《材料显微结构分析》课程教学课件（PPT讲稿）显微镜基础知识

显微镜基础知识 1基础知识 2显微镜成像原理 3显微镜的放大率 4透镜的像差

1 基础知识 2 显微镜成像原理 3 显微镜的放大率 4 透镜的像差 显微镜基础知识

微熊的发展历史 •早在公元前一世纪，人们就已发现通过球形透明物体去观察 微小物体时，可以使其放大成像。后来逐渐对球形玻璃表面 能使物体放大成像的规律有了认识。 ·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。 •1610年前后，意大利的伽利略和德国的开普勒在研究望远镜 的同时，改变物镜和目镜之间的距离，得出合理的显微镜光 路结构，当时的光学工匠遂纷纷从事显微镜的制造、推广和 改进。 17世纪中叶，英国的胡克和荷兰的列文胡克，都对显微镜的 发展作出了卓越的贡献。1665年前后，胡克在显微镜中加入 粗动和微动调焦机构、照明系统和承载标本片的工作台。这 些部件经过不断改进，成为现代显微镜的基本组成部分

•早在公元前一世纪，人们就已发现通过球形透明物体去观察 微小物体时，可以使其放大成像。后来逐渐对球形玻璃表面 能使物体放大成像的规律有了认识。 •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。 •1610年前后，意大利的伽利略和德国的开普勒在研究望远镜 的同时，改变物镜和目镜之间的距离，得出合理的显微镜光 路结构，当时的光学工匠遂纷纷从事显微镜的制造、推广和 改进。 •17世纪中叶，英国的胡克和荷兰的列文胡克，都对显微镜的 发展作出了卓越的贡献。1665年前后，胡克在显微镜中加入 粗动和微动调焦机构、照明系统和承载标本片的工作台。这 些部件经过不断改进，成为现代显微镜的基本组成部分

光学显微分析的发展 脸库发子意 就域一组 使约5点) 罗伯特·虎克制造的显微镜(1665) 罗伯特虎克观察到的细胞(1665)

列文虎克观察到的“小动物” 列文虎克和他的显微镜（约1680)

1673~1677年期间，列文胡克制成单组元放大镜式的高倍显 微镜，其中九台保存至今。胡克和列文胡克利用自制的显微 镜，在动、植物机体微观结构的研究方面取得了杰出成就。 •19世纪，高质量消色差浸液物镜的出现，使显微镜观察微细 结构的能力大为提高。1827年阿米奇第一个采用了浸液物镜。 •19世纪70年代，德国人阿贝奠定了显微镜成像的古典理论基 础。这些都促进了显微镜制造和显微观察技术的迅速发展， 并为19世纪后半叶包括科赫、巴斯德等在内的生物学家和医 学家发现细菌和微生物提供了有力的工具。 1850年出现了偏光显微术； 1893年出现了干涉显微术； •1935年荷兰物理学家泽尔尼克创造了相衬显微术，他为此在 1953年获得了诺贝尔物理学奖

•1673～1677年期间，列文胡克制成单组元放大镜式的高倍显 微镜，其中九台保存至今。胡克和列文胡克利用自制的显微 镜，在动、植物机体微观结构的研究方面取得了杰出成就。 •19世纪，高质量消色差浸液物镜的出现，使显微镜观察微细 结构的能力大为提高。1827年阿米奇第一个采用了浸液物镜。 •19世纪70年代，德国人阿贝奠定了显微镜成像的古典理论基 础。这些都促进了显微镜制造和显微观察技术的迅速发展， 并为19世纪后半叶包括科赫、巴斯德等在内的生物学家和医 学家发现细菌和微生物提供了有力的工具。 •1850年出现了偏光显微术； •1893年出现了干涉显微术； •1935年荷兰物理学家泽尔尼克创造了相衬显微术，他为此在 1953年获得了诺贝尔物理学奖

1926年汉斯·布什研制了第一个磁力电子透镜。 1931年恩斯特·鲁斯卡和马克斯·克诺尔研制了第一台透射电 子显微镜。1986年鲁斯卡为此获得诺贝尔物理学奖。 1938年鲁斯卡在西门子公司研制了第一台商业电子显微镜。 1934年饿酸被提议用来加强图像的对比度。 •1937年第一台扫描透射电子显微镜推出。一开始研制电子显 微镜最主要的目的是显示在光学显微镜中无法分辨的病原体 如病毒等。 •1960年透射电子显微镜的加速电压越来越高来透视越来越厚 的物质。这个时期电子显微镜达到了可以分辨原子的能力。 •1980年代人们能够使用扫描电子显微镜观察湿样本。 •1990年代中电脑越来越多地用来分析电子显微镜的图像，同 时使用电脑也可以控制越来越复杂的透镜系统，同时电子显 微镜的操作越来越简单

•1926年汉斯·布什研制了第一个磁力电子透镜。 •1931年恩斯特·鲁斯卡和马克斯·克诺尔研制了第一台透射电 子显微镜。1986年鲁斯卡为此获得诺贝尔物理学奖。 •1938年鲁斯卡在西门子公司研制了第一台商业电子显微镜。 •1934年锇酸被提议用来加强图像的对比度。 •1937年第一台扫描透射电子显微镜推出。一开始研制电子显 微镜最主要的目的是显示在光学显微镜中无法分辨的病原体 如病毒等。 •1960年 透射电子显微镜的加速电压越来越高来透视越来越厚 的物质。这个时期电子显微镜达到了可以分辨原子的能力。 •1980年代人们能够使用扫描电子显微镜观察湿样本。 •1990年代中电脑越来越多地用来分析电子显微镜的图像，同 时使用电脑也可以控制越来越复杂的透镜系统，同时电子显 微镜的操作越来越简单

透镜成像原理 Focal Distance Object 1/a+1/b=1/f oca Simple Thin Lens Geometrical Optics Point P P' b Convex Lens Focal- Plane Object Focal Object Focal Distance Point(F) Focal Ray Bi-Convex Traces Lens Convex Lens Focal- Plane Object Focal Distance Focal Point Convex Lens Focal- Plane Image

透镜成像原理 1/a + 1/b = 1/f

透镜的折射 可以看作多个 梯形透镜的集合！

透镜的折射

透镜的折射 可以看作多个 梯形透镜的集合！

透镜的折射

透镜成像 平行光线通过透镜经过焦点 通过透镜中心的光线延直线传播 倒立缩小 实像 2倍焦距以外物体成像

透镜成像 F F’ 倒立缩小 实像 平行光线通过透镜经过焦点 2倍焦距以外物体成像