2016年6月26日星期日

光學顯微鏡-光的折射



光從一種介質斜射入另一種介質時,傳播方向金相顯微鏡發生改變,從而使光線在不同介質的交界處發生偏折的現像叫光的折射。



1、折射定律

(1)折射光線和入射光顯微鏡線分居法線兩側(法線居中,與界面垂直)。

(2)折射光線、入射光線放大鏡、法線在同一望遠鏡平面內(三線兩點一面)。

(3)當光線從空氣斜射入其它天文望遠鏡介質時,角的性質:折射角(折射率大的一方)小於入射角(折射率小的一方)。

(4)當光線從其他介質斜射入空氣時,折射角大於入射角。

(以上兩條總結為:誰快誰大。即為光線在哪種物質中傳播的速度快,那麼不管那是折射角還是入射角都是較大的角,在真空中的角度總是最大的。)

(5)在相同的條件下,折射角隨入射角的增大(減小)而增大(減小)。

(6)折射光線與法線的夾角,叫折射角。

(7)光從空氣垂直射入水中或其他介質時,傳播方向不變。

工具顯微鏡的測定



1、直角坐標測定

  測定時必須使測定物的直角坐標方向和十天文望遠鏡字形工作台的移動方向一致時方可顯微鏡進行測定。采用直角坐標測定時由十字移動工作台的移動量就可直接讀取直角坐標值,若是大型工具顯微鏡,使用瞄准孔直角坐標測定上的像連接觀測眼即可正確測定,而在進行測定物直角坐標方向和十字移動工作台之校正時,使用裝設在大型工具顯微鏡上的裝配式旋轉工作台非常方放大鏡便,至於小型工具顯微鏡只要旋轉台附件即可。

2、角度測定

  使用旋轉工作台或角度觀測透鏡即可測定。一般而言角度觀測透鏡的精度較佳。

3、高度測定

  雖然小型工具顯微望遠鏡鏡無法測定高度,但是若把量銀裝在支柱的上端,然後利用顯微鏡的上下移動量就可測定高度了。然而,由於焦點深度,支柱傾度及量銀和光軸間等因素誤差,欲正確測定相當困難。

4、孔徑測定

  一般是使用角度觀測透鏡測定,但大型工具顯微鏡則可使用重疊影像觀測透鏡或者光學探測子,就是使用重疊影像透鏡,使生成的兩種像重疊,接著在相對的一方亦然,於是由移動量即可顯示孔的內徑。假若是使用光學探測器,則先將它裝設在3倍的對物透鏡上,然後對准探測子和工作台的移動方向,再調整觀測鏡內之重疊線平行於觀測透鏡的十字線,而使測定子接觸孔穴面。最後利用Y軸上的進給校正重疊線的逆向移動,並用X軸進給使重疊線夾住觀測透鏡的十子線,即可讀取X軸上的測定值。相對側的孔穴亦然,故有讀取的差值再加上探測子的直徑即可獲得孔穴內徑。

工具顯微鏡的構造


1、小型工具顯微鏡

  它是由精密十字移動工作台及觀測顯微鏡望遠鏡構成的,是屬於小型工具顯微鏡,設計時是以容易使用顯微鏡為主,所以支柱不會傾斜,照明設備亦采放大鏡簡易型,雖然容易但和許多附屬品相連接後,就能夠增加各種測定工作。

2、大型工天文望遠鏡具顯微鏡

  它的回轉工作台是采裝配金相顯微鏡式,亦由精密十字形移動台和觀測顯微鏡制成的,穿透照明設備是采用離心照明,支柱和工作台一體成型可以左右傾斜,螺紋測定非常便捷。眼觀測部裝有投影裝置,可從事投影像之觀測。

便攜式金相顯微鏡正確使用方法




1、實驗時要把現場金相顯微鏡放在座放大鏡前桌面上稍偏左的位置,鏡座應距桌沿6~7cm左顯微鏡右。

2、打開光源開關,調節光強到合適大小。

3、轉動物鏡轉換器,使低倍鏡頭正對載物台上的通光孔。先把鏡頭調節至距載物台1~2cm左右處,然後用左眼注視目鏡內,接著調節聚光器的高度,把孔徑光闌調至最大,使光線通過聚光器入射到鏡筒內,這時視野內呈明亮的狀態。

4、將所要觀察的玻片放在載物台上,使玻片中被觀察的部分位於通光孔的正中央,然後用標本夾夾好載玻片。

5、先用低倍鏡觀察(物鏡10X、目鏡10x)。觀察之前,先轉動粗動調焦手輪,使載物台上升,物鏡逐漸接近式樣。然後,左眼注視目鏡內,同時右眼不要閉合(要養成睜開雙眼用顯微鏡進行觀察的習慣,以便在觀察的同望遠鏡時能用右眼看著繪圖),並轉動粗動調焦手輪,使載物台慢慢下降,不久即可看到玻片中材料的放大物像。轉換不同倍率的物鏡觀察試片時,要握著物鏡轉塔的側緣來轉動,不可握著物鏡來回轉物鏡轉塔,以免光軸產生偏差。

6、如果在視野內看到的物像不符合實驗要求,可慢慢調節載物台移動手柄。調節時應注意玻片移動的方向與視野中看到的物像移動的方向正好相反。如果物像不甚清晰,可以調節微動調焦手輪,直至物像清晰為止。

天文望遠鏡7、如果進一步使用高倍物鏡觀察,應在轉換高倍物鏡之前,把物像中需要放大觀察的部分移至視野中央。一般具有正常功能的顯微鏡,低倍物鏡和高倍物鏡基本齊焦,在用低倍物鏡觀察金相顯微鏡清晰時,換高倍物鏡應可以見到物像,但物像不一定很清晰,可以轉動微動調焦手輪進行調節。

8、在轉換高倍物鏡並且看清物像之後,可以根據需要調節孔徑光闌的大小或聚光器的高低,使光線符合要求。

9、觀察完畢,應先將物鏡鏡頭從通光孔處移開,然後將孔徑光闌調至最大,再將載物台緩緩落下,並檢查零件有無損傷。

10、拆目鏡及物鏡時,要先拆物鏡,再拆目鏡。裝目鏡及物鏡時恰好相反,要先裝目鏡,再裝物鏡。如此可避免灰塵落入顯微鏡中。

光學顯微鏡所涉及的光學知識


1、分類

(1)鏡面反射:平行光線射到光滑表面上時反射光線也顯微鏡是平行的,這種反射叫做鏡面反射。

(2)漫反射:平行光線射到凹凸不平的表面上,反射光線射向各個方向,這種反射叫做漫反射。

(3)方放大鏡向反射:介於漫反射和鏡面反射之間反射稱為方向反射,也稱非朗伯反射,其表現為各向都有反望遠鏡射,且天文望遠鏡各向反射強度不均一。

表面平滑的物體,易形成光的鏡面反射,形成刺目的強光,反而看不清楚物體。通常情況下可以辨別物體之形狀和存在,是由於光的漫射之故;日落後暫時能看見物體,乃是因為空氣中塵埃引起光的漫射之故。鏡面反射和漫反射都金相顯微鏡是遵循光的反射定律。

2016年6月16日星期四

概述體視顯微鏡及其優缺點



適合在中低放大率(約 5x 到金相顯微鏡120x)下觀察。
通常使用變焦鏡頭。
顯微鏡 可在圖 1 所示的型號上安裝攝放大鏡像機,但不能在圖2 所示的型號上安裝。

立體顯微鏡的優點

觀察距離長,需望遠鏡要在樣本操作的時候會有很好工作距離
通常使用變焦鏡頭,可輕松確定觀察點。
景深較高

概述倒置顯微鏡的特點



從底部觀察目標。
在工業天文望遠鏡領域,可用於觀察顯微鏡拋光放大鏡的金屬表面。望遠鏡在生物領域,可用於觀察實驗皿和載玻片中的目標。
適合在中高放大率下觀察。
金相顯微鏡 通過轉換器更改鏡頭放大率(連續觀察目標時不能更改放大率)。
大部分型號都可以安裝攝像機(需要選購安裝配件)。

概述測量顯微鏡及特點




測量顯微鏡專為使用金相顯望遠鏡微鏡顯微鏡或立體顯微鏡進行測放大鏡量而開發。
可通過估算載物台位移在 X、Y、Z 方向上測量目標形狀。其測量精度約為1µm。由於需要目測尺寸,因此可能會因天文望遠鏡用戶的技能水平高低而產生測量誤差。
根據載物台類型,可測量 50mm 到金相顯微鏡 200mm 的尺寸。

視頻/數碼顯微鏡的優點



出色的分辨率
大景深
輕松觀察大目標,放大鏡無需預先處理(可輕松觀顯微鏡察握在手中的目標)。
一體化配置(主體、顯示器和其他單元均集成在一個系統中)。
可使用多種變焦鏡頭。
可讓多人同時輕望遠鏡松觀察目標(以便就目標進天文望遠鏡行討論)。

光學顯微鏡的維護


(1)防潮

如果室內潮濕,光學鏡片就容易生霉、生霧。顯微鏡鏡片一旦生霉,很難除去。顯微鏡內部的鏡片由於不便擦拭,潮濕對其危害性更大。機放大鏡械零件受潮後,容易生望遠鏡鏽。為了防潮,存放顯微鏡時,除了選擇干燥的房間外,存放地點也應離牆、離地、遠離濕源。顯微鏡箱內應放置1~2袋硅膠作干燥劑,並經常對硅膠進行烘烤,在其顏色變粉紅後,應及時天文望遠鏡烘烤,烘烤後再繼續使用。

(2)防塵

光學元件表面落入灰塵,不僅影響光線通過,而且經光學系統放大後,會生成很大的污斑,影響觀察。灰塵、砂粒金相顯微鏡落入機械部分,還會增加磨損,引起運動受阻,危害同樣很大。因此,必須經常保持顯微鏡的清潔。

(3)防腐蝕

顯微鏡不能和具有腐蝕性的化學試劑放在一起。如硫酸、鹽酸、強堿等。

(4)防熱

防熱的目的主要是為了避免熱脹冷縮引起鏡片的開膠與脫落。

2016年6月6日星期一

顯微鏡百科:解剖顯微鏡



解剖顯微鏡(dissecting 天文望遠鏡microscope)又被稱為實體顯微鏡或立體顯微鏡,是為了不同的工作需求所設計的顯微鏡。

特點及應用:

解剖顯微鏡能形成正立像,立體感強。常常用在一些固體樣本的表面觀察,或是解剖、鐘表制作和小電路板檢查等工作上。
原理

解剖顯微鏡的基本結構包括鏡體,其中裝有幾組不同放大倍數的物鏡;鏡體的上端安裝著雙目鏡筒,其下端的密封金屬殼中安裝著五組稜鏡組,鏡體下面安裝著一個大物鏡,使目鏡、稜鏡、物鏡組成一個完整的光學系統。物體經物鏡作第一次放大後,由五角顯微鏡稜鏡使物像正轉,再經目鏡作第二次放大,使在目鏡中觀察到正立的物像。在鏡體架上還有粗調和微調手輪,用以調節焦距。雙目鏡筒上安裝著目鏡,目鏡上有目鏡調節圈,以調節兩眼的不同視力。

解剖顯微鏡的光路設計有兩種: The放大鏡 Greenough Concept和The Telesc望遠鏡ope Concept。立體顯微鏡又稱「實體顯微鏡」或「解剖鏡」,在觀察物體時能產生正立的三維空間影像。立體感強,成像清晰和寬闊,又具有長工作距離,並是適用範圍非常廣泛的常規顯微鏡。操作方便、直觀、檢定效率高,適用於電子工業生產線的檢驗、印刷線路板的檢定、印刷電路組件中出現的焊接缺陷(印刷錯位、塌邊等)的檢定、單板PC的檢定、真空熒光顯示屏VFD的檢定金相顯微鏡等等,配測量軟體可以測量各種數據。

如何保養顯微鏡?





一架優良的顯微鏡,只要保養適當,可以望遠鏡終生使用。灰塵會使機件造成磨損,如果讓它停留在透鏡上面,不僅有礙透鏡效能,還會在清潔時因為磨擦而形成損傷。

顯微鏡用過後應該隨時以防塵套套起,目鏡應該永遠不離鏡筒,以免塵土掉落底部的接物透鏡上面。細微的塵沙附著在目鏡上顯微鏡面,對放大鏡於顯微鏡的效能並無多大的關系,但如果能將塵垢,尤其是指紋或干了的浸油等油污,弄在接物透鏡上,則會使影像的明確度受到相當不良的影響。

灰塵最好天文望遠鏡使用一種柔軟無油的毛刷或一種附有小型風箱的刷子(專為清潔鏡頭而設計,大多的照相材料行均售)拭淨。油膩的沉澱物、浸油或裝制媒劑,都應該隨時用少量乙醚之類的溶金相顯微鏡劑予以清除。絕對不可使用酒精,因為酒精可以溶解透鏡之間的接合劑。都最後的清潔最好是使用蒸餾水完成。

什麼是接物鏡?接物透鏡小知識



接物透鏡(objective,簡稱放大鏡物鏡)是顯微鏡最為顯微鏡重要的透鏡系統,放大的比率和影像的品質都由它來控制。大多數的顯微鏡都有三或四個接物透鏡,扭在鏡筒底部的轉盤下面。理想的情況是,如果啟用一枚新的接物鏡時,這接物鏡不但應該可以像以前的透鏡一樣,准確地安在與視野相關的位子上,而且要與正確的焦點相近。合乎這些條件的接物鏡,都被稱為合乎『共同焦點』(parfocal)和『共同中心』(parcentral)的接物鏡。

現今制造的接物鏡,都可以一種標准的螺紋安裝在顯微鏡上,使它們可以被從這架顯微鏡上移到另一架上à不論任何廠牌。但這種變換則意味望遠鏡著共天文望遠鏡同焦點和共同中心標准的失去。在同一個轉盤上同時使用種種不同廠牌的接物透鏡,要想求得金相顯微鏡一個完美的影像,幾乎是不可能的。

如何用顯微鏡給細小的物體計數?




計數懸液中細微顆粒(例如血球之類)的總數,需運用一種顯微鏡顯微鏡『計算盤』(counting chamber)計放大鏡算,這種計算盤是用一塊厚的顯望遠鏡微鏡載物玻片做成,上面天文望遠鏡刻有一種已知深度的凹槽,在上面加配賑姜糷@枚。這個凹槽的底部刻有一個已知容積的格子區域並放在鏡台上,對准焦點就可以看清楚。由此可以了解,這個計算盤格子區上的容積不難計算出來。

以含有小粒的懸液注滿計算盤的凹槽,讓其中的粒子下沉,之後將焦點對准格子區域,計數沉下的粒子數目。我們已知道凹槽裡面的液體容積,便可算出每一立方毫米或立方英吋液體之中所含的粒子之數。假設這種液體之中占有大量的顆粒—例如血球—我們就必須加以稀釋,直到在格子區域之中的分布情形便於計數。這樣在做最後的結算時,我們就必須將此稀釋的因數計算進去。

用這種技術計數,誤差相當大,所以需要相當標准化的方法,才可以在反覆重做時獲得金相顯微鏡相近的結果。

(『計算盤』也翻譯做『計算室』或『計算池』)

2016年6月1日星期三

對比復式顯微鏡和解剖顯微鏡的原理及操作方式

(1)取干淨的載玻片一片
(2)滴一滴金相顯微鏡水(不要顯微鏡太多!)放大鏡
(3)梳梳頭發,在梳子上找一根望遠鏡掉發。
(4)將頭發放在水滴中央。
(5)蓋玻片以45°慢慢蓋上,避免產生太多氣泡,影響觀察。
(6)如果發現蓋玻片會浮動,就是水滴太多了,這時拿一張吸水紙靠在蓋玻片旁邊,將多余的水分吸掉。
(7)如果氣泡太多影響觀察,或者是水太少,可以在蓋玻片的一側滴一滴水,在天文望遠鏡另一側放吸水紙將水均勻的吸過去。
(8)做好的標本若要暫時保存,則可以用指甲油將蓋玻片的周圍封起來。

什麼是實體顯微鏡?實體顯微鏡小知識


實體或立體顯微鏡(the stere天文望遠鏡顯微鏡oscopic microscope)也可以叫做“體視顯微鏡”,是為了觀取立體影像而設計,基本上,是將二架低倍顯微鏡並置一處、彼此角度差異、以使所看得影像產生一種實體或立體效果。

這種解剖顯微鏡與一般顯微鏡不同,可使標本顯示直立的姿態,所顯現的任何動作也都不會有顛倒的現像。這類顯微鏡的景深之所以夠大,是因為它們大多使用低倍放大率,而且只有一個焦距操縱裝置可以使用放大鏡。這對解剖工作頗有幫助,只需偶爾調一下焦點就可以了。
解剖顯微鏡的基本結構包括鏡體,其中裝有幾組不同放大倍數的物鏡;鏡體的上端安裝著雙目鏡筒,其下端的密封金屬殼中安裝著五組稜鏡組,鏡體下面安裝著一個大物鏡,使目鏡、稜鏡、物鏡組成一個完整的光學系統。物體經物鏡作第一次放大後,由五角稜鏡使物像正轉,再經目鏡作第二次放大,使在目鏡中觀察到正立的物像。在鏡體架上還有粗調和微調手輪,用以調節焦距。雙目鏡筒上安裝著目鏡,目鏡上有目鏡調節圈,以調節兩眼的不同視力。
解剖顯微鏡的光路設計有兩種: The Greenough Concept和The Telescope Concept。在觀察物體時能產生正立的三維空間影像。立體感強,成像清晰和寬闊,又具有長工作距離,並是適用範圍非常廣泛的望遠鏡常規顯微鏡。操作方便、直觀、檢定效率高,適用於電子工業生產線金相顯微鏡的檢驗、印刷線路板的檢定、印刷電路組件中出現的焊接缺陷(印刷錯位、塌邊等)的檢定、單板PC的檢定、真空熒光顯示屏VFD的檢定等等,配測量軟體可以測量各種數據。

什麼是接目鏡?接目透鏡小知識


顯微鏡的接目透鏡(eyepiece,簡稱目鏡)望遠鏡顯微鏡用於檢視和放大接物透鏡所形成的影像。就一般的用途而言,有放大鏡二類目鏡à霍氏目鏡(the Huygenian eyepiece)和補償目鏡(the compensating eyepiece),前者與普通的消差接物透鏡配合使用,後者則與高度消差接物透鏡配合使用。

光線從目鏡上端的透鏡出來時的交叉點,實際上是一個小小的光盤,名為『目點』(e天文望遠鏡yepoint)。這就是眼睛在檢物像時所處的地方。目點的大小和位置可因種不同而有所差別,其大小也因顯微鏡的放大程度而有金相顯微鏡所不同。戴眼鏡的人應該設法使用目點位置較高的目鏡,以便戴著眼鏡檢視顯微鏡中的物像。

光學測量中的幾何公差



a。 最小平方圓法
真圓度的取值為一放大鏡外接圓與一內切圓的半徑差,此二圓與以最小平方法求得之基准圓同心。
b。 最小顯微鏡區域中心法
真圓度的望遠鏡取值為二同心的天文望遠鏡外接圓與內切圓的最小半徑差,最小區域中心法的基准圓為在二圓中間且到二圓等距離的同心之圓。
c。 最大內切圓法
真圓度的取值為與最大內切圓同心之外接圓的半徑差,此法之基准圓為最大內切圓。
d。 最小外接圓法
真圓度的金相顯微鏡取值為與最小外接圓同心之內切圓的半徑差,此法之基准圓為最小外接圓。

表面粗糙度及測量方法


a。 表面粗度(Surface Rough顯微鏡ness)
在某一定長度內(一般在儀器上都已經設置好)計算其表面高點與低點之算術平均值來表示。

b。 斷面曲線與粗糙度曲線
通常加工是由一連續不規則高度、間隔和傾斜面形成的,假若使用電動式檢出器偵測器測量此加工表面粗放大鏡糙度時,為消除所謂波紋成份望遠鏡,通常是使用電子高頻濾波器﹝ treble-filter﹞消除斷面曲面長之波紋成份(只截取短波長部份)。因此,觸針前端所繪制的波紋曲線(稱為斷天文望遠鏡面曲線)與通過放大器或濾波器而繪制之曲線是不相同的。後者是代表粗糙度的曲線,故稱為粗糙度曲線。而此粗糙度曲線的形狀常因截取值的選取方法有不金相顯微鏡同形狀。
簡言之,所謂粗糙度曲線是經過波長成份篩選後的波紋形狀。但實際上,真正表面的斷面形狀是由無限個曲率半徑很小的檢出器在表面緩慢移動之上下移動波形。但是若再進一步嚴格的說,檢出器移動的實際形狀並非是表面凹凸不平的斷面圖形,特別是測量具有些微凹凸不平的測量物時,差異更為顯著。由於,理想斷面形狀是無法測量的,因此必須依照一定的基准方法,由檢出器的上下移動繪制斷面曲線才是一種比較可行的方法。

c。 基准長度
由斷面曲線求最大高度或者十測量點平均粗糙度,是先截取斷面曲線上某一固定長度,此截取的長度就稱為基准長度。通常由具有相同節距之規則曲折表面選取基准長度是不會影響粗糙度測量值,但是對經過研磨等不規則波紋之表面,其標准長度越長則測得之表面粗糙度的測量值也越大。

2016年5月23日星期一

檢測中發現的問題


1、光學系統

(1)視場模糊或視金相顯微鏡場一樣不清晰。
顯微鏡
(2)像發閃爍,反差不好。

放大鏡3)轉換物鏡時不到同焦。

(4)即使用高電壓,視場也難以鮮明。



2、粗、微調部分

(1)粗調控制鈕旋轉時發重。

(2)由於載物台自然下降或粗調的滑動使觀察中望遠鏡的焦點離開。



3、雙目鏡筒:雙目鏡天文望遠鏡筒的視場不一致。

對金相顯微鏡檢測項目、方法和技術要求



1、物鏡轉換器定位誤差

(1)檢具:10倍天文望遠鏡十字目鏡;分劃值為0。01mm的分劃尺,其任意兩劃線間的極限偏差為±0。005mm。顯微鏡

(2)檢測方法:在被檢金相顯微鏡的轉換器上裝40倍物鏡,目鏡筒內放10倍十字目鏡,對置於載物台上的0。01mm分劃尺調焦清晰,使分劃尺上某一分劃與目鏡中十字劃中心重合,然後放大鏡轉動物鏡轉換器向左、右多次定位(不少於3望遠鏡 次),觀察0金相顯微鏡。01mm分劃尺像的偏移,以最大偏移值作為檢測值。

(3)技術要求:不大於0。02mm。

顯微鏡光的反射



根據反射的基本定律,以反射表面法線為基准的望遠鏡入射角和反射角是相等的,入射光線、反射光線和反射表面法線處於同一平面上。

在精拋光平面上可獲得單向反射(表面不平整度小於光波長),顯微鏡放大鏡在粗糙表面上則呈漫反射。反射光的強度和波長取決於表面的本性和反射介質的光學性質。通常具有不定域電子的導電體或半導體材料是不透明的,並且呈現很好的反射率。而以離子或共價鍵特征為主的材料是透明的,但有時是有色的。這是由於流動的電子會吸收任何波長的光,而鍵合電子只與個別波長的光相互作用。

物質對投射在它的表面或磨光面上光線的反射能力稱為反射力。表示反射力大小的數值稱為反射率:

式中:R為反射率,Ir為反射光的強度,Ii為入射光的強度。

如果物質表面對白光中七種色光等量反射,則物質沒有反射色,只是根據反射率的大小而呈現為白色或程度不等的灰色;反射率大的物質呈白色,反射率小的物質呈灰色。如果物質對七種色光選擇反射,使某些色光反射多一些,則物質會呈現反射色。所以反射色專指物質表面選擇反射色光而產生的顏色,又稱表色,是由於物質表面選擇反射作用的結果,即物質對不同波長的色光的反射力不同而形成的。許多金屬材料有很顯著的特征反射色,如黃鐵礦為黃色反射色,赤鐵礦為無色或者藍灰色反射色。因此天文望遠鏡,反射色是鑒定不透明物質的重要特征。

有些晶體材料在不同方向上具有不同的折射率,在材料表面的反射力也不相同,而呈現雙反射現像。用一束偏振光以不同方位照射這些晶體材料,會產生明顯的反射多色性。

一束白金相顯微鏡光射到礦物表面後,除了一部分光線被反射外,另一部分光線被折射透入礦物內部,若遇到礦物內部的解理、裂隙、空洞及包裹體等不同介質的分界面時,光線會被反射出來,這叫做礦物的內反射作用(圖2。5)。由於內反射作用所產生的顏色稱內反射色,又稱之為礦物的體色。

晶體光學基礎之光的物理性質





光是鍵合電子在原子核外電子能級之間激發躍遷產生的自發能放大鏡量變化,導致發射或吸收輻射能的一種形態。在麥克斯韋電磁理論中,認為光是疊加的振蕩電磁場,承載著能量以連續波的形式通過空間。而按照量子理論,光能量是由一束具有極小能量的微粒即"光子"不連續地輸送著,表明光具有微粒與波動的雙重性,即波粒二像性。由於光學顯微分析所觀察到的光與物質的相互作用效應,在特性上像波,故利用光的波動學說解決晶體光學問題。

電磁波在空間的傳播過程中,電磁場振動垂直其傳播方向,因此光是橫波,即光波振動與傳播方向垂直。電磁顯微鏡波的範圍極為廣泛,包括無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線等。它們的本質完全相同,只是波長(或頻率)不同而特性也不同。按照它們的波長望遠鏡大小依次排列便構成一個電磁波譜

從電磁波譜中可以看出,可見光只是整個電磁波譜中波長範圍很窄的一段,其波長約為3900到7700埃。這一小波段電磁波能引起視覺、故稱為可見光波。不同波長的可見光波作用在人的視網膜上產生的視覺不一樣,因而產生各種不同的色彩。當波長由大變小時.相應的顏色由紅經橙、黃、綠、藍、靛連續過渡到紫。各種顏色的大致波長範圍通常所見的"白光"實質上就是各種顏色的光按一定比例混合成的混合光。

根據光波的振動特點,光又可以分成自然光和偏光兩種。

所謂自然光就是從普通光源發出的光波,如太陽光、燈光等。光是由光源中的大量分子或原子輻射的電磁波的混合波,光源中的每一個分子或原子在某一瞬間的運動狀態各不相同,因此發出的光波振動方向也各不相同。因此自然光的振動具有兩方面的性質:一方面它和光波的傳播方向垂直,另一方面它又迅速地變換著自己的振動方向,也就是說自然光在垂直於光的傳播方向的平面內的任意方向振動。由於發光單元的數量極大,因此自然光各個方向上振動的幾率相同,在各個方向上振幅也相等。

天文望遠鏡振光是自然光經過某些物質的反射、折射、吸收或其它方法,使它只保留某一固定金相顯微鏡方向的光振動,

偏振光的光振動方向與傳播方向組成的平面稱為振動面。由此也將偏振光稱為平面偏光,簡稱偏光。

正置偏光顯微鏡的安裝


透射接頭:將透射接頭裝上鏡身,當止緊螺釘對准接頭上的定位槽時,顯微鏡再將其止緊放大鏡固定。

雙目鏡筒:將雙目鏡筒裝在透射接頭上,並用止緊螺釘止緊。

目鏡:將目鏡插入目鏡筒內。

物鏡:將載物台下降,4望遠鏡個物鏡依次旋入轉換器上,並務必旋緊到位。

聚光鏡:檢查聚光鏡支架上的定位螺釘應定位於聚天文望遠鏡光鏡底座上的定位槽內。

補色器:根據需要,將補色器插入補色器插口內。

濾色片:濾色片根據需要直接置於集光鏡上。

移動尺:將移動尺安裝在載物台上。

調節手柄:需要調節物鏡中心時,將調節手柄套入金相顯微鏡轉換器上調節螺釘即可調節物鏡中心。

2016年5月11日星期三

光學成像系統



熒光顯微光學系統需要優先考慮的是:

(1)金相顯微鏡光學系統組成的材料應選用在激發光波內無熒光材料,不但指光學系統玻璃,也包括膠合制造中的膠合劑、切片、蓋玻片和浸液以及密封劑。若有自發熒光,不但會增加背景光,有時還會混淆觀察熒光圖像。

(2)光學系統的參數選擇中,應將獲得最大光能作為第一考慮因素。照明系統中一般采用柯勒照明並顯微鏡使燈絲或弧光像充滿入瞳,以期望獲得高效率的均勻照明。物鏡一般選擇數值孔徑大的物鏡。

(3)雙目放大鏡鏡筒作為熒光用時應在可見光譜段有較高的透過率,采用鍍膜技術可大大地減少光能的損失,它可比一般雙望遠鏡目鏡筒透射率提高一倍,這對弱熒光物質觀察是必須的。

(4)目鏡放大率不宜選大,因為像面照度與目鏡放大率平方成反比。若其它條件相同當用6。3X目鏡時,照度定為100%,換上12。5X時,照度約為25%,因此常用10X平場消色差目鏡即可。

(5)系統各組成部件的光譜特性也是至關重要的,特別是紫外光要通過的部件,如照明系統、聚光鏡以及物鏡,天文望遠鏡要關注紫光區的透射系數。聚光鏡要選用透紫外線的材料;照明系統中反光鏡表面鍍鋁比鍍銀好,因為鋁在UV和V區反射率在90%以上,而銀僅達70%。加拿大膠吸收紫外線,在紫外區通過處不宜用作膠合劑。

熒光顯微鏡的基本組成


熒光顯微鏡是熒光顯微檢測的專用工具,它天文望遠鏡是光學顯微鏡的一種。它除了具有光學顯微鏡顯微鏡的基本結構和光學放大作用外,基於熒光的特性,還具備以下獨特的功能要求:

(1)提供足夠能量的能激發出熒放大鏡光的光源。

(2)有著適應不同物質所需的激發光譜——組濾色片。從光源中選擇合適的激發光譜,使析出的光譜與該物質的吸收光譜重合,以期望獲得最大的熒光。

(3)為獲得較弱的熒光圖像,還要建立一套截止濾色片,它使所需觀察的熒光進入系望遠鏡統成像,而將其余的光波,包括發射光阻擋在外,用來提高圖像的襯度。

(4)放大的光學系統應適應熒光的特性,最終獲得既能觀察又能攝影的高亮度、高分辨率的良好襯度的熒光圖像。

(5)儀器的安全性。應用汞燈要防止紫外線的泄漏和汞燈的爆炸,保證金相顯微鏡電器安全。

熒光的特性



歸納起來,熒光具有以下特性:

望遠鏡1)物質欲發射熒光,必須吸收激發光能。在常溫下所發出的熒光波長較激發光長,能量較激發光弱。

(2)顯微鏡物質熒光的光譜特性是固有的,當它接收特定的激發光吸收,就會發出固有熒光色,因此依據熒光的特異性可放大鏡判斷是什麼物質。

(3)熒光發出時,不像普通光那樣會產生熱效應,它是冷光。熒光隨激發光停止照射時,在10-7s~10-8s間內消失。

(4)熒光的衰減與猝滅熒光的衰減是指在受激發光照射期天文望遠鏡間,發出的熒光光強的減弱。衰減的程度取決於激發光強度和照射時間。采用高強度激發光時其衰減要顯著得多,有時在1秒的間隔內,熒光就會大大減弱。熒光還有猝滅現像, 特別對於繼發熒金相顯微鏡光,這是一種復雜的現像,由於處於激發狀態的熒光色團分子發生了變態,導致熒光量子產量的減少,這樣便縮短了熒光的發射。

熒光的分類



(1)自然熒光(或稱一次熒光、自發熒光、自體熒光和原發熒光放大鏡

某些物質勿需經過處理, 當受到激發光照射就能產生熒光的稱為自然熒光。如植物的葉子、莖;動物的一些組織:牙齒、骨質、爪甲、白頭發、尿液、血顯微鏡漿望遠鏡及維生素等;某些結晶體、有機化合物、合成物、油類、蛋白質、腊等。所以自然熒光在造紙、纖維、染料、化學藥品、食品和油脂等工業方面天文望遠鏡被用作檢查和鑒別;在環保中對大氣污染公害的監測中也用紫外線進行粉塵熒光觀測。

熒光顯微鏡初期就用於觀察動、植物標本的自然熒光。

(2)人工熒光(或稱二次熒光、繼發熒光、染色熒光)

某些物質必須經過化學處理金相顯微鏡,如用染料、熒光色素與其結合,才能在激發光下發射熒光。

所謂熒光色素是一類能產生明顯熒光,並能作為染料使用的有機化合物。它有天然和人工合成兩類,後者常用的有數十種之多,如吖啶橙、羅達明等。熒光色素也叫作熒光染料,這樣非熒光試樣通過有選擇的熒光色素進行染色後,在熒光顯微鏡下就可從顏色和反差中清晰地分辨其中不同的細胞組織。

染色熒光方法在細胞化學和組織化學中很早就應用了,如用鹽基黃對結核菌染色是常見的。

免疫熒光也稱為熒光抗體法,它在1950年由美國生物學家試驗成功,該生物學家也因此獲得諾貝爾獎。幾十年來,熒光抗體法在細菌學、病毒學、免疫學、免疫病理學、寄生蟲學、腫瘤學方面均得到應用。此外,熒光在農業科學、生物學、古生物學、獸醫學等方面也獲得廣泛應用。

熒光顯微鏡概述


熒光顯微鏡是熒光顯微檢測的專用工具,它是光學顯微鏡的一種,是顯微鏡對某些放大鏡物質進行定性和定量研究的工具之一。

細胞中有些物質,如葉綠素等,受紫外線照射望遠鏡後可發熒光;另有一些物質本身雖不能發熒光,但如果用熒光染料或熒光抗體染色後,經紫外線照射亦可發熒光。

熒光顯微鏡的成像機理是利用波天文望遠鏡長較短的金相顯微鏡光照射樣品時,會發射出波長較長的光譜,當照射光停止照射時,這種激發的熒光會立即消失。

熒光顯微鏡根據照明方式的不同可分為透射式與落射式,但由於透射式對眼睛易造成傷害,因而常采用落射式照明。

近年來熒光顯微成像技術得到了廣泛的應用與發展,已形成了熒光生物顯微鏡、熒光體視顯微鏡、熒光偏光顯微鏡、熒光壽命成像分析顯微系統等。