收藏本页 | 设为主页 | 随便看看
55

北京恒奥德仪器仪表有限公司

实验室专用仪器,尘埃粒子计数器,粉尘测定仪,粉体综合特性测试仪,透射比测定仪,氦...

供应分类
商品分类
联系方式
  • 联系人:王蕊
  • 电话:15811023934/010-51655247
  • 邮件:hadgs6688@163.com
  • 手机:15811023934/010-51658042
  • 传真:010-57553316
荣誉资质
您当前的位置:首页 » 企业新闻 » 恒奥德仪器显微镜结构及成像原理
企业新闻
恒奥德仪器显微镜结构及成像原理
发布时间:2018-10-19        浏览次数:380        返回列表
                                               恒奥德仪器显微镜结构及成像原理
 

发明过程

显微镜是人类20世纪最伟大的发明物之一。在它发明出来之前,人类关于周围世界的观念局限在用肉眼,或者靠手持透镜帮助肉眼所看到的东西。

显微镜把一个全新的世界展现在人类的视野里,人们第一次看到了数以百计的"新的"微小动物和植物,以及从人体到植物纤维等各种东西的内部构造。显微镜还有助于科学家发现新物种,有助于医生治疗疾病。

最早的显微镜是16世纪末期在荷兰制造出来的。发明者是亚斯·詹森,荷兰眼镜商,或者另一位荷兰科学家汉斯·利珀希,他们用两片透镜制作了简易的显微镜,但并没有用这些仪器做过任何重要的观察。

后来有两个人开始在科学上使用显微镜。第一个是意大利科学家伽利略。他通过显微镜观察到一种昆虫后,第一次对它的复眼进行了描述。第二个是荷兰亚麻织品商人列文虎克(1632年-1723年),他自己学会了磨制透镜。他第一次描述了许多肉眼所看不见的微小植物和动物。

1931年,恩斯特·鲁斯卡通过研制电子显微镜,使生物学发生了一场革命。这使得科学家能观察到像百万分之一毫米那样小的物体。1986年他被授予诺贝尔奖。

显微镜结构

光学显微镜由目镜,物镜,粗准焦螺旋,细准焦螺旋,压片夹,通光孔,遮光器,转换器,反光镜,载物台,镜臂,镜筒,镜座,聚光器,光阑组成。

显微镜分类

显微镜以显微原理进行分类可分为偏光显微镜、光学显微镜与电子显微镜和数码显微镜。

偏光显微镜(Polarizing microscope)是用于研究所谓透明与不透明各向异性材料的一种显微镜,在地质学等理工科专业中有重要应用。凡具有双折射的物质,在偏光显微镜下就能分辨的清楚,当然这些物质也可用染色法来进行观察,但有些则不可用,而必须利用偏光显微镜。反射偏光显微镜是利用光的偏振特性对具有双折射性物质进行研究鉴定的必备仪器, 可供广大用户做单偏光观察,正交偏光观察,锥光观察。

折叠光学显微镜

通常皆由光学部分、照明部分和机械部分组成。无疑光学部分是最为关键的,它由目镜和物镜组成。早于1590年,荷兰和意大利的眼镜制造者已经造出类似显微镜的放大仪器。光学显微镜的种类很多,主要有明视野显微镜(普通光学显微镜)、暗视野显微镜、荧光显微镜、相差显微镜、激光扫描共聚焦显微镜、偏光显微镜、微分干涉差显微镜、倒置显微镜。

折叠电子显微镜

折叠便携式显微镜

便携式显微镜,主要是近几年发展出来的数码显微镜与视频显微镜系列的延伸。和传统光学放大不同,手持式显微镜都是数码放大,其一般追求便携,小巧而精致,便于携带;且有的手持式显微镜有自己的屏幕,可脱离电脑主机独立成像,操作方便,还可集成一些数码功能,如支持拍照,录像,或图像对比,测量等功能。

数码液晶显微镜,最早是由博宇公司研发生产的,该显微镜保留了光学显微镜的清晰,汇集了数码显微镜的强大拓展、视频显微镜的直观显示和便携式显微镜的简洁方便等优点。

扫描隧道显微镜

扫描隧道显微镜亦称为"扫描穿隧式显微镜"、"隧道扫描显微镜",是一种利用量子理论中的隧道效应探测物质表面结构的仪器。它于1981年由格尔德·宾宁(G.Binning)及海因里希·罗雷尔(H.Rohrer)在IBM位于瑞士苏黎世的苏黎世实验室发明,两位发明者因此与恩斯特·鲁斯卡分享了1986年诺贝尔物理学奖。

它作为一种扫描探针显微术工具,扫描隧道显微镜可以让科学家观察和定位单个原子,它具有比它的同类原子力显微镜更加高的分辨率。此外,扫描隧道显微镜在低温下(4K)可以利用探针尖端精确操纵原子,因此它在纳米科技既是重要的测量工具又是加工工具。

STM使人类第一次能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物化性质,在表面科学、材料科学、生命科学等领域的研究中有着重大的意义和广泛的应用前景,被国际科学界公认为20世纪80年代世界十大科技成就之一。

光学显微镜

它是在1590年由荷兰的詹森父子所首创。光学显微镜可把物体放大1600倍,分辨的最小极限达0.1微米。光学显微镜的种类很多,除一般的外,主要有暗视野显微镜一种具有暗视野聚光镜,从而使照明的光束不从中央部分射入,而从四周射向标本的显微镜.荧光显微镜以紫外线为光源,使被照射的物体发出荧光的显微镜。结构为:目镜,镜筒,转换器,物镜,载物台,通光孔,遮光器,压片夹,反光镜,镜座,粗准焦螺旋,细准焦螺旋,镜臂,镜柱。

折叠暗视野显微镜

暗视野显微镜由于不将透明光射入直接观察系统,无物体时,视野暗黑,不可能观察到任何物体,当有物体时,以物体衍射回的光与散射光等在暗的背景中明亮可见。在暗视野观察物体,照明光大部分被折回,由于物体(标本)所在的位置结构,厚度不同,光的散射性,折光等都有很大的变化。

折叠相位差显微镜

相位差显微镜的结构: 相位差显微镜,是应用相位差法的显微镜。因此,比通常的显微镜要增加下列附件:

(1) 装有相位板(相位环形板)的物镜,相位差物镜。

(2) 附有相位环(环形缝板)的聚光镜,相位差聚光镜。

(3) 单色滤光镜-(绿)。

各种元件的性能说明

(1) 相位板使直接光的相位移动 90°,并且吸收减弱光的强度,在物镜后焦平面的适当位置装置相位板,相位板必须确保亮度,为使衍射光的影响少一些,相位板做成环形状。

(2) 相位环(环状光圈)是根据每种物镜的倍率,而有大小不同,可用转盘器更换。

(3) 单色滤光镜系用中心波长546nm(毫微米)的绿色滤光镜。通常是用单色滤光镜入观察。相位板用特定的波长,移动90°看直接光的相位。当需要特定波长时,必须选择适当的滤光镜,滤光镜插入后对比度就提高。此外,相位环形缝的中心,必须调整到正确方位后方能操作,对中望远镜就是起这个作用部件

折叠荧光显微镜

在萤光显微镜上,必须在标本的照明光中,选择出特定波长的激发光,以产生荧光,然后必须在激发光和荧光混合的光线中,单把荧光分离出来以供观察。因此,在选择特定波长中,滤光镜系统,成为极其重要的角色。

荧光显微镜原理:

(A) 光源:光源辐射出各种波长的光(以紫外至红外)。

(B) 激励滤光源:透过能使标本产生萤光的特定波长的光,同时阻挡对激发萤光无用的光。

(C) 荧光标本:一般用荧光色素染色。

(D) 阻挡滤光镜:阻挡掉没有被标本吸收的激发光有选择地透射荧光,在荧光中也有部分波长被选择透过。 以紫外线为光源,使被照射的物体发出荧光的显微镜。电子显微镜是在1931年在德国柏林由克诺尔和哈罗斯卡首先装配完成的。这种显微镜用高速电子束代替光束。由于电子流的波长比光波短得多,所以电子显微镜的放大倍数可达80万倍,分辨的最小极限达0.2纳米。1963年开始使用的扫描电子显微镜更可使人看到物体表面的微小结构。

显微镜被用来放大微小物体的图像。一般应用于对生物、医药、微观粒子等观测。

(1)利用微微动载物台之移动,配合全目镜之十字座标线,作长度量测。

(2)利用旋转载物台与目镜下端之游标微分角度盘,配合全目镜之十字座标线,作角度量测,令待测角一端对准十字线与之重合,然后再让另一端也重合。

(3)利用标准检测螺纹的节距、节径、外径、牙角及牙形等尺寸或外形。

(4)检验金相表面的晶粒状况。

(5)检验工件加工表面的情况。

(6)检测微小工件的尺寸或轮廓是否与标准片相符。

折叠超声波显微镜

超声波扫描显微镜的特点在于能够精确的反映出声波和微小样品的弹性介质之间的相互作用,并对从样品内部反馈回来的信号进行分析!图像上(C-Scan)的每一个象素对应着从样品内某一特定深度的一个二维空间坐标点上的信号反馈,具有良好聚焦功能的Z.A传感器同时能够发射和接收声波信号。一副完整的图像就是这样逐点逐行对样品扫描而成的。反射回来的超声波被附加了一个正的或负的振幅,这样就可以用信号传输的时间反映样品的深度。用户屏幕上的数字波形展示出接收到的反馈信息(A-Scan)。设置相应的门电路,用这种定量的时间差测量(反馈时间显示),就可以选择您所要观察的样品深度。

折叠共聚焦显微镜

从一个点光源发射的探测光通过透镜聚焦到被观测物体上,如果物体恰在焦点上,那么反射光通过原透镜应当汇聚回到光源,这就是所谓的共聚焦,简称共焦。激光扫描共聚焦显微镜[Confocal Laser Scanning Microscope(CLSM或LSCM)]在反射光的光路上加上了一块半反半透镜(dichroic mirror),将已经通过透镜的反射光折向其它方向,在其焦点上有一个带有针孔(Pinhole),小孔就位于焦点处,挡板后面是一个 光电倍增管(photomultiplier tube,PMT)。可以想像,探测光焦点前后的反射光通过这一套共焦系统,必不能聚焦到小孔上,会被挡板挡住。于是光度计测量的就是焦点处的反射光强度。其意义是:通过移动透镜系统可以对一个半透明的物体进行三维扫描。

折叠金相显微镜

金相显微镜主要用于鉴定和分析金属内部结构组织,它是金属学研究金相的重要仪器,是工业部门鉴定产品质量的关键设备,该仪器配用摄像装置,可摄取金相图谱,并对图谱进行测量分析,对图象进行编辑、输出、存储、管理等功能。 国内厂家较多,历史悠久。

电子显微镜

现在电子显微镜最大放大倍率超过1500万倍,

1931年,德国的M.诺尔和E.鲁斯卡,用冷阴极放电电子源和三个电子透镜改装了一台高压示波器,并获得了放大十几倍的图象,发明的是透射电镜,证实了电子显微镜放大成像的可能性。1932年,经过鲁斯卡的改进,电子显微镜的分辨能力达到了50纳米,约为当时光学显微镜分辨本领的十倍,突破了光学显微镜分辨极限,于是电子显微镜开始受到人们的重视。

到了二十世纪40年代,美国的希尔用消像散器补偿电子透镜的旋转不对称性,使电子显微镜的分辨本领有了新的突破,逐步达到了现代水平。在中国,1958年研制成功透射式电子显微镜,其分辨本领为3纳米,1979年又制成分辨本领为0.3纳米的大型电子显微镜。

电子显微镜的分辨本领虽已远胜于光学显微镜,但电子显微镜因需在真空条件下工作,所以很难观察活的生物,而且电子束的照射也会使生物样品受到辐照损伤。其他的问题,如电子枪亮度和电子透镜质量的提高等问题也有待继续研究。

场发射扫描电子显微镜

主要用途: 该仪器具有超高分辨率,能做各种固态样品表面形貌的二次电子象、反射电子象观察及图像处理。 具有高性能x射线能谱仪,能同时进行样品表层的微区点线面元素的定性、半定量及定量分析,具有形貌、化学组分综合分析能力。

仪器类别: 03040702 /仪器仪表/光学仪器 /电子光学及离子光学仪器

指标信息: 二次电子象分辨率:1.5nm 加速电压:0~30kV 放大倍数:10-50万倍连续可调工作距离:5~35mm连续可调倾斜:-5°~45° x射线能谱仪: 分辨率:133eV 分析范围:B-U

附件信息: 镀金镀炭仪 ISIS图像处理系统背散射探头

场发射扫描电镜,由于分辨率高,为纳米材料的研究提供了可靠的实验手段。另外,对半导体材料和绝缘体,都能得到满意的图像,对超导薄膜,磁性材料,分子束外延生长的薄膜材料,半导体材料进行了形貌观察,并对多种材料进行了微区成份分析,均能得到满意的结果。

使用方法

显微镜的使用

利用自然光源镜检时,最好用朝北的光源,不宜采用直射阳光;利用人工光源时,宜用日光灯的光源。

镜检时身体要正对实习台,采取端正的姿态,两眼自然张开,左眼观察标本,右眼观察记录及绘图,同时左手调节焦距,使物象清晰并移动标本视野。右手记录、绘图。

镜检时载物台不可倾斜,因为当载物台倾斜时,液体或油易流出,既损坏了标本,又污染载物台,也影响检查结果。

镜检时应将标本按一定方向移动视野,直至整个标本观察完毕,以便不漏检,不重复。

显微镜的重光为对光,接物镜的转换及光线的调节。观察寄生虫标本时,光线调节甚为重要。因为所观察的标本如虫卵、包囊等,均为自然光状态的物体,有大有小,色泽有深有浅,有的无色透明,而低倍、高倍接物镜转换较多,故须随着镜检时对不同标本和要求,需要随时调节焦距和光线,这样才能使观察的物象清晰。在一般情况下,染色标本光线宜强,无色或未染色标本光线宜弱;低倍镜观察光线宜弱,高倍镜观察光线宜强。

1. 对光:

(1)将低倍镜转至镜筒下方与镜筒成一直线。

(2)拨动反光镜,调节至视野最亮无阴影。反光镜有平、凹两面,光源强时用平面,较暗时用凹面,需要强光时,将聚光器提高,光圈放大;需要弱光时,将聚光器降低,或光圈适当缩小。

(3)将待观察的标本置载物台上,转动粗调节器使镜筒下降至接物镜接近标本。于转动粗调节器的同时,须俯身在镜旁仔细观察接物镜与标本之间的距离。

(4)左眼于接目镜观察,同时左手转动粗调节,使镜筒徐徐上升以调节焦距,使视野内的物象看到上时即停,再调微调节器,至标本清晰为止。

2. 接物镜的使用及光线的调节:

显微镜一般具有三个接物镜,即低倍、高倍及油镜,固定于接物镜转换盘孔中。观察标本时,先使用低倍接物镜,此时,视野较大,标本较易查出,但放大倍数较小(一般放大100倍),较小的物体不易观察其结构。高倍接物镜放大的倍数较大(一般放大400倍),能观察微小的物体或结构。

寄生虫的蠕虫卵,微丝蚴,原虫的滋养体及包囊,昆虫的幼虫,均使用低、高倍镜。组织细胞内的原虫,则使用油镜。使用低、高倍镜观察,如在低倍镜下不能准确鉴定所见的物体或其内部构造时,则转高倍镜观察。使用油镜观察,一般加一滴油后直接将油镜头浸入油滴中进行镜检观察。

3. 低倍、高倍、油镜头的识别:

(1)标明放大倍数10×,40×,100×,或10/0.25,40/0.65,100/1.25。

(2)低倍镜最短,高倍镜较长,油镜最长。

(3)镜头前面的镜孔低倍镜最大,高倍镜较大,油镜最小。

(4)油镜头上常刻有黑色环圈,或"油"字。

4. 低倍镜换高倍镜的使用方法:

(1)光线对好后,移动推进器寻找需要观察的标本。

(2)如标本的体积较大,不能清楚查见其构造因而不能确认时,则将标本移至视野中央,再旋转高倍接物镜于镜筒下方。

(3)旋转微调节器至物象清晰为止。

(4)调节聚光器及光圈,使视野内的物象达到最清晰的程度。

5. 油镜的使用方法:

(1)原理:使用油镜观察时,需加香柏油,因为油镜需要进入镜头的光线多,但油镜的透气孔最小,这样进入的光线就少,物体不易看清楚。同时又因自玻片透过的光线,由于介质(玻片-空气-接物镜)密度(玻片:n=1.52,空气:n=1.0)不同而发生了折射散光,因此射入镜头的光线就更少,物体更看不清楚。于是采用一种和玻片折光率相接近的介质如香柏油,加于标本与玻片之间,使光线不通过空气,这样射入镜头的光线就较多,物象就看得清楚。

(2)油镜的使用:

a.将光线调至最强程度(聚光器提高,光圈全部开放)。

b.转动粗调节器使镜筒上升,滴香柏油1小滴(不要过多,不要涂开)于接物镜正下方标本上。

c.转动接物镜转换盘,使油镜头于镜筒下方。

d.俯身镜旁侧面在肉眼的观察下,转动粗调节器使油镜头徐徐下降浸入香柏油内,轻轻接触玻片为止。

e.慢慢转动粗调节器,使油镜头徐徐上升至见到标本的物象为止。

f.转动微调节器,使视野物象达到最清晰的程度。

g.左手徐徐移动推进器,并转动微调节器以观察标本。

h.标本观察完毕后,转动粗调节器将镜筒升起,取下标本玻片。立即用擦镜纸将镜头上的香柏油擦净。

6. 注意事项:

(1)使用显微镜之前,应熟悉显微镜的各部名称及使用方法,特别应掌握识别三种接物镜之特征。

(2)寄生虫学实习中所观察的标本,大多数为无色和颜色较浅,因此必须注意光线的调节。

(3)新鲜标本观察时,须加盖玻片,以免标本因蒸发而干燥变形或污染侵蚀接物镜,同时可使标本表面匀平,光线得以集中,有利于观察。

(三) 显微镜的保养

图3 加用盖玻片后,标本表面匀平,光线得以集中,便于检查示意图

1.显微镜在从木箱中取出或装箱时,右手紧握镜臂,左手稳托镜座,轻轻取出。不要只用一只手提取,以防显微镜坠落,然后轻轻放在实习台上或装 入木箱内。

2.显微镜放到实习台上时,先放镜座的一端,再将镜座全部放稳,切不可使镜座全面同时与台面接触,这样震动过大,透镜和微调节器的装置易损坏。

3.显微镜须经常保持清洁,勿使油污和灰尘附着。如透镜部分不洁时,用擦镜纸轻擦,如有油污,先将擦镜纸蘸少许二甲苯拭去。

4.显微镜不能在阳光下暴晒和使用。

5.接目镜和接物镜不要随便抽出和卸下必须抽取接目镜时,须将镜筒上口净用布遮盖,避免灰尘落入镜筒内。更换接物镜时,卸下后应倒置在清洁的台面下,并随即装入木箱的置放接物镜的管内。

6.显微镜用完后,取下标本片,经聚光器降下,再将物镜转成"八"字形,转动粗调节器使镜筒下降,以免接物镜与聚光器相碰。

7.显微镜应放在干燥的地方,以防生霉。

二、体视显微镜的使用

体视显微镜能获得立体感觉,其原理是由于通过两个接目镜对物体从不同的方向在人眼的网膜上形成的象而产生的。本显微镜具有倾斜成45°的双筒,通过双筒可以观察到宽广视野中正立的具有立体感的物象。其中右侧接目镜筒上有视度调节圈的位置,如观察者双眼视度具有差异,可以先调节显微镜使左眼成像清晰,然后旋转右侧视度调节圈至右眼成像清晰。双筒可以在一定角度内相对地转动以适应工作者两眼间距离。本显微镜的工作距离为100mm,在方形镜身两侧有手轮可旋转,利用它的转动可在不变更工作距离情况下更换显微镜放大倍数。显微镜总放大倍数的读数,在使用25×接目镜时,以右侧数盘上数字为准,而使用6.3×接目镜时,则以左侧数盘上的数字为准。

三、其它仪器器材的使用与保养

除显微镜、体视显微镜以外,寄生虫学实习课用的器材、仪器尚有许多,在此我们不一一赘述,每次实习课辅导教师将向我们介绍,这里仅将这些仪器、器材分类别略作一些使用原理的介绍。

(一)玻璃仪器、器材:使用时轻拿轻放,防止破碎,用毕应清洗干净、凉干、烘干以防生霉。

(二)金属仪器、器材:勿接触或少接触酸性、碱性物品,用毕应洗刷、擦净、凉干、烘干以防腐蚀生锈

低倍镜的使用方法

(1)取镜和放置:显微镜平时存放在柜或箱中,用时从柜中取出,右手紧握镜臂,左一手托住镜座,将显微镜放在自己左肩前方的实验台上,镜座后端距桌边7厘米为宜,便于操作。

(2)对光:用拇指和中指移动旋转器(切忌手持物镜移动),使低倍镜对准镜台的通光孔(当转动听到碰叩声时,说明物镜光轴已对准镜筒中心)。调节为较大光圈并将反光镜转向光源,左眼在目镜上观察(右眼睁开),同时调节反光镜偏转角度,直到视野内出现明亮光斑为止。

(3)放置玻片标本:取一玻片标本放在镜台上,一定使有盖玻片的一面朝上,切不可放反,用压片夹夹住,然后移动玻片,将所要观察的部位调到视野范围内。

(4)调节焦距:以左手按逆时针方向转动粗准焦螺旋,使镜筒缓慢地下降至物镜距标本片约5毫米处,应注意在下降镜筒时,切勿在目镜上观察。一定要从右侧看着镜筒下降,以免下降过多,造成镜头或标本片的损坏。然后,两眼同时睁开,用左眼在目镜上观察,左手顺时针方向缓慢转动细准焦螺旋,使镜筒缓慢下降,直到视野中出现清晰的物象为止。

如果物象不在视野中心,可移动玻片,将所要观察的部位调到视野范围内。(注意移动玻片的方向与视野物象移动的方向是相反的)。如果视野内的亮度不合适,可通过调整光圈的大小来调节,如果在调节焦距时,镜台下降已超过工作距离(>5.40mm)而未见到物象,说明此次操作失败,则应重新操作,切不可心急而盲目地上升镜台。

高倍镜的使用方法

(1)选好目标:一定要先在低倍镜下把需进一步观察的部位调到中心,同时把物象调节到最清晰的程度,才能进行高倍镜的观察。

(2)转动转换器,调换上高倍镜头,转换高倍镜时转动速度要慢,并从侧面进行观察(防止高倍镜头碰撞玻片),如高倍镜头碰到玻片,说明低倍镜的焦距没有调好,应重新操作。

(3)调节焦距:转换好高倍镜后,用左眼在目镜上观察,此时一般能见到一个不太清楚的物象,可将细调节器的螺旋逆时针移动约0.5-1圈,即可获得清晰的物象(切勿用粗调节器!)

如果视野的亮度不合适,可用集光器和光圈加以调节,如果需要更换玻片标本时,必须顺时针(切勿转错方向)转动粗调节器使镜台下降,方可取下玻片标本。

想让像变大就要使物镜靠近物体,目镜远离物镜一些,像变小则反之。