镜筒的结构

三、镜筒的参数
焦比：指望远镜焦距长度与物镜口径的比值，简单说就是镜筒长度除以镜筒口径，相当于相机镜头上的光圈。以“F”表示。计算公式：焦距/口径 =焦比（F=F/d）。例如：60/700望远镜，焦比=物镜焦距700mm/物镜口径60mm=11.7。如果口径不变，物镜焦距越长，焦比越大，容易得到越高的倍率；物镜焦距越短，焦比越小，不容易得到较高的倍率，但影像更亮，视野更大。 *短焦距镜（小焦比，焦比<=6）：适合观测星云、寻找彗星； *长焦距镜（大焦比，焦比>15）：适合观测月亮和行星； *中焦距镜（中焦比, 6<焦比<=15）：适合观测双星、聚星、变星和星团，更可以两头兼顾，很适合初学者。
镜筒的结构
一、镜筒的常见形式折射镜筒
一般折射镜筒的物镜,是由两块不同折光率的玻璃镜片组成,以减少色差,使红蓝两色的影像聚在同一焦点上,这类镜头称为消色差镜头。 ED镜筒,是由二块或二块以上不同折光率的玻璃镜片组采用较低色散的玻璃(ED)或甚至采用萤石晶体来制造,可消除红、绿、蓝三色的色差。这些镜筒称为复消色差镜筒。
三、镜筒的参数
聚光本领(集光力)
这是理论上望远镜与眼睛相比收集光的能力。它直接与口径的面积成正比。先把望远镜的口径(单位：mm)除以7mm(年轻人眼睛瞳口的大小)，然后将得到的商平方，此结果即是集光力。比如，8英寸的望远镜的集光力是843 ， ((203.2/7)²= 843)。
三、镜筒的参数
四、镜筒的光学像差参数
光学像差像散：该像差在最佳对焦点两面从水平位置到垂直位置拉长图像。这经常是由于生产不良或者装配失误造成的。
四、镜筒的光学像差参数
光学像差场曲：是指光线精确聚焦形成的面不是一个平面，而是一个曲面。像面的中心可能成像犀利并且对焦准确，但是边缘却没有对准焦点，或者相反。
四、镜筒的光学像差参数
现在市场上能看到不少镜面反光很强、亮闪闪的红膜望远镜，一些经销商把它们称为“红外线”、“次红外线”、 “红宝石镀膜” 等等，还会告诉你这是能在夜间观测的“红外夜视望远镜”。请朋友们千万不要上当！真正的红外夜视仪是通过接收人眼所不可见的红外线，采用光电管成像，需要用电池才能观测，白天不能使用，与望远镜的结构原理完全不同，价格也非常昂贵，根据它所采用的微光管的档次，价格至少也得在数千至数万元甚至更高（军级）！如果说几十元、几百元就能买到“红外夜视望远镜”，岂非痴人说梦！其实，那种亮闪闪的红膜因对光线反射严重而使成像亮度大大降低，只有当阳光照耀在雪地上使景物变得刺眼时，它倒是可以发挥降低亮度的作用
三、镜筒的参数
出射光曈望远镜的出射光瞳是指射出目镜的圆形光束的直径，单位是mm。为了计算出射光瞳，可将口径(单位mm)除以目镜的放大倍数。比如，带有20mm目镜的口径为８英寸(203.2mm)的望远镜的放大倍数如果为102，那么它的出瞳则为2mm(203.2/102 = 2mm)。或者，你还可以将目镜的焦距除以望远镜的焦比来得到出瞳尺寸。
四、镜筒的光学像差参数
光学像差像差是造成不完善像的所有因素。在望远镜设计中都存在着几种像差，没有所谓的完美的光学系统。光学设计工程师必须能够平衡控制各种像差来得到想要的设计结果。下面是一些不同望远镜中存在的像差：色差：经常在折射望远镜的物镜上出现，是因为透镜不能把不同波长(颜色)的光聚焦到一点而形成的。结果是明亮物体周围有一圈光晕。当感光度和口径增加的时候，这种现象往往会加重。
修正镜镜筒组主反光镜组
副反光镜组
副反光镜组调焦组件
三、镜筒的参数
物镜的口径（D）物镜的口径是望远镜最重要的参数，一般是指有效口径，也就是通光直径，即望远镜的入射光瞳直径，是望远镜聚光本领的主要标志，而不是指镜头的玻璃的直径大小。一般用英寸(in)或者毫米(mm)来表示,口径越大，它收集的光越多，成像的亮度和清晰度就越好。
一、镜筒的常见形式
反射镜筒
一、镜筒的常见形式
折反射镜筒
同时利用折射与反射原理的望远镜，常见有二种系统： 1、施密特系统主要是利用一球面凹镜作为主镜以消除彗形像差，同时利用一非球面透镜放于主镜前适当位置作为矫正镜，在利用一块凸镜作为副镜，在主镜焦点前将光线聚集，穿过主镜一个圆孔而聚焦在主镜之后。 2、马克苏托夫矫正镜及利用一块凸镜作为副镜，在主镜焦点前将光线聚集，穿过主镜一个圆孔而聚焦在主镜之后。
五、镜筒的调试
光轴对齐了光轴没有对齐
看目标效果图
五、镜筒的调试
什么是光轴校准
校准就是调节望远镜的光学器件使之光轴对齐. 但我们必须知道一台镜筒光轴没有对齐会让它的性能大打折扣。另外，没有任何一台望远镜可以让它的光轴对齐很长一段时间，即使它是已经在工厂校准过的。校准是一种值得考虑的提供镜子性能的方法。通常，设备变形了，在高分辨率下的像质你肯定不能接受; 图像的后期处理也无法补偿光轴不正带来的像质的损失. 校准并不是镜商和纯理论主义者的多余技巧. 它实际上和音乐器材的音律一样重要，光轴不正的图像就像走调钢琴产生的声音一样可怕. 校准是镜筒的很麻烦的地方; 这些望远镜对光轴非常敏感; 校准螺丝的稍微一动就能让整个光轴偏离. 好的光学性能在微小的光轴误差面前就会瓦解
三、镜筒的参数
放大倍数放大倍数是望远镜最不重要的参数之一。望远镜的放大倍数其实就是两个独立的光学系统焦距的比值——望远镜物镜以及所使用的目镜。将望远镜物镜的焦距(单位:mm)除以目镜的焦距(单位:mm)，就可以得到望远镜的放大率。比如，型号为C8的望远镜的焦距为2032mm，如果配备30mm的目镜，放大率就为68x(2032/30 = 68)，如果换用10mm的目镜，放大率就变为 203x(2032/10 = 203)。由于目镜是可更换的，望远镜根据需要可以有不同的放大率。在实际使用中，望远镜有上限和下限放大率。这是由光学定律和眼睛的特性决定的。在理想状态下，望远镜可用的最大放大率是其口径尺寸(单位：英寸)的60倍左右。如果放大率超过这个上限，图像往往会变得昏暗，对比度降低等。比如，口径为 60mm(即2.4英寸口径)的望远镜最大放大率为142x。当放大率继续增加时，图像的锐利度和细节表现力就会下降。更高的放大率通常用于月亮，行星和双子星的观察。那些号称60mm口径望远镜的放大率可以达到375甚至750的生产厂家，其实是在误导消费者。晚上时望远镜放大率的下限是其口径的3到4倍。白天时的下限是口径的8 到10倍。如果放大率低于此下限，由于次级反射镜或者斜反射镜的投影，在反射折射望远镜或者牛顿望远镜的视野中央会出现一个黑点。
三、镜筒的参数
艾里斑亮度参数
当你用聚焦良好的望远镜观察星星时，并不会看到变大的图像。这是因为星星到我们的距离实在是太远了(以至于发出的光都是平行光，直接在焦平面聚成一点)，所以即使放大很多倍，星星也应该看起来是光点，而不是光斑或者光球。但是，如果将望远镜放大到60乘口径尺寸(单位：英寸)的倍数，这时仔细观察的话，你会发现在星星周围有光环，这不是星星自身的光环，而是由于望远镜的圆形口径光阑以及光的物理特性造成的。进一步观察的话，当星星位于望远镜视野正中间的时候，放大的星图会出现两个现象：一个中间的亮区域，称作艾里斑，和一个或一系列环绕的微弱的圆环，称作衍射环。当你增加口径的尺寸时，艾里斑会变小。艾里斑的亮度(点光源恒星的图像亮度)正比于口径尺寸的四次方。理论上，当你将望远镜的口径放大一倍，它的分辨能力就会增加1倍，它的集光力就会增加为原来的4倍。但是更重要的是，你还可以将艾里斑的面积变成原来的1/4倍，从而将星象的亮度变为原来的16 倍。
三、镜筒的参数
对比度
观察低对比度的物体，比如月亮和行星时，我们期望有最高的成像对比度。牛顿望远镜和反射折射望远镜都有一个次反射镜(或称副镜)，它们阻挡了一部分主反射镜的发射光。为了计算阻挡率，一般计算阻挡率用面积比来计算。副镜的面比有效口径的面积，比如，８英寸的望远镜的次级反射镜直径如果是2¾英寸，则阻挡率是11.8%：８英寸的主面积= ∏r²= 50.27 2¾英寸的次级面积= ∏r²= 5.94 阻挡率= 5.94/50.27=11.8% 已可以用毫米来计算多少的阻挡率为好这要根据你的使用需求，摄影的话，阻挡率往往会比较高。观察月亮和行星阻挡率往往会比较高观察星云是往往会比较低观察的条件(大气扰动)是影响对比度和行星细节的最重要的因素。
焦距（f）就是从透镜(或者主反射镜)到焦点的距离，通常单位是毫米(mm)。一般来说，望远镜的焦距越长，它的放大率就越大，成像的尺寸就越大，但是视场范围就越小。比如，与焦距为1000mm的望远镜相比，2000mm焦距望远镜的放大率和视场范围分别是前者的2倍和1/2。如果你不知道焦距，只知道焦比，你可以通过这样计算的得到焦距：口径(单位是mm)乘以焦比就是焦距。为8英寸(203.2mm)，焦比为f/10的透镜，其焦距为203.2 x 10 = 2032mm。
一、镜筒的常见形式折射镜筒
一、镜筒的常见形式
反射镜筒
反射望远镜是利用一块镀了金属(通常是铝)的凹面玻璃聚焦,由于焦点在镜前,所以必须在物镜焦点之前用另一块镜将影像反射出镜筒外,再用目镜放大。反射望远镜没有色差 (因不用透过玻璃故无色散),但有其它各类的像差。如将反射凹面磨成拋物线形,则可消除球面差,但受彗形像差的影响严重。
畸变
由于透镜的放大率随光束和主轴间所成角度改变而引起。光线离主轴越远，畸变越大，但是若与主轴正交并通过主轴，则不发生畸变。放大率随入射角度增加而增大时称正畸变；放大率随入射角度增加而减小时负畸变。换句话说，若物点离开光轴越远，放大率越大，就产生畸变，如果物点离开光轴越远，放大率越小则产生负畸变。特别是镜片屈光度大时，像的畸变现象严重。由于畸变，看物体，像失去了原来的正确形状。
一、镜筒的常见形式
1、施密特系统
一、镜筒的常见形式
2、马克苏托夫系统（MC系列）

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望远镜的支架结构分类

望远镜的支架结构分类
望远镜的支架主要用于支撑和固定望远镜，以保持其稳定并允许观测者调整望远镜以对准目标。

支架结构主要分为两种类型：地平式装置和赤道式装置。

1. 地平式装置：这种装置由一条垂直于地平面的转轴（地平轴）和一条平行于地平面的转轴（垂直轴）组成。

当松开固定螺丝后，望远镜镜筒能在垂直平面内上下移动，并可以对准天空中的任何位置进行观察。

地平式装置相对简单，制作方便，特别适用于寻找彗星等工作。

然而，它不能很好地跟踪恒星的运动，为了跟随恒星的运动，支架会产生“之字形”运动，而不是平滑的弧形划过天空。

2. 赤道式装置：这种装置有两个转轴，一个轴指向天球的北极，称为极轴（也叫赤经轴）；另一个轴与极轴垂直，称为赤纬轴，它与地球的赤纬面平行。

极轴与地球自转轴的方向一致，仅仅是在不断地改变赤纬。

这种装置可以很好地跟踪恒星的运动，使得观测更加稳定和准确。

此外，望远镜支架还可以根据使用目的进行分类，如摄影用的三脚架和天文观测用的经纬仪等。

三脚架是一种用于支撑和平衡望远镜的三角形结构，通常由铝合金或碳纤维等材料制成，可以调整高度和位置。

经纬仪具有两条互相垂直的转轴，以调校望远镜的方位角及水平高度。

总之，望远镜的支架结构分类主要根据使用目的和设计特点进行划分，不同的支架结构适用于不同的观测需求。

材料分析测试方法第十一节透射电子显微镜

照明系统光路图 12
一、透射电子显微镜的结构
（1）照明系统
双聚光镜系统优点：
•聚光镜和物镜之间有足够的空间放置样品和其他装置； •方便调节束斑尺寸，满足满屏要求和亮度要求，电子束的平行性和相干性都较好；
13
一、透射电子显微镜的结构
C、聚光镜光阑
一般称之为：第二聚光镜光阑，安装在第二聚光镜下方的焦平面位置；作用：限制照明孔径角，可以挡掉高角度散射即远离光轴的电子，提高电子束的平行性和空间相干性，控制照射到样品上的光斑大小和光照强度。
17
一、透射电子显微镜的结构
C、电子束倾斜与平移装置
通过电磁偏转器使入射电子束平移和倾斜。
中心暗场成像CDF：入射电子偏转2θ，衍射束平行于光轴，图像分辨率高；
18
一、透射电子显微镜的结构
（1）照明系统
照明系统的作用：
提供一束亮度高、照明孔径角小、平行度好（相干性好）、束流稳定的电子束；
电子束的相干性：
弱激磁、长焦距、变倍（0～20倍）透镜；进一步放大物镜所成的像。通过调节中间镜的可变倍率来控制电镜的总放大倍数。
中间镜可以对“像”或“衍射斑点”聚焦，这也决定了荧光屏上显示的是“像”还是“衍射斑点”：放大镜——其物平面与物镜的像平面重合衍射镜——其物平面与物镜后焦面重合
30
一、透射电子显微镜的结构
侧插式倾斜装置
20
一、透射电子显微镜的结构
样品室：样品平移与倾斜装置
Double Tilt Holder 3mm size limitation
21
一、透射电子显微镜的结构
样品室：样品平移与倾斜装置
22
一、透射电子显微镜的结构

光机系统设计

光机系统设计与实践课程报告作者学号：学院(系):理学院专业: 光学题目: 光接收系统设计2014年5月光接收系统设计光接收系统是照相、测距等系统的一个重要组成部分，其主要作用是接收外界光信号，并且将接收到的光传递给后续的光电转换器件，光接收系统的成像质量对整个系统有重要影响。

本次设计主要对光接收望远镜给出的初始结构进行优化，并且设计出优化之后的镜筒结构。

一、透镜像质的优化ZEMAX软件由美国焦点公司开发，它操作简单，价格便宜，提供了十分强大的像质优化功能，可以对合理的初始光学系统进行优化设计，是当今光学设计界的通用软件之一。

设计中光学结构参变量可以使曲率、厚度、玻璃材料参数、圆锥系数、参数数据、特殊数据和多重结构数值。

1.接收望远镜的设计要求如下：D/f=1/4,f=118.596,2ω=5°2.接收望远镜的初始结构参数见表13.透镜初始结构与光学特性参数输入①在ZEMAX主菜单中选择Editor\Lens Data，打开透镜数据编辑器（Lens Data Editor，LDE），输入初始结构，如图1所示。

图1 LDE中输入初始结构数据②光学特性参数输入。

用General对话框定义像空间。

在ZEMAX 主菜单中选择System\General…或选择工具栏中Gen，打开General对话框，选择Aperture Type为Image Space F/#，在Aperture Value中输入4，如图2所示。

图2 用General对话框定义孔径用Field Data对话框定义视场。

在ZEMAX主菜单中选择System\ Fields…或择工具栏中Fie，打开Field Data对话框，选择Field Type为Angle（Deg），在相应文本框Y-Field中输入3个校像差半视场角值：3、-3、0，其余为默认值，如图3所示。

图3 用Field Data对话框定义视场用Wavelength Data对话框定义工作波长。

显微镜的结构及使用方法

显微镜的结构及使用方法显微镜是一种用于观察微小物体的光学仪器，可以放大物体的细微结构，从而使人们能够观察到肉眼无法看到的细节。

下面详细介绍显微镜的结构和使用方法。

一、显微镜的结构显微镜通常由以下几个主要部分组成：1. 物镜（Objective Lens）：物镜是显微镜的主要放大部分，位于镜筒的底部。

它负责将样品放大并聚焦到镜筒内，通常有高倍和低倍两种物镜，也可以配备油浸物镜。

2. 目镜（Eyepiece）：目镜是位于镜筒顶部、与眼睛接触的部分，用于放大物镜所放大的影像。

通常具有一定的放大倍数，例如10倍、15倍等。

3. 镜筒（Body Tube）：镜筒是连接到物镜和目镜的管状结构，用于支撑物镜和目镜，并使其保持正确的位置。

4. 支架（Stage）：支架是显微镜上的平台，在上面放置要观察的样本。

可以调整高度和位置以获得合适的观察角度。

5. 焦距调节器（Coarse and Fine Adjustment）：焦距调节器是控制物镜与样本之间的距离，以便获得清晰的图像。

粗调节器用于初步调节焦距，而细调节器则用于微调焦点。

6. 光源（Light Source）：光源是显微镜中提供照明的设备。

通常使用白炽灯或LED灯来提供适当的光线。

二、显微镜的使用方法以下是使用显微镜的基本步骤：1.将显微镜放置在平稳的桌面上，并插入适当电源线供电。

确保显微镜的光源正常工作。

2.打开颈部旋钮，将物镜拉近物品样本。

可以使用物镜刻度来粗略确定焦点。

3.使用粗调节器，将物镜与样本保持一定的距离，然后逐渐向上或向下旋转粗调节器，直到在目镜中观察到一个清晰的图像。

4.使用细调节器进行微调，以获得更清晰的图像。

注意避免过度调节，以免物镜与样本接触。

5.如果需要改变放大倍数，可以选择不同的目镜或物镜。

注意，在更换物镜时，需要重新调整焦点。

6.可以通过调整样品的位置和倾斜角度来观察不同部分。

使用样品夹或移动平台来固定样本，以确保其稳定的观察。

显微镜的结构和使用

显微镜的结构和使用一、显微镜的结构1.镜座：是显微镜的底座，用以支持整个镜体。

2.镜柱：是镜座上面直立的部分，用以连接镜座和镜臂。

3.镜臂：取放显微镜时手握部位。

4.镜筒：连在镜臂的前上方，镜筒上端装有目镜，下端装有物镜转换器。

5.载物台：在镜筒下方，形状有方、圆两种，用以放置玻片标本，中央有一通光孔，两侧有压片夹，用以固定玻片标本。

6.遮光器:上有大小不等的圆孔,叫光圈.可调节光线强弱7.调节器：是装在镜柱上的大小两种螺旋，调节时使镜台作上下方向的移动。

①粗准焦螺旋：可使镜台作快速和较大幅度的升降，能迅速调节物镜和标本之间的距离使物象呈现于视野中，通常在使用低倍镜时，先用粗调节器迅速找到物象。

②细准焦螺旋：可使镜台缓慢地升降，多在运用高倍镜时使用，从而得到更清晰的物象。

8.反光镜：装在镜座上面，可向任意方向转动，它有平、凹两面，凹面镜聚光作用强，适于光线较弱的时候使用，平面镜聚光作用弱，适于光线较强时使用。

9.目镜与物镜比较镜头透镜大小镜头长短视野亮度物像大小细胞数目镜低倍大长亮小多高倍小短暗大少物镜低倍大短亮小多高倍小长暗大少二、显微镜的使用(一)取镜和安放1.打开显微镜箱,一手握镜臂,一手托镜座,将显微镜取出。

2.把显微镜放在实验台的前方稍偏左，便于用左眼观察物像,用右眼看着画图。

3.让镜筒向前,镜臂向自己,然后安放好目镜和物镜。

(二)对光1.转动转换器,使低倍镜对准通光孔。

2.转动载物台下的遮光器,选一较大的光圈对准光孔。

3.左眼注视目镜, (右眼也要睁开),转动反光镜,使光线通过通光孔反射到镜筒内,通过目镜,可看到白亮的视野。

当光线强时,让平面镜对着光源,光线弱的时候,用凹面镜对着光源。

(三)低倍镜观察1.把所要观察的玻片标本放在载物台上，用压片夹压住，标本要正对通光孔的中心。

2.眼睛从侧边看着物镜头和标本之间，转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓下降，直到物镜接近玻片标本为止。

3.左眼看目镜内，同时反向缓缓转动粗准焦螺旋，使镜筒上升，直到看到物象为止，再稍稍转动细准焦螺旋，使看到的物象更加清晰。

显微镜的构造图

的形貌信息
功能
• 微电子技术：用于微器件的表面形貌检测和分析
03
显微镜的成像技术与发展
光学显微镜的成像技术
传统成像技术
• 利用透镜对光进行聚焦和放大
• 通过调整目镜和物镜来改变放大倍数和成像清晰度
成像技术
• 光学显微成像技术：利用光学原理对样品进行成像
• 荧光显微成像技术：利用荧光标记和荧光显微镜对样品进行成像
• 生物科学：观察细胞、细菌、病毒等微小生物结构
• 光的波长和透镜的折射率决定了显微镜的分辨率
• 材料科学：研究材料的微观结构和性能
• 医学领域：观察组织、细胞、病毒等微小结构
02
显微镜的分类与比较
光学显微镜的类型与特点
类型
• 简易显微镜：结构简单，放大倍数较低
• 显微镜：放大倍数较高，功能丰富
CREATE TOGETHER
DOCS SMART CREATE
显微镜构造图解析与应用
DOCS
01
显微镜的基本构造与原理
光学显微镜的组成部件及其功能
01
02
03
04
05
镜筒
•目镜
位于镜筒上方的透
镜
物镜
调焦装置
• 容纳光学组件的圆
• 用于放大观察物体
的图像
载玻片和盖玻
片
• 用于放置样品的平
品之间的距离
• 材料科学：研究材料的微观结构和性能
• 医学领域：观察组织、细胞、病毒等微小结构及其功能
04
显微镜在科研与工业领域的应用
显微镜在生物科学领域的应用
01
观察细胞结构
• 利用显微镜观察细胞的形态、结构和功能
• 研究细胞内的生物大分子和细胞器

显微镜各部分结构的作用

◆机械部分(1)、镜座：显微镜最下面呈马蹄形或园形的部分,起稳定和支持镜身作用.(2)、镜柱：从镜座向上直立的短柱.上连镜臂,下连镜座,可以支持镜臂和载物台.（3）镜臂：一端连于镜柱，一端连于镜筒，是取放显微镜时手握部位。

下端与镜柱相连接的地方有一个倾斜关节,可使镜臂倾斜,便于观察.（4）镜筒：连在镜臂的前上方(有的显微镜镜筒内有一抽管,可适当抽长,一般长度是１６０－１７０毫米)，镜筒上端装有目镜，下端装有物镜转换器（固着在镜筒下端,分两层,上层固着不动,下层可自由转动.转换器上有2～4个圆孔,用来安装不同倍数的低倍或高倍物镜）.作用是保护成像的光路与亮度.（5）物镜转换器(旋转器)：接于棱镜壳的下方，可自由转动，盘上有3－4个圆孔，是安装物镜部位，转动转换器，可以调换不同倍数的物镜，当听到碰叩声时，方可进行观察，此时物镜光轴恰好对准通光孔中心，光路接通。

转换物镜后，不允许使用粗调节器，只能用细调节器，使像清晰。

（6）镜台(载物台)：在镜筒下方，形状有方、圆两种，用以放置玻片标本，中央有一通光孔，我们所用的显微镜其镜台上装有玻片标本推进器(推片器)，推进器左侧有弹簧夹，用以夹持玻片标本，镜台下有推进器调节轮，可使玻片标本作左右、前后方向的移动。

（7）调节器：是装在镜柱上的大小两种螺旋，调节时使镜台作上下方向的移动,调节焦距.大的叫粗准焦螺旋,位于镜臂的上方,可以转动,以使镜筒能上下移动,从而调节焦距,升降镜筒较快,用于低倍镜对焦；小的叫细准焦螺旋,位于镜臂的下方,它的移动范围较粗准焦螺旋小,升降镜筒较慢,可以细调焦距.①粗调节器(粗螺旋)：大螺旋称粗调节器，移动时可使镜台作快速和较大幅度的升降，所以能迅速调节物镜和标本之间的距离使物象呈现于视野中，通常在使用低倍镜时，先用粗调节器迅速找到物象。

②细调节器(细准焦螺旋)：小螺旋称细调节器，移动时可使镜台缓慢地升降，多在运用高倍镜时使用，从而得到更清晰的物象，并借以观察标本的不同层次和不同深度的结构。

人教版初中物理八年级上册-第5节显微镜和望远镜(共计38张)

信息窗
• 人眼只能看清大小0.1～0.2毫米左右的细节，
显微镜大大地提高了人的视察能力，好的显微镜可以放大2000倍，能够看清0.2微米的结构。但要视察更小的结构，光学显微镜就无能为力了，本世纪30年代出现了电子显微镜，放大倍数80万倍。而隧道扫描显微镜更进一步能看到单个原子。
手术显微镜
物体距离物镜很远，它的像却离物镜很近，这样的像应该是缩小的，为什么用望远镜视
察物体时会感到像被放大了？
本来，我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要。
三、视角
从眼睛的光心向视察物体的两端所引的两条直线的夹角。
视角
物体对眼睛所成视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和物体到眼睛的距离有关。
伽利略望远镜: 目镜是凹透镜,物镜是凸透镜.
牛顿反射式望远镜: 目镜是凸透镜,物镜是凹面镜.
信息窗
开普勒望远镜的原理
德国天文学家开普勒于16实像。目镜的作用相当于放大镜，成放大的虚像。物镜的焦距长而目镜的焦距短。
信息窗反射望远镜的原理
英国物理学家牛顿于1668年发明的，他用一面很大的凹面镜代替物镜。
• 重点和难点：显微镜、望远镜目镜和物镜成像的特点
一. 显微镜
一般的放大镜，放大倍数有限，要想看清楚动植物的细胞等非常小的物体，就要使用显微镜。
1、显微镜的结构
镜筒两端各有一组透镜，每组透镜的作用都相当于一个凸透镜
目镜
靠近眼睛的凸透镜
物镜
靠近被视察物体的凸透镜
载物片
反光镜
2、显微镜的成像光路图
导入新课
这个仪器我们在生物实验课上是不是用过？这是什么？

光学显微镜的结构与使用方法

光学显微镜的结构与使用方法目的要求1、熟悉光学显微镜的主要构造及其性能.2、掌握低倍镜及高倍镜的使用方法.3、初步掌握油镜的使用方法.4、了解光学显微镜的维护方法.实验原理光学显微镜lightmicroscope是生物科学和医学研究领域常用的仪器,它在细胞生物学、组织学、病理学、微生物学及其他有关学科的教学研究工作中有着极为广泛的用途,是研究人体及其他生物机体组织和细胞结构强有力的工具.光学显微镜简称光镜,是利用光线照明使微小物体形成放大影像的仪器.目前使用的光镜种类繁多,外形和结构差别较大,有些类型的光镜有其特殊的用途,如暗视野显微镜、荧光显微镜、相差显微镜,倒置显微镜等,但其基本的构造和工作原理是相似的.一台普通光镜主要由机械系统和光学系统两部分构成,而光学系统则主要包括光源、反光镜、聚光器、物镜和目镜等部件.光镜是如何使微小物体放大的呢物镜和目镜的结构虽然比较复杂,但它们的作用都是相当于一个凸透镜,由于被检标本是放在物镜下方的1～2倍焦距之间的,上方形成一倒立的放大实相,该实相正好位于目镜的下焦点焦平面之内,目镜进一步将它放大成一个虚像,通过调焦可使虚像落在眼睛的明视距离处,在视网膜上形成一个直立的实像.显微镜中被放大的倒立虚像与视网膜上直立的实像是相吻合的,该虚像看起来好像在离眼睛25cm处.分辨力是光镜的主要性能指示.所谓分辨力resolvingpower也称为辨率或分辨本领,是指显微镜或人眼在25cm的明视距离处,能清楚地分辨被检物体细微结构最小间隔的能力,即分辨出标本上相互接近的两点间的最小距离的能力.据测定,人眼的分辨力约为100μm.显微镜的分辨力由物镜的分辨力决定,物镜的分辨力就是显微镜的分辨力,而目镜与显微镜的分辨力无关.光镜的分辨力RR值越小,分辨率越高可以下式计算：这里n为聚光镜与物镜之间介质的折射率空气为1、油为1.5；为标本对物镜镜口张角的半角,sin的最大值为1；为照明光源的波长白光约为0.5m.放大率或放大倍数是光镜性能的另一重要参数,一台显微镜的总放大倍数等于目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积.一、光学显微镜的基本构造及功能一机械部分1、镜筒：为安装在光镜最上方或镜臂前方的圆筒状结构,其上端装有目镜,下端与物镜转换器相连.根据镜筒的数目,光镜可分为单筒式或双筒式两类.单筒光镜又分为直立式和倾斜式两种.而双筒式光镜的镜筒均为倾斜的.镜筒直立式光镜的目镜与物镜的中心线互成45度角,在其镜筒中装有能使光线折转45度的棱镜.2、物镜转换器：又称物镜转换盘.是安装在镜筒下方的一圆盘状构造,可以按顺时针或反时针方向自由旋转.其上均匀分布有3～4个圆孔,用以装载不同放大倍数的物镜.转动物镜转换盘可使不同的物镜到达工作位置即与光路合轴.使用时注意凭手感使所需物镜准确到位.3、镜臂：为支持镜筒和镜台的弯曲状构造,是取用显微镜时握拿的部位.镜筒直立式光镜在镜臂与其下方的镜柱之间有一倾斜关节,可使镜筒向后倾斜一定角度以方便观察,但使用时倾斜角度不应超过45度,否则显微镜则由于重心偏移容易翻倒.在使用临时装片时,千万不要倾斜镜臂,以免液体或染液流出,污染显微镜.4、调焦器：也称调焦螺旋,为调节焦距的装置,位于镜臂的上端镜筒直立式光镜或下端镜筒倾斜式光镜,分粗调螺旋大螺旋和细调螺旋小螺旋两种.粗调螺旋可使镜筒或载物台以较快速度或较大幅度的升降,能迅速调节好焦距使物像呈现在视野中,适于低倍镜观察时的调焦.而细调螺旋只能使镜筒或载物台缓慢或较小幅度的升降升或降的距离不易被肉眼观察到,适用于高倍镜和油镜的聚焦或观察标本的不同层次,一般在粗调螺旋调焦的基础上再使用细调焦螺旋,精细调节焦距.有些类型的光镜,粗调螺旋和细调螺旋重合在一起,安装在镜柱的两侧.左右侧粗调螺旋的内侧有一窄环,称为粗调松紧调节轮,其功能是调节粗调螺旋的松紧度向外转偏松,向内转偏紧.另外,在左侧粗调螺旋的内侧有一粗调限位环凸柄,当用粗调螺旋调准焦距后向上推紧该柄,可使粗调螺旋限位,此时镜台不能继续上升但细调旋仍可调节.5、载物台：也称镜台,是位于物镜转换器下方的方形平台,是放置被观察的玻片标本的地方.平台的中央有一圆孔,称为通光孔,来自下方光线经此孔照射到标本上.6、镜柱：为镜臂与镜座相连的短柱.7、镜座：位于显微镜最底部的构造,为整个显微镜的基座,用于支持和稳定镜体.有的显微镜在镜座内装有照明光源等构造.二光学系统部分光镜的光学系统主要包括物镜、目镜和照明装置反光镜、聚光器和光圈等.1、目镜：又称接目镜,安装在镜筒的上端,起着将物镜所放大的物像进一步放大的作用.每个目镜一般由两个透镜组成,在上下两透镜即接目透镜和会聚透镜之间安装有能决定视野大小的金属光阑——视场光阑,此光阑的位置即是物镜所放大实像的位置,故可将一小段头发粘附在光阑上作为指针,用以指示视野中的某一部分供他人观察.另外,还可在光阑的上面安装目镜测微尺.每台显微镜通常配置2～3个不同放大倍率的目镜,常见的有5×、10×和15××表示放大倍数的目镜,可根据不同的需要选择使用,最常使用的是10×目镜.2、物镜：也称接物镜,安装在物镜转换器上.每台光镜一般有3～4之个不同放大倍率的物镜,每个物镜由数片凸透镜和凹透镜组合而成,是显微镜最主要的光学部件,决定着光镜分辨力的高低.常用物镜的放大倍数有10×、40×和100×等几种.一般将8×或10×的物镜称为低倍镜而将5×以下的叫做放大镜；将40×或45×的称为高倍镜；将90×或100×的称为油镜这种镜头在使用时需浸在镜油中.在每个物镜上通常都刻有能反映其主要性能的参数,主要有放大倍数和数值孔径如10／0．25、40／0.65和100／1.25,该物镜所要求的镜筒长度和标本上的盖玻片厚度160／0.17,单位mm等,另外,在油镜上还常标有“油”或“Oil”的字样.油镜在使用时需要用香柏油或石蜡油作为介质,这是因为油镜的透镜和镜孔较小,而光线要通过载玻片和空气才能进入物镜中,玻璃与空气的折光率不同,使部分光线产生折射而损失掉,导致进入物镜的光线减少,而使视野暗淡,物像不清.在玻片标本和油镜之间填充折射率与玻璃近似的香柏油或石蜡油时玻璃、香柏油和石蜡油的折射率分别为1.52、1.51、1.46,空气为1,可减少光线的折射,增加视野亮度,提高分辨率.物镜分辨力的大小取决于物镜的数值孔径numerialaperture,N.A.,N.A.又称为镜口率,其数值越大,则表示分辨力越高.图1-3物镜的性能参数及工作距离C线为盖玻片的的上表面,10物镜的工作距离为7.63mm；40物镜的工作距离为0.198mm；10/0.25、40/0.65、100/1.25表示镜头的放大倍数和数字孔径.160/0.17表示显微镜的机械镜筒长度标本至目镜的距离和盖玻片的厚度.即镜筒长度为160mm,盖玻片厚度为0.17mm.不同的物镜有不同的工作距离.所谓工作距离是指显微镜处于工作状态焦距调好、物像清晰时,物镜最下端与盖玻片上表面之间的距离.物镜的放大倍数与其工作距离成反比.当低倍镜被调节到工作距离后,可直接转换高倍镜或油镜,只需要用细调螺旋稍加调节焦距便可见到清晰的物像,这种情况称为同高调焦.不同放大倍数的物镜也可从外形上加以区别,一般来说,物镜的长度与放大倍数成正比,低倍镜最短,油镜最长,而高倍镜的长度介于两者之间.3、聚光器：位于载物台的通光孔的下方,由聚光镜和光圈构成,其主要功能是光线集中到所要观察的标本上.聚光镜由2～3个透镜组合而成,其作用相当于一个凸透镜,可将光线汇集成束.在聚光器的左下方有一调节螺旋可使其上升或下降,从而调节光线的强弱,升高聚光器可使光线增强,反之则光线变弱.光圈也称为彩虹阑或孔径光阑,位于聚光器的下端,是一种能控制进入聚光器的光束大小的可变光阑.它由十几张金属薄片组合排列而成,其外侧有一小柄,可使光圈的孔径开大或缩小,以调节光线的强弱.在光圈的下方常装有滤光片框,可放置不同颜色的滤光片.4、反光镜：位于聚光镜的下方,可向各方向转动,能将来自不同方向的光线反射到聚光器中.反光镜有两个面,一面为平面镜,另一面为凹面镜,凹面镜有聚光作用,适于较弱光和散射光下使用,光线较强时则选用平面镜现在有些新型的光学显微镜都有自带光源,而没有反光镜；有的二者都配置.二、光学显微镜的使用方法－准备将显微镜小心地从镜箱中取出移动显微镜时应以右手握住镜壁,左手托住镜座,放置在实验台的偏左侧,以镜座的后端离实验台边缘约6～10cm为宜.首先检查显微镜的各个部件是否完整和正常.如果是镜筒直立式光镜,可使镜筒倾斜一定角度一般不应超过45度以方便观察观察临时装片时禁止倾斜镜臂.二低倍镜的使用方法1、对光：打开实验台上的工作灯如果是自带光源显微镜,这时应该打开显微镜上的电源开关,转动粗调螺旋,使镜筒略升高或使载物台下降,调节物镜转换器,使低倍镜转到工作状态即对准通光孔,当镜头完全到位时,可听到轻微的扣碰声.打开光圈并使聚光器上升到适当位置以聚光镜上端透镜平面稍低于载物台平面的高度为宜.然后用左眼向着目镜内观察注意两眼应同时睁开,同时调节反光镜的方向自带光源显微镜,调节亮度旋钮,使视野内的光线均匀、亮度适中.2、放置玻片标本：将玻片标本放置到载物台上用标本移动器上的弹簧夹固定好注意：使有盖玻片或有标本的一面朝上,然后转动标本移动器的螺旋,使需要观察的标本部位对准通光孔的中央.3、调节焦距：用眼睛从侧面注视低倍镜,同时用粗调螺旋使镜头下降或载物台上升,直至低倍镜头距玻片标本的距离小于0.6cm注意操作时必须从侧面注视镜头与玻片的距离,以避免镜头碰破玻片.然后用左眼在目镜上观察,同时用左手慢慢转动粗调螺旋使镜筒上升或使载物台下降直至视野中出现物像为止,再转动细调螺旋,使视野中的物像最清晰.如果需要观察的物像不在视野中央,甚至不在视野内,可用标本移动器前后、左右移动标本的位置,使物像进入视野并移至中央.在调焦时如果镜头与玻片标本的距离已超过了1cm还未见到物像时,应严格按上述步骤重新操作.三高倍镜的使用方法1、在使用高倍镜观察标本前,应先用低倍镜寻找到需观察的物像,并将其移至视野中央,同时调准焦距,使被观察的物像最清晰.2、转动物镜转换器,直接使高倍镜转到工作状态对准通光孔,此时,视野中一般可见到不太清晰的物像,只需调节细调焦螺旋,一般都可使物像清晰.请注意：1在从低倍镜准焦的状态下直接转换到高倍镜时,有时会发生高倍物镜碰擦玻片而不能转换到位的情况这种情况,主要是高倍镜、低倍镜不配套,即不是同一型号的显微镜上的镜头,此时不能硬转,应检查玻片是否放反、低倍镜的焦距是否调好以及物镜是否松动等情况后重新操作.如果调整后仍不能转换,则应将镜筒升高或使载物台下降后再转换,然后在眼睛的注视下使高倍镜贴近盖玻片,再一边观察目镜视野,一边用粗调螺旋使镜头极其缓慢地上升或载物台下降,看到物像后再用细调螺旋准焦.2由于制造工艺上的原因,许多显微镜的低倍镜视野中心与高倍镜的视野中心往往存在一定的偏差即：低倍镜与高倍镜的光轴不在一条直线上,因此,在从低倍镜转换高倍镜观察标本时常会给观察者迅速寻找标本造成一定困难.为了避免这种情况的出现,帮助观察者在高倍镜下能较快找到所需放大部分的物像,可事先利用羊毛交叉装片标本来测定所用光镜的偏心情况,并绘图记录制成偏心图.具体操作步骤如下：①用在高倍镜下找到羊毛交叉点并将其移至视野中心；②换低倍镜观察羊毛交叉点是否还位于视野中央,如果偏离视野中央,其所在的位置就是偏心位置；③将前面两个步骤反复操作几次,以找出准确的偏心位置,并绘出偏心图.当光镜的偏心点找出之后,在使用该显微镜的高倍镜观察标本时,事先可在低倍镜下将需进一步放大的部位移至偏心位置处,再转换高倍镜观察时,所需的观察目标就正好在视野中央.四油镜的使用方法1、用高倍镜找到所需观察的标本物像,并将需要进一步放大的部分移至视野中央.2、将聚光器升至最高位置并将光圈开至最大因油镜所需光线较强.3、转动物镜转换盘,移开高倍镜,往玻片标本上需观察的部位载玻片的正面,相当于通光孔的位置滴一滴香柏油折光率1.51或石蜡油折光率1.47作为介质,然后在眼睛的注视下,使油镜转至工作状态.此时油镜的下端镜面一般应正好浸在油滴中.4、左眼注视目镜中,同时小心而缓慢地转动细调螺旋注意：这时只能使用微调节螺旋,千万不要使用粗调节螺旋使镜头微微上升或使载物台下降,直至视野中出现清晰的物像.操作时不要反方向转动细调节螺旋,以免镜头下降压碎标本或损坏镜头.5、油镜使用完后,必须及时将镜头上的油擦拭干净.操作时先将油镜升高1cm,并将其转离通光孔,先用干擦镜纸揩擦一次,把大部分的油去掉,再用沾有少许清洁剂或二甲苯的擦镜纸擦一次,最后再用干擦镜纸揩擦一次.至于玻片标本上的油,如果是有盖玻片的永久制片,可直接用上述方法擦干净；如果是无盖玻片的标本,则盖玻片上的油可用拉纸法揩擦,即先把一小张擦镜纸盖在油滴上,再往纸上滴几滴清洁剂或二甲苯.趁湿将纸往外拉,如此反复几次即可干净.三、使用显微镜应注意的事项1、取用显微镜时,应一手紧握镜臂,一手托住镜座,不要用单手提拿,以避免目镜或其它零部件滑落.2、在使用镜简直立式显微镜时,镜筒倾斜的角度不能超过450,以免重心后移使显微镜倾倒.在观察带有液体的临时装片时,不要使用倾斜关节,以避免由于载物台的倾斜而使液体流到显微镜上.3、不可随意拆卸显微镜上的零部件,以免发生丢失损坏或使灰尘落入镜内.4、显微镜的光学部件不可用纱布、手帕、普通纸张或手指揩擦,以免磨损镜面,需要时只能用擦镜纸轻轻擦拭.机械部分可用纱布等擦拭.5、在任何时候,特别是使用高倍镜或油镜时,都不要一边在目镜中观察,一边下降镜筒或上升载物台,以避免镜头与玻片相撞,损坏镜头或玻片标本.6、显微镜使用完后应及时复原.先升高镜筒或下降载物台,取下玻片标本,使物镜转离通光孔.如镜筒、载物台是倾斜的,应恢复直立或水平状态.然后下降镜或上升载物台,使物镜与载物台相接近.垂直反光镜,下降聚光器,关小光圈,最后放回镜箱中锁好.7、在利用显微镜观察标本时,要养成两眼同时睁开,双手并用左手操纵调焦螺旋,右手操纵标本移动器的习惯,必要时应一边观察一边计数或绘图记录.。