顯微鏡的基本結構和原理

一般的生物顯微鏡主要由物鏡、目鏡、鏡筒、載物台和反射器組成。透過物鏡放大載物台上的物體,即可透過目鏡觀察到放大的影像。數位顯微鏡則使用CAMERA和光放大器將即時影像輸出到顯示器。

望遠鏡也有類似的結構,用於觀察遠處的物體。望遠鏡用物鏡接收來自恆星或其他遙遠物體的光,並透過目鏡將折射光調整到焦點。顯微鏡則設計為將光發射到物體上或穿過物體,並用物鏡和目鏡放大透射或反射的光。

顯微鏡原理
圖:使用生物顯微鏡進行放大觀察的原理

顯微鏡優點

生物顯微鏡具有多個放大倍率不同的物鏡,可對樣本進行精確成像。 放大倍數是物鏡和目鏡放大倍數的乘積。

但是顯微鏡的性能不僅取決於放大倍數,解析度也是另一個重要因素。解析度是指能夠分辨出相鄰兩個物點間的最小距離的能力。雖然需要高放大倍率才能看到小物體,但清晰程度則取決於解析度。 對於光學顯微鏡,由於可見光波長(400 至 800 納米)的影響,理論上最高分辨率限於大約 100 至 200 納米。如果需要更高的解析度,則可以使用電子顯微鏡。

數值孔徑(NA)是決定物鏡性能的重要因素。NA越大,鏡頭的解析度和亮度越高。選擇顯微鏡時,必須根據成像樣本檢查鏡頭的NA、放大率和解析度。

像差是影響鏡頭性能的另一個因素,是由鏡頭形狀缺陷導致的影像失真或模糊。像差校正得越徹底,鏡頭的性能就越高。

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