上海交通大学：《材料组织结构表征》课程教学资源（课件讲义）2017-复习-光学显微镜

一、光学基础 ·透镜成像、分辨率与衬度 ·显微镜光学系统 ● 物镜的构造与技术（数值孔径、像差） ·CCD/CMOS电子影像系统

一、光学基础 • 透镜成像、分辨率与衬度 • 显微镜光学系统 • 物镜的构造与技术（数值孔径、像差） • CCD/CMOS电子影像系统

日m b' 人眼所看到 Eye 的像 Eyepiece 目镜 b 九元汽气5气三艺三三 Fo Objective 物镜 ob Specimen 日◆

人眼所看到 的像 2 25 cm 物镜 目镜

人眼的分辨率 μ=133 Object μ1 Image 4=1.38 Iris is a variable μ=1.38-1.41 aperture that adjusts intensity of Optic nerve detects signal light allowed in. projected onto retina by curved lens. ~0.2 mm 25 cm distance 3

人眼的分辨率 3 ~0.2 mm @ 25 cm distance

Ro 0.612λ 二 M nsina B (a) (b) (c) 4

4 

透镜的分辨率极限 Ro 0.612λ Aro M nsina nsina.数值孔径(numerical aperture,NA) Visible Light:~6000 A X-rays: λ0.5-2.5A Electrons: λ~0.05 5

透镜的分辨率极限 5 nsin: 数值孔径(numerical aperture, NA)

有效放大倍率 Resolution of naked eye Effective magnification= Resolution of microscope Effective magnification (Men: resolution of eye 0.2mm ≈1333× max.resolution of LOM 0.00015mm M's >Merr make the image bigger,but do not provide any additional details.This is termed "empty magnification. 6

有效放大倍率 6

显微镜系统 Reflected Light ·物镜 Binocular Lamp House Head Aperture Diaphragm Field Collector ·光学系统 Eyepieces Diaphragm Lens Vertical ·照明系统 llluminator Filter Slider ·记录系统 Objective- Internal Mechanical Circuit Board Stage ● 载物台 Condenser 。控制系统 Base Field Diaphragm Filters Transmitted Light Lamp House 7

显微镜系统 • 物镜 • 光学系统 • 照明系统 • 记录系统 • 载物台 • 控制系统 7

显微镜的镜头物镜 Image formation in a reflected light microscope lllumination Similar to transmission source optical microscope. Different arrangement of components Condenser aperture and lens Half-silvered (dichromatic) mirror B Object 放大倍数 Final (specimen) First 数值孔径 Image Image Objective 分辨率 aperture and lens Depth of field 物镜 像差校正 物镜类型 8

显微镜的镜头/物镜 8 • 放大倍数 • 数值孔径 • 分辨率 • Depth of field • 像差校正 • 物镜类型 物镜

像差(aberration) 。 在轴像差 一色差、球差 。 离轴像差 一慧差、像散 ·畸变 一场曲 -桶形/枕形畸变 9

像差(aberration) • 在轴像差 – 色差、球差 • 离轴像差 – 慧差、像散 • 畸变 – 场曲 – 桶形/枕形畸变 9

60x Plan Apochromat Objective Nosepiece Mounting Manufacturer Thread Flat-Field、 Aberration JAPAN Correction Nippon Correction Plan Apo Lateral Numerical Magnification- 60×/1.40oi1、 Aperture DIC H Specialized /0.17WD0.21、 Immersion Optical Medium Properties Working Tube Length Distance Magnification Color Code Coverslip Thickness Spring-Loaded Retraction Stopper Figure 1 10

10