显微镜油镜工作原理-TSN0022728

在显微镜的光学系统中，物镜的性能最为关键，它直接影响着显微镜的分辨率。普通光学显微镜一般有3～4个物镜，其中最短的刻有“10×”符号的为低倍镜，较长的刻有“40×”符号的为高倍镜，最长的刻有“100×”符号的为油镜。

物镜的一个主要参数是数值孔径(N.A.)，它反映该物镜分辨率的大小，数值孔径越大，表示分辨率越高(表Ⅱ－1)。

数值孔径　N.A.＝n·sin(α/2)

n为介质的折射率；α为镜口角，即物镜前面的发光点进入物镜的角度。

表Ⅱ－1　物镜的数值孔径

工作距离是指显微镜处于工作状态(物象调节清楚)时物镜的下表面与盖玻片(盖玻片的厚度一般为0.17mm)上表面之间的距离，物镜的放大倍数愈大，它的工作距离愈小。(www.xing528.com)

显微镜的放大倍数是物镜的放大倍数与目镜的放大倍数的乘积，如物镜为10×，目镜为10×，其放大倍数就为10×10＝100。

显微镜性能的优劣决定于其分辨率的大小。分辨率为显微镜分辨出两个物点最小距离的能力，分辨距离越小其分辨率越高；分辨距离越大，则分辨率越低。所以，分辨率是以分辨距离来表示的，并与分辨距离成反比。分辨率是由所用光的波长和物镜数值孔径决定的，其计算公式为:

式中，d为分辨距离；λ为所使用光线的波长；N.A.为物镜的数值孔径；n为介质的折射率；sin(α/2)为透镜视锥半顶角的正弦。目前，在实用范围内物镜的最大数值孔径为1.4，可见光最短波长为0.4μm。由此可见，光学显微镜最大的分辨率均为0.2μm，大约为可见光最短波长的一半。

减小使用光的波长或增加数值孔径都可以提高分辨率。由于利用减小光波长度来提高光学显微镜分辨率是有限的，因此提高数值孔径是提高分辨率的理想措施。实际中可通过提高介质折射率来增加数值孔径。香柏油的折射率为1.51，与载玻片的折射率(1.52)相近，因此以香柏油作为镜头和玻片之间的介质，可使光线不发生折射而直接通过载玻片、香柏油进入物镜，从而提高分辨率(油镜的分辨率可达到0.2μm左右)。同时，由于进入镜头的光线增加，也增加了照明亮度(图Ⅱ－2)。

图Ⅱ－2　油镜工作原理