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(一)折射和折射率
光線在均勻的各向同性介質中,兩(liang) 點之間以直線傳(chuan) 播,當通過不同密度介質的透明物體(ti) 時,則發生折射現象,這是由於(yu) 光在不同介質的傳(chuan) 播速度不同造成的。當與(yu) 透明物麵不垂直的光線由空氣射入透明物體(ti) (如玻璃)時,光線在其介麵改變了方向,並和法線構成折射角。
(二)透鏡的性能
透鏡是組成顯微鏡光學係統的基本的光學元件,物鏡目鏡及聚光鏡等部件均由單個(ge) 和多個(ge) 透鏡組成。依其外形的不同,可分為(wei) 凸透鏡(正透鏡)和凹透鏡(負透鏡)兩(liang) 大類。
當一束平行於(yu) 光軸的光線通過凸透鏡後相交於(yu) 一點,這個(ge) 點稱"焦點",通過交點並垂直光軸的平麵,稱"焦平麵"。焦點有兩(liang) 個(ge) ,在物方空間的焦點,稱"物方焦點",該處的焦平麵,稱"物方焦平麵";反之,在象方空間的焦點,稱"象方焦點",該處的焦平麵,稱"象方焦平麵"。
光線通過凹透鏡後,成正立虛像,而凸透鏡則成正立實像。實像可在屏幕上顯現出來,而虛像不能。
(三)凸透鏡的五種成象規律
1.當物體(ti) 位於(yu) 透鏡物方二倍焦距以外時,則在象方二倍焦距以內(nei) 、焦點以外形成縮小的倒立實象;
2.當物體(ti) 位於(yu) 透鏡物方二倍焦距上時,則在象方二倍焦距上形成同樣大小的倒立實象;
3.當物體(ti) 位於(yu) 透鏡物方二倍焦距以內(nei) ,焦點以外時,則在象方二倍焦距以外形成放大的倒立實象;
4.當物體(ti) 位於(yu) 透鏡物方焦點上時,則象方不能成象;
5.當物體(ti) 位於(yu) 透鏡物方焦點以內(nei) 時,則象方也無象的形成,而在透鏡物方的同側(ce) 比物體(ti) 遠的位置形成放大的直立虛象。
三、光學顯微鏡的成象(幾何成象)原理
隻有當物體(ti) 對人眼的張角不小於(yu) 某一值時,肉眼才能區別其各個(ge) 細部,該量稱為(wei) 目視分辨率ε。在佳條件下,即物體(ti) 的照度為(wei) 50~70lx及其對比度較大時,可達到1'。為(wei) 易於(yu) 觀測,一般將該量加大到2',並取此為(wei) 平均目鏡分辨率。
物體(ti) 視角的大小與(yu) 該物體(ti) 的長度尺寸和物體(ti) 至眼睛的距離有關(guan) 。有公式y=Lε
距離L不能取得很小,因為(wei) 眼睛的調節能力有一定限度,尤其是眼睛在接近調節能力的極限範圍工作時,會(hui) 使視力極度疲勞。對於(yu) 標準(正視)而言,佳的視距規定為(wei) 250mm(明視距離)。這意味著,在沒有儀(yi) 器的條件下,目視分辨率ε=2'的眼睛,能清楚地區分大小為(wei) 0.15mm的物體(ti) 細節。
在觀測視角小於(yu) 1'的物體(ti) 時,必須使用放大儀(yi) 器。放大鏡和顯微鏡是用於(yu) 觀測放置在觀測人員近處應予放大的物體(ti) 的。
(一)放大鏡的成像原理
表麵為(wei) 曲麵的玻璃或其他透明材料製成的光學透鏡可以使物體(ti) 放大成像,光路圖如圖1所示。位於(yu) 物方焦點F以內(nei) 的物AB,其大小為(wei) y,它被放大鏡成一大小為(wei) y'的虛像A'B'。
放大鏡的放大率
Γ=250/f'
式中250--明視距離,單位為(wei) mm
f'--放大鏡焦距,單位為(wei) mm
該放大率是指在250mm的距離內(nei) 用放大鏡觀察到的物體(ti) 像的視角同沒有放大鏡觀察到的物體(ti) 視角的比值。
(二)顯微鏡的成像原理
顯微鏡和放大鏡起著同樣的作用,就是把近處的微小物體(ti) 成一放大的像,以供人眼觀察。隻是顯微鏡比放大鏡可以具有更高的放大率而已。
把物鏡L1和目鏡L2均以單塊透鏡表示。物體(ti) AB位於(yu) 物鏡前方,離開物鏡的距離大於(yu) 物鏡的焦距,但小於(yu) 兩(liang) 倍物鏡焦距。所以,它經物鏡以後,必然形成一個(ge) 倒立的放大的實像A'B'。A'B'位於(yu) 目鏡的物方焦點F2上,或者在很*近F2的位置上。再經目鏡放大為(wei) 虛像A''B''後供眼睛觀察。虛像A''B''的位置取決(jue) 於(yu) F2和A'B'之間的距離,可以在無限遠處(當A'B'位於(yu) F2上時),也可以在觀察者的明視距離處(當A'B'在圖中焦點F2之右邊時)。目鏡的作用與(yu) 放大鏡一樣。所不同的隻是眼睛通過目鏡所看到的不是物體(ti) 本身,而是物體(ti) 被物鏡所成的已經放大了一次的像。