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如何正确安装使用显微镜?

时间:2023-10-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:物镜安装在镜筒下端的物镜转换器上,因接近被观察的物体而称接物镜,简称物镜。聚光器由聚光镜和可变光阑组成。聚光器的高度可以上下调节,以使焦点落在被检物体上,得到最适亮度。此像经过目镜的进一步放大到达眼球视网膜。放置桌上时,动作要轻,一般应放在座位左侧,距桌边5~6 cm处,以便于观察和绘图记录及防止掉落。

如何正确安装使用显微镜?

(一)显微镜的基本结构

光学显微镜由机械部分和光学系统两大部分组成(图2-1,图2-2)。

图2-1 显微镜的结构示意图

图2-2 内置光源的双筒显微镜

1.机械装置

(1)镜座 位于显微镜底部,用来支持整个镜体,使显微镜放置稳固。含内置照明系统的显微镜,其电源变压器、调压器和光源均安装在镜座内。

(2)镜臂 是固定镜筒的结构,下连镜座,上连镜筒,也是取放显微镜时手握的部位。镜臂有固定式和活动式两种,现在主要为固定式。

(3)镜筒 筒状结构,上接目镜,下连物镜转换器。镜筒有单筒和双筒两种。双筒中的一个或两个目镜接头处有屈光度调节装置(视度圈),用于两眼视力不同时调节;两目镜的相对距离也可根据观察者的两眼瞳距而调节。

(4)物镜转换器 为一个连在镜筒下方的可以转动的圆盘,其上一般可安装3~4个物镜,转动旋转器可换用不同放大倍数的物镜。

(5)载物台 又称镜台,是载放标本的地方,其中央有一个通光孔,以通过照明光线,照亮标本。载物台上装有标本固定器,老式显微镜的固定器是两个金属弹性压片,现在的显微镜是标本移动器,既能固定标本,也能移动标本的位置,便于观察。移动器上有标尺,根据上面的刻度,可确定标本的位置。

(6)调焦装置 是调节物镜与标本间距离的装置,位于镜臂上。有粗调焦器和微调焦器两种,利用它们可使物镜或载物台上下移动,以得到清晰的图像。现在的显微镜的粗调焦器和微调焦器是共轴式的,两者组合在一起,外圈粗的螺旋为粗调焦器,中央细的为微调焦器。

(7)聚光器调节旋钮 在镜臂的一侧,旋转它,可使位于载物台通光孔下方的聚光器的位置上下移动,以改变光线的入射角度,调节光的强度。

2.光学系统

由成像系统和照明系统组成。成像系统包括物镜和目镜,照明系统包括光源(自然光用反光镜,内光源用照明灯泡)、聚光器等。

(1)物镜 安装在镜筒下端的物镜转换器上,因接近被观察的物体而称接物镜,简称物镜。物镜是决定成像质量和分辨能力的主要部件,其作用是将物体作第一次放大,其成像是一个放大的倒立的实像。

物镜的性能可以以物镜外壳上标示的数值口径(Numerical Aperture,简写NA)大小来表示。NA是指物镜前透镜与被检物体之间的折射率(η)和镜口角(α,图2-3)一半的正弦值的乘积,用公式表示为:

图2-3 物镜的镜口角

NA=ηsin(α/2)

NA的大小是衡量一台显微镜分辨率强弱的依据。分辨率是指显微镜分辨两物体之间最小距离的能力,用S表示。S与NA及光波波长(λ)有关,用公式表示为:

S=λ/(2·NA)

可见,NA越大,λ值越小,则S值越小,分辨率越高。提高分辨率的措施有:

①选择波长较短的光源:在使用可见光做光源时,可加蓝色滤光片。可见光的光波波长限制了显微镜的分辨率的提高,主要是因为当两点之间的距离小到一定程度时(与波长相关),这两点上发出的光就会发生干涉现象,从而无法分辨出这两点。

②增大物镜的镜口角α:但α的极限值为180°。

③增加介质折射率η:改变折射率可明显改变NA的值(空气的折射率为1.0,水的为1.33,玻璃的为1.52,香柏油的为1.51)。

根据物镜与被检物之间可使用的介质不同,可将物镜分为干燥系物镜和油浸系物镜。

干燥系物镜:以空气为介质,NA<1。

油浸系物镜:以香柏油或石蜡油为介质,这种物镜又叫油镜,NA>1。油镜上一般有“OIL”或“OEL”字样。

物镜外壳上还有其他参数,如“40/0.65,160/0.17”,它们分别表示放大倍数(40×)、数值口径(0.65)、物镜所要求的镜筒长度(160 cm)和盖玻片的厚度(0.17 mm)。

(2)目镜 装于镜筒上端,由两块透镜组成,上端的称“接目镜”,下端的称“场镜”。上下透镜之间或在两个透镜的下方,装有由金属制成的环状光阑,或称“视场光阑”,物镜放大后的像就落在视场光阑平面处,其上可安放目镜测微尺。

目镜的作用是将物镜放大所成的像再次放大,但不增加分辨率。目镜上标有5×、10×、16×等放大倍数,可根据需要选用。

(3)聚光器 也叫集光器,安装在显微镜载物台下,一般由2到3块凸透镜组成。其功能是将从光源射来的平行光线集中在一点,以增强照明亮度,使物像清晰,提高分辨率。聚光器由聚光镜和可变光阑组成。聚光镜的数值口径是其主要参数,它有一定的可变范围,但原则上与物镜的数值口径一致。聚光镜的数值口径在一定范围内可通过可变光阑加以调节,以适应不同物镜的需要。可变光阑也叫光圈或孔径光阑,其作用是控制光束的大小,调节光强度和使聚光镜的数据口径与物镜的数值口径相适应。可变光阑的开大和缩小影响着成像的分辨率和反差,应随物镜的转换来调节,避免散射光的干扰。在可变光阑的下面,还装有一个滤光片托架,可放置滤光片,改变光线成分,提高镜检效果。聚光器的高度可以上下调节,以使焦点落在被检物体上,得到最适亮度。

(4)反光镜和内照明灯泡 反光镜是普通显微镜的采光设备。它常有两个面,一面是平面镜,一面是凹面镜,安装在弧弓上,可自由翻转,以使光线射向聚光器,光线强时用平面镜,光线弱时用凹面镜。内置光源的显微镜可不用反光镜或没有反光镜,而在镜座上设有照明灯泡和集光器。

(二)光学显微镜的成像原理(www.xing528.com)

显微镜的物镜和目镜各由若干片透镜组成,但可以看成是一个凸透镜。根据凸透镜成像原理,光线自聚光器向上透过实验标本(标本应是透明的)进入物镜,然后在目镜的焦点平面(光阑部位)形成了一个经第一次放大的倒置实像。此像经过目镜的进一步放大到达眼球视网膜。这样,我们最后看到的物像,是经两次放大的、方向相反的倒置虚像。自眼球到放大虚像间的距离叫明视距离,其长度为250 mm,这是明视野普通显微镜中物像的最适距离。

显微镜的总放大倍数是目镜的放大倍数与物镜放大倍数的乘积。

(三)显微镜的使用

1.取镜与放置

从镜盒中取出显微镜。取镜时右手握住镜臂,左手托住镜座,保持镜体直立,不可倾斜,禁止单手提镜。放置桌上时,动作要轻,一般应放在座位左侧,距桌边5~6 cm处,以便于观察和绘图记录及防止掉落。在移动显微镜时不要拖动。

2.光轴对正

照明光束应与显微镜的光轴合一,使光线均匀地照明视场。镜检前,光路要合轴调整,使照明光束与显微镜的光轴在同一轴线上。光路系统中的目镜、物镜和视场光阑位置固定,仅聚光器可调。因此,光路合轴实为聚光器和光源的调中。

采用反光镜采外光源时,一般用由窗口进入室内的散射光或用日光灯作为光源。对光时,转动聚光器的升降旋钮,把聚光器升至最高位置,用低倍物镜正对通光孔,然后从目镜向下注视,同时转动反光镜,使光线反射入视野,然后用聚光器调节光的强度,使视野中的光线均匀、明亮但不刺眼。

采用镜内光源时,只需要接通电源,打开开关,即可通过调节灯泡亮度来调节光的强度。

3.标本观察

在光轴对正后,把标本放在载物台上,夹好载玻片,使标本位于正对通光孔中央的位置,然后进行观察。

观察任何标本都必须按物镜放大倍数由低到高的顺序进行,先用低倍镜观察。因为低倍镜视野大,易于发现和确定观察目标。找到要观察的目标后,再将目标移至视野中央,换用高倍镜观察。

(1)低倍镜的使用

①调整焦距:两眼从侧面注视物镜,慢慢转动粗调旋钮,使镜筒徐徐下降或载物台慢慢上升,直至物镜距载玻片5 mm处。然后通过目镜观察视野,并同时使镜筒缓缓上升或载物台慢慢下降,直到看清物像为止(注意:不要反向操作,以免压碎玻片,损伤物镜)。如果一次调节没看到物像,应重复上述操作,直到看到物像并且清晰为止。为了使物像更清晰,可转动微调旋钮,直至物像最清晰为止。

目前新式的显微镜,可以通过移动载物台来调焦,其聚焦点往往就是载物台所能移动的最大距离处,因此调焦时,只需要上移载物台至不能动处,即可看到物像,然后调节微调旋钮至物像最清晰。

②低倍镜观察:焦点调好后,可根据情况调节聚光器,使视野亮度、反差适宜,然后根据标本材料的厚薄、颜色等移动玻片,将要观察的最理想的部分移到视野中央进行观察。

(2)高倍镜的使用 在低倍镜的基础上,将要进一步观察的目标移至视野正中央,然后移动物镜转换器,将低倍物镜换成高倍物镜。若物镜转换时压到玻片,应先将镜筒提起或降低镜台,再转换镜头,然后将镜筒慢慢下降或升高载物台,直至物镜头几乎与玻片接触为止,然后一边通过目镜观察,一边转动粗调旋钮使镜台缓慢下降或镜筒慢慢上升,拉大物镜与标本之间的距离,直到看见物像,然后用微调旋钮调节至物像清晰。不可反向操作。

能将高倍镜直接转换过来的,只需用微调旋钮略微调节,即可看清目标。

用高倍镜观察时视野变小,亮度减弱,要重新调节视野亮度及聚光器通光孔径。

(3)油镜的使用 在高倍镜观察的基础上,可用油镜进一步观察标本的细微结构。因为油镜工作距离非常短(一般在0.2 mm之内),因此使用油镜时要特别细心,必须按下列步骤操作。

①在高倍镜下,将所要观察的目标移至视野中央。

②用粗调旋钮将镜筒提升(或将载物台下降)约2 cm,再转换油镜至通光孔位置。

③在玻片上被光线照亮的部位滴一滴香柏油。

④从侧面注视着,用粗调节旋钮将镜筒缓慢地下降(或载物台升起),使油镜浸入油中,并使镜头前透镜达到几乎接触玻片但不接触的位置。

⑤从接目镜观察,同时调节聚光器使视野亮度和反差适中,然后用粗调将镜筒向上慢慢提起(或镜台缓慢下降),拉大镜头与标本之间的距离。绝不能反向操作!当物像出现后改用微调调至物像最清晰。如果油镜镜头已离开油面而仍未见到物像,则应重复上述操作,直至看到物像为止。

⑥观察完毕,提升镜筒(或降下镜台),转动物镜转换器,使油镜偏位,然后用一张擦镜纸擦去镜头上的油,再用一张擦镜纸蘸少许二甲苯擦去镜头上残留的油迹,最后用一张擦镜纸擦去剩余的二甲苯(玻片上油的擦拭也可照此进行)。

4.使用后整理

观察完毕,将各部分还原,转动物镜转换器,使物镜头不与通光孔相对,而是成八字形位置,再下降至最低,降下聚光器,反光镜与聚光器垂直,用纱布清洁镜台等机械部分,然后将显微镜放回。

(四)使用显微镜应注意的问题

1.显微镜是精密仪器,使用时一定要严格按规程进行操作。

2.要随时保持显微镜的清洁,不用时罩好,及时收回盒内。机械部分若有灰尘污垢,可用软纱布擦拭。光学部分若有污垢,须用毛刷拂去或用吸球吹去灰尘,再用擦镜纸轻轻擦拭,或蘸二甲苯擦拭。擦拭时由透镜中心向外擦拭,切忌用手指、纱布或其他粗硬材料擦抹。

3.在使用单筒显微镜时,必须两眼睁开(一眼观察,一眼绘图),切勿紧闭一眼。

4.标本一般需加盖盖玻片观察,制作带水或带药液的玻片标本时,必须先把两面擦干,再放到水平镜台上观察。

5.如遇机件不灵或使用困难时,切不可用力扭动或自行处理,应立即报告老师。

6.注意防潮。

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