生物顯微鏡物鏡的性能

生物顯微鏡--物鏡的性能

各種物鏡具有不同的光學性能，現在一AE光學顯微鏡的物鏡筒壁上都標刻著物鏡的各種性能參數。我們以圖3．I中所示的兩個物鏡為例，做一簡要說明。

170；表示聽適用的顯微鏡機械筒長，即從物筋的肩部到目鏡上線的距離為170mm。

0.17：表示物鏡所要求的蓋玻片厚度為0.17mm。

PLAPO；表示物鏡的矯正程度為平面復消色差，NPL表示標準平面消色差。

100（或40）：表示物鏡的放大倍數為100（或40）倍。

Oe1；表示物鏡的浸潤介質為油浸。右邊的物鏡沒有標記這種字母，表示介質為空氣的于系物鏡。

0.65：表示物鏡的數值孔徑（即鏡口率）為0.65，這是決定物鏡性能的非常重要的參數。

物鏡的這些參數以及組成物鏡的各個透鏡的特性和相互位置都是精確計算的結果，而且物鏡的設計現在一般是由電子計算機完成的。

物鏡的數值孔徑。當顯微鏡中間像的位置被固定時，表示光錐大小的光鐵半項角（圖3．2中的角u），即孔徑角對于描述一個物鏡來說是非常重要的參數，它是一個比物鏡的焦距更加實用的特性。任何沒計良好的物鏡的孔徑將能夠表示：①在多遠的給定焦距可以看清標本中的細微結構；②當孔徑充滿時可以通過物鏡的光顯量。

在生物顯微鏡中一般用數值孔徑（N．A．）來表示一個物鏡的孔徑大小，數值孔徑是標本與物鉸前透鏡之間介質的折射率（n）與孔徑角（即光錐半頂角u）正弦的乘積：N．A．=nsinu

自由工作距離，即物銳的下消與標本之間的距離（圖3．2中的PQ），它是物鏡另個非常重要的參數。由于這個距離不能夠小于0.1mm，因而它在高數值孔徑的物鏡設個是一個重要的限制因素。在使用透射光顯微鏡時白由工作距離會受到短波片和封藏質的限制。

在現代物鏡中，物鏡的自由工作距離和物鎮長度的總和被規定為一個固定的數值。物鏡長度的設計基于這樣一個原則：較低倍的物鏡具有較少的透競，它被做得較短一些，具有較長的自由工作距離；較高倍的物瓷具有很多透鏡，它被做得鉸長一些，相應地具有較短的自由工作匝離。使用——組這樣的物鏡時，在轉動物鏡轉換臺更換物鏡后，只需要用細調稍微聚焦就可以獲得一個清晰的像。當然，正象鏡簡氏度和蓋玻片厚度一樣．物鎮長度和自由工作距離的總和在任何情況下不可能是完全統一的，它常常只限于同一個工廠制造的或同一種類型的物鏡系統。

生物顯微鏡一般在標準物鏡中數值孔徑隨著焦距的誠小而增大．但不是線性的。一定焦距的物鏡所允許的最大的數值孔徑不僅取決于物鎊的性能設計，而且也取決于它的矯正程度。數值孔徑雖然經常隨著放大倍數的增大而增大，但是在一定的范圍內它們可以被看作是獨立的量，因而一個40×的釣鏡可以具有0.65、0.80或0.95的數值孔徑。由于數值孔徑是對可以通過物鏡的光束口徑的度量．因此在一系列具有相同焦距的物鏡中，所形成的像的亮度與數值孔徑的平方呈比例關系。

生物顯微鏡正如在第二章個所敘述的，物鏡的球面差、場曲率和色差將隨著孔徑的增大而增大，因此對于高數值孔徑的物鏡來說最大的問題是俊差和色差的矯正。盡管由于在透鏡復合體的設計中使用了計算機，可以制造出高孔徑的物鏡，但是被有效使用的數值孔徑的最大限度，實際上與阿貝在1886年所達到的1.25—1.30的數值相比并沒有增大多少。