状、颜色及表面微细结构,并能进行显微解剖操作,也可以观察生物机体的组织切片。
荧光显微镜在短波长光波(紫外光或紫蓝色光,波长250～400nm)照射下，某些物质吸收光能，受到激发并释放出一种能量降级的较长的光波(蓝、绿、黄或红光，波长400～800nm)，这种光称荧光。
某种物质在短光波照射下即可发生荧光，如组织内大部分脂质和蛋白质经照射均可发出淡蓝色荧光，称为自发性荧光。
但大部分物质需要用荧光染料(如吖啶橙、异硫氰酸荧光素等)染色后，在短光波照射下才能发出荧光。
荧光显微镜的光源为高压汞灯，发出的紫外光源经过激发滤光片(此滤光片可通过对标本中荧光物质合宜的激发光)过滤后射向普勒姆氏分色镜。
分色镜将激发光向下反射,通过物镜投射向经荧光染料染色的标本。
染料被激发并释放出荧光,通过物镜,穿过分色镜和目镜即可进行观察。
目镜下方安置有屏障滤片(只允许特定波长的荧光通过)以保护眼眼及降低视野暗度(图4)。
荧光显微镜的特点是灵敏度高，在暗视野中低浓度荧光染色即可显示出标本内样品的存在，其对比约为可见光显微镜的100倍。
30年代荧光染色即已用于细菌、霉菌等微生物及细胞、纤维等的形态观察和研究。
如用抗酸菌荧光染色法可帮助在痰中找到结核杆菌。
40年代创造了荧光染料标记蛋白质的技术，这种技术现已广泛应用于免疫荧光抗体染色的常规技术中，可检查和定位病毒、细菌、霉菌、原虫、寄生虫及动物和人的组织抗原与抗体，可用以探讨病因及发病机理，如肾小球疾病的分类及诊断，乳头瘤病毒与子宫颈癌的关系等。
在医学实验研究及疾病诊断方面的用途日益广泛。
偏光显微镜从光源发出的光线通过空气和普通玻璃时，在与光线垂直的平面内的各个方向以同一振幅进行振动并迅速向前方传递，这是光的波动性原理。
空气与普通玻璃为各向同性体，又称单折射体。
如果该光源的光通过一种各向异性体(又称双折射体)时，会将一束光线分为各只有一个振动平面的，而且振动方向互相垂直的两束光线。
这两束光线的振动方向、速度、折光率和波长都不相同。
这样只有一个振动平面的光线称偏振光。
偏光显微镜即利用这一现象而设计。
偏光显微镜内，在物镜与目镜间插入一个检偏镜片，光源与聚光器间镶有起偏镜片，圆形载物台可以作360°旋转(图5)。
起偏与检偏镜片处于正交检偏位时，视野完全变黑。
将被检物体放在显微镜台上。
若被检物为单折射体，则旋转镜台，视野始终黑暗。
若旋转镜台一周，视野内被检物四明四暗，则说明被检物是双折射体。
许多结晶物质(如痛风结节中的尿酸盐结晶、尿结石、胆结石等)，人体组织内的弹力纤维、胶原纤维、染色体和淀粉样原纤维等都是双折射体，可借偏振光显微镜术检验，进行定性和定量分析。
位相显微镜又称相差显微镜或相衬显微镜。
普通光学显微镜之所以看不见未染色的组织、细胞和细菌、病毒等活机体的图像，是因为通过样品的光线变化差别(反差)很小。
标本染色后改变了振幅(亮度)和波长(颜色)，影响了反差而获得图像。
但是染色会引起样品变形，也可使有生命的机体死亡。
要观察不染色的新鲜组织、细胞或其他微小活体必须使用位相显微镜。
位相显微镜的原理是两个光波因位相差而互相干涉，出现光波强弱和反差的改变而成可见影像。
点光源发出的光线可以表现为正弦波图形(图6a)。
两个波峰间的距离为波长,波的振幅表示光的亮度(振幅大、亮度高)。
设想同一光源发出的两条光波,分别同时通过空气及某种透明介质。
在通过一定厚度的某种透明介质时，光波的速度就会降低，但是光的亮度未变。
光波在通过该透明介质后比一直在空气中前进的另一条光波迟滞了波长，因而两条光波出现了位相的变化(位相差)。
但人眼不能分辨这两条平行光线的位相差。
如果这两条光波射到光屏的同一点上，而且一条光波比另一条光波迟滞了半个波长，即两条光波因位相相反而互相干涉抵消则光线消失，或者相对振幅相互影响而光线减弱。
如果一条光波虽然迟滞了一个波长,但两条光波位相相同,则因波的叠加而光线增强。
位相显微镜的基本结构与普通光学显微镜相同。
不同之处在于：①物镜镜头上面，在物镜第二焦平面装有一块圆盘状的位相板(图6b)。
②聚光器下面，在聚光器第一焦平面装有环形光束，光束上刻有狭窄的缝隙可通过环形强光(图6 c)。
如图6d所示，环形光束 A点发出的光线经过聚光器后成为平行光线。
光线通过载物台上的样品时，因样品内各个质点(如b点)的折射率不同而受到干涉，发生衍射,即分为未偏向波(实线)和偏向波(虚线)。
未偏向波通过物镜聚焦于位相板 A' 点上成像，然后通过位相板，均匀地分布在标本像平面上成为背景。
偏向波通过物镜后从位相板A'点周围通过位相板同样聚焦在像平面的B'上。
换句话说，未偏向波和偏向波是分别通过位相板的不同部位。
在位相板上不同的区域涂有不同的涂层，可以分别改变未偏向波或偏向波的速度和亮度，由此两种光波出现了位相差，差了半个波长或一个波长，它们在像平面的合波就出现明暗对比，样品内的各个细节也就能看得见。
总之，位相显微镜是利用样品中质点折射率的不同或质点厚度的不等，产生光线的相位差，使新鲜标本不必染色就可以看到，而且能够观察到活细胞内线粒体及染色体等精细结构，还可以应用于霉菌、细菌、病毒等更微小活体的研究，进行标本形态、数量、活动及分裂、繁殖等生物学行为观察，并可进行量度与比较。
倒置式显微镜普通显微镜镜的物镜头方向向下接近标本。
倒置式显微镜的物镜镜头则处于垂直向上的位置，因此目镜和镜筒的纵轴与物镜的纵轴呈45度角。
载物台面积较大，在物镜上方，载物台上方有一个长焦距聚光器和照明光源。
物镜和聚光器可装配位相显微镜的附件。
放大率16～80倍。
组织培养瓶和培养皿可以直接放在载物台上，进行不染色新鲜标本及活体、细胞的形态、数量和动态观察。
可进行多孔微量生物化学及免疫反应平板的结果观察。
倒置式显微镜可换用普通亮视野光学镜头;可装配偏振光、微分干涉差、荧光附件进行观察。