光学显微镜配合反光镜会得到更大的光学倍率和放大倍数数吗?

1.金相显微镜的成像原理、构造及使用

用来观察和研究金属材料显微组织的光学显微镜称为金相显微镜。金相显微镜是利用反射光来观察不透明的金属物体。金相显微镜的种类很多,通常可分为台式、立式和卧式三大类。下面以4X系列台式金相显微镜为例来了解其成像原理、构造及使用方法。

(1) 金相显微镜的成像原理

金相显微镜属于光学显微镜的范畴,它的成像完全遵循光学成像的基本原理。它是由两级特定透镜及一些辅助光学零件所组成靠近被观察物体的透镜叫做物镜而靠近眼睛的透镜叫做目镜。借助物镜与目的两次放大就能将物体放大到很高的倍数(大约16002000倍),其成像原理如图3-1所示。

3-1  金相显微镜成像原理图

物体AB放在物镜的焦点附近(在焦点以外),由物体反射的光线穿过物镜经折射后得到一个放大的倒立实像A’B’目镜再将实像A’B’放大成正立虚像A”B” 虚像A”B”就是我们在金相显微镜下所观察到的经过二次放大的物像。

在设计显微镜时让物镜放大后形成的实像A’B’位于目镜的焦距 f 之内并使最虚像A”B”在距眼睛 250mm 这时观察者看得最清晰

(2) 金相显微镜的构造

金相显微镜主要由照明系统、光学系统和机械系统三部分组成。4X型金相显微镜的外形结构如图3-2所示。




如图3-3所示,由灯泡1发出一束光线,经过聚光镜组2及反光镜7被会聚在孔径光栏8上,随后经过聚光镜3,再度将光线会聚在物镜6的后焦面,最后光线通过物镜,用平行光照明试样,使其表面得到充分均匀的照明。从物体反射回来的光线复经物镜6、补助透镜5、半反射镜4、补助透镜10、以及棱镜11与棱镜12形成一个放大的倒立实像,该像被场镜13和接目镜14所组成的目镜放大,最后进入观察者的眼睛。

光学系统的核心部件是目镜和物镜。其任务是完成金相组织的放大,获得清晰的图像。

目镜:目镜是用来观察由物镜所成物像的放大镜。

物镜:物镜起着放大和清晰成像的作用。物镜质量的好坏直接影响显微镜的成像质量。物镜的主要性能指标包括放大倍数、数值孔径、鉴别率和景深等。

物镜的放大倍数是指物镜在线长度上放大实物倍数的能力。物镜上刻有如40XO65等符号,其中40X表示物镜的放大倍数,0.65表示物镜的数值孔径。

显微镜的放大倍数:目镜放大倍数X物镜放大倍数。

物镜的数值孔径表征物镜的聚光能力,它是影响物镜鉴别率的重要因素之一,通常以“N.A”表示

物镜的鉴别率是指物镜具有将试样上两个物点清晰分辨的最大能力,以能清晰分辨两个物点的最小距离d来表示,d愈小,表示物镜的鉴别率愈高,如图3-4所示。景深是反映物镜对于高低不平的物体能清晰成像的能力,又称垂直鉴别率。




照明系统主要由位于显微镜底部的光源、聚光镜组、反光镜、孔径光栏及视场光栏组成。通过以上一系列的透镜及物镜本身的作用,使试样表面获得充分均匀的照明。

孔径光栏:孔径光栏的作用是控制入射光束的粗细。孔径光栏对成像质量有重要影响,缩小孔径光栏可以减小像差,加大景深,成像清晰,但使物镜鉴别率降低;反之,扩大孔径光栏可以提高鉴别率,但成像质量降低。因此,孔径光栏的调整要适当,以观察成像最清晰时为宜。

视场光栏:视场光栏的作用是调节所观察视场的大小,它不影响物镜的鉴别率。视场光栏调节愈小,像的衬度愈佳。故为了增加衬度可将视场光栏尽量缩小,如观察金相组织时调至与目镜视场同样大小;在金相摄影时,调节至画面尺寸为佳。

机械系统(如图3-2所示)包括载物台、粗、微动调焦装置、物镜转换器、底座等。

载物台:试样9磨面向下放置在载物台1上,可用手轻推载物台在水平面任意方向微微移动,以便选择观察试样的适当部位。

粗、微动调焦装置:用来调节物镜2与试样9的相对位置,以得到最清晰的图像。旋转粗动手轮6能使载物台迅速上升或下降,旋转微动手轮5能使载物台缓慢升降,进行精确调焦。

物镜转换器:物镜转换器3可***三个不同放大倍数的物镜,与目镜配合可获得不同的放大倍数。

(3) 金相显微镜的使用

金相显微镜属于精密光学仪器,必须精心操作、使用。

1使用前要预习实验指导书,了解显微镜的构造,操作要细心。遇有故障时不得擅自处理,应立即报告指导老师。

② 制备好的试样要保持清洁、干燥,无残留浸蚀液,以免浸蚀镜头。

③切勿用手触摸镜头、镜片,如发现镜头上有污垢时,应用棉球或毛刷轻轻擦去。

④ 观察完毕后应及时关闭电源。

显微镜的成像原理:(放大原理)

光线一反光镜一遮光器一通光孔一标本(要透明)一物镜(第一次放大成倒立的实像)一镜筒一目镜(再次放大成倒立的虚像)一眼

镜头长度与放大倍数的关系:

(1)目镜越放大倍数越,成“反比”关系

(2)物镜越放大倍数越,成“正比”关系

(1)在高倍物镜下,看到的视野是小而暗,细胞是大而少;而在低倍物镜下,看到的视野是大而亮,细胞是小而多

(2)物镜放大倍数越大,物镜与玻片的距离越小;物镜放大倍数越小,物镜与玻片的距离越大。

名称作用目镜 (接近眼睛的镜头)放大标本和成像物镜 (接近玻片的镜头)放大标本和成像镜筒上面装目镜,下面连转换器转换器上面装有1?3个倍数不同的物镜,用于调换物镜载物台放置玻片标本的地方通光孔在载物台中央,使光线通过压片夹固定玻片标本遮光器上面有大小不同的光圈, 能调节光线强弱。(光线时,调小光圈;光线时,调大光圈)反光镜反射光线,调节光线强弱。(光线时,用平面镜;光线时,用凹面镜)粗准焦螺旋调节焦距,转动时,镜筒升降的幅度,细准焦螺旋调节焦距,转动时,镜筒升降的幅度镜臂提握显微镜的部位镜柱支持镜身镜座稳定镜身

取镜与安放 【取一放一装】

1、用右手握着镜臂,左手托着镜座

2、把显微镜放在实验台略偏的地方,距实验台边缘约5cm。

3、装上目镜和物镜。(收放时,如果有卸下镜头才需要这一步)

对光【升一转一看一 调】

1、用双手[向逆时针方向]调粗准焦螺旋,使镜筒缓慢上升

2、转动转换器,使低倍物镜对准通光孔

3、转动遮光器,调最大的光圈

4、用左眼向目镜内看,右眼同时睁开。

5、用双手转动反光镜,使光线反射到镜筒内,直至视野内呈现一个明亮的视野为止。

放置玻片标本 【放一压】

把要观察的玻片标本放在载物台上,使标本对准通光孔的正中央并用压片夹固庭好,然后进行观察。

观 察 【降视一升一 调】

1、用双手【向顺时针方向】调粗准焦螺旋,使镜筒缓慢下降至物镜距离玻片标本大约2-3mm时为止。[此时,眼睛一定要从侧面注意看着 “物镜”,以免损坏物镜和玻片标本。】

2、用左眼向目镜内看,右眼睁开,用双手[向逆时针方向]转动粗准焦螺旋,使镜筒徐徐上升,直至视野内看到物像时为止,然后, 调一下细准焦螺旋,使物像更加清晰,即可观察。【注意:在视野内 看到的物像是“倒像”

收放【升一取一擦--转 -降一竖一装】

1、 观察完毕,先提升镜筒取下玻片标本

2、用纱布擦拭显微镜外表,将镜筒下降至最低处

3、转动转换器,使物镜伸向前方

4、转动反光镜,将反光镜垂直竖起,然后装入镜箱,放回原处。

1、首先用低倍物镜进行观察,使要观察的物像比较完整。

2、镜筒下降时,眼睛要从侧面注视“物镜”,以免损坏物镜和玻片。

3、眼睛往目镜内看时,镜筒只能上升,不能下降。

4、镜头要用擦镜纸擦,以免损坏透镜。

5、转动粗准焦螺旋时,不要用力过猛以免损坏部件。

6、更换物镜时,手不能扳着物镜转动,以免损坏物镜。

使用步骤 可简化为取镜、安放一对光一放置玻本标本一观察一收放

三、显微镜观察生物细胞

1制作洋葱表皮临时装片的步骤:擦片一滴液【清水】一撕洋葱表皮一展开洋葱表皮一盖盖玻片一染色【稀碘液】一吸水。【注:被染料染成深色的结构是细胞核

【其过程可简化为:一擦、二滴、三撕、四展、五盖、六染、七吸。】

2.制作人的口腔上皮细胞临时装片的步骤:擦片一滴液【0.9%生理盐水】一刮口腔上皮细胞一涂口腔上皮细胞一盖盖玻片一染色【稀碘液】一吸水。

【其过程可简化为:一擦、二滴、三刮、四涂、五盖、六染、七吸。】

3在显微镜视野内看到的物像是:倒像。【即:上下倒翻、左右相反的放大虚像】 如:玻片上的字母为“b”字,而在显微镜视野中看到的物像则是“q”字。

4 显微镜放大倍数的计算:目镜放大倍数X物镜放大倍数=该物体的放大倍数。如:已知一台显微镜有5X、10X、15X三个目镜,有10X、45X两个物镜,这台显微镜的最小放大倍数和最大放大倍数分别是50X和675X。

5观察显微镜的正确方法:两眼都睁开、左眼向目镜内看

6用显微镜观察玻片标本时,若光线过暗时,应调大光圈和凹面镜。若光线过强 时,应调小光圈和平面镜。

7用显微镜观察时,若发现视野中的细胞偏左下方,为使物像刚好在视野的中央, 应将玻片往左下方移动。如果物像是在视野的左下方,若将玻片往右上方移动,其 物像将被移出视野外。【这是因为视野中物像的位置与玻片标本移动的方向相反】

8若要使镜筒明显上升或下降,应调节粗准焦螺旋,要使观察的物像更加清晰, 应调节细准焦螺旋

9判断显微镜视野中出现的污点:可先移动目镜和物镜,污点如果不移动,说明污点是在玻片上,其他与此类推。【污点存在部位有可能在目镜、物镜或玻片上】

10盖盖玻片的正确方法:用镊子夹住盖玻片的一边,将另一边先接触载玻片上的水滴,然后缓慢地放下,以免产生气泡

11 气泡和细胞的主要区别:在显微镜视野中看到的气泡是周围黑、中央亮,会变形,而细胞则具有一定的形态结构,而且不变形。

12对实验材料的要求是:薄而又透明,才有利于透光。

13一般常用的染色方法:在盖玻片的一边滴加染液,用吸水纸在盖玻片的另一边吸引,使染料浸染到标本的全部。

切片:用从生物体上切取的薄片制成的,如植物的茎、叶等切片

涂片:用液体的生物材料经过途抹制成的 如血液涂片等

装片:用从生物体上撕下或挑起少量的材料制成的 如人的口腔上皮细胞临时装片等

细胞壁 位于细胞最外层,具有保护和支持作用。

细胞膜 紧贴于细胞壁内侧一层极薄的膜,具有保护和控制物质进出细胞的作用(细胞膜在显微镜下看不清楚)

细胞核 位于细胞中,内含染色体,是细胞生命活动的控制中心。具有储存、复制遗传物质(DNA),与遗传有关,称为遗传信息库

细胞质 位于细胞膜以内,细胞核以外的物质,具有液泡【液泡中含有细胞液,细胞液中又含有机酸、糖类和色素等物质】;线粒体和叶绿体等。细胞质具有流动性,能加速细胞内外的物质交换,是细胞生命活动的重要场所。

动物细胞由细胞膜、细胞质和细胞核三部分构

成。功能:与植物细胞相对应的结构相同。

动植物细胞的相同点:都具有细胞膜、细胞质和细胞核,在细胞质中都有线粒体。

不同点:动物细胞没有细胞壁,液泡和叶绿体。

在自然界中,除病毒外(无细胞结构的生物),一切生物体(包括人体)都是由细胞构成的,所以说:“细胞是生物体结构和功能的基本单位”

叶绿体(光合作用的场所)进行光合作用,将无机物合成有机物并产生氧气,同时, 将吸收的光能转变成化学能,储存在它所制造的有机物中。

线粒体(呼吸作用的场所)细胞里的有机物在线粒体中被氧化***成为二氧化碳和水, 并将储存在有机物中的能量释放出来,供细胞生命活动利用。

六、细胞分裂与细胞分裂

1、概 念 一个细胞分成两个细胞的过程,叫做细胞分裂。【细胞分裂时,细胞核变化最明显】

(1)细胞核平分为二。【动、植物细胞在分裂前,细胞核中的染色体进行了自我复制【加倍】,复制后的染色体平均分配到两个细胞核中去。即:恢复原来细胞核中染色体固有的数目】

(2)细胞质也平分为二,每分各含有一个细胞核。

(3)动物细胞在原细胞中央形成新的细胞膜,植物细胞还形成新的细胞壁。

(4) 一个细胞就分裂成了两个细胞。

(1)有利于生物新个体的繁殖、生长;

(2)更新生物体内衰老、死亡的细胞。

细胞分裂的特点是:遗传物质平均分配到两个子细胞中去。

4、生物体由小变大的根本原因

细胞的分裂:使细胞数目不断增多

细胞的生长:使细胞体积不断增大

1、细胞分化的概念:受精卵在发育过程中,一些细胞各自具有了不同的功能,它们在形态、结构上也逐渐发生了变化,这个过程叫做细胞分化。细胞分化的结果形成了各种不同的组织

2、细胞分化的过程细胞分裂一细胞生长一细胞分化一形成组织

3、细胞分化与分裂的区别

细胞分裂:是细胞在数量上的增加,是属于量变。

细胞分化:则是细胞在形态、结构和生理功能上的变化,是属于质变

细胞分裂是细胞分化的基础。

组织 由许多形态相似、结构和功能相同的细胞联合在一起而成的细胞群,叫做组织。如:血液、脂肪、心肌或果皮、果肉等。

***由不同的组织,按照一定的次序联合起来,形成具有一定生理功能的结构,叫做***。如:构成绿色开花植物的根、茎、叶、花、果实和种子,以及人的心脏、肺、皮肤等都是属于***。

系统由多个***按照一定的次序组合在一 起,构成的结构就是系统。如:人或哺乳动物是由消化、呼吸、循环、泌尿、运动、生殖、内分泌和神经等“八大系统”构成了一个完整的统一整体。

下列关于光学显微镜的说法,正确的是:A.目镜越长,放大倍数越高

  题型:单选题(分值:1)

  20 、下列关于光学显微镜的说法,正确的是:

  A.目镜越长,放大倍数越高

  B.观察“好”字,看到的图案是

  C.降低物镜折射率能够获得更好的分辨率

  D.在光线较强时应使用反光镜的凹面镜一面

  解析:第一步,本题考查物理知识。

  第二步,光学显微镜主要由物镜、管镜和目镜组成。标本经物镜和管镜放大后,形成放大倒立的实象;实象经目镜再次放大后,形成放大的虚象。所以用光学显微镜观察“好”字,看到的是“好”字倒立后的虚像。B项正确。

  因此,选择B选项。

  要点:A项:目镜放大倍数与镜身长短成反比,而物镜的放大倍数与镜身长短成正比。所以,目镜镜头越长,放大倍数越小;物镜镜头越长,放大倍数越大。A项错误。C项:显微镜作为检测设备的主要设备之一,而评判显微镜性能的重要指标是分辨率。分辨率是指能清楚地分辨两个小点或两线间的较小距离。从光学设计上适当采用较大的孔径角,或者增大折射率成为较常见的提高光学显微镜分辨率的方法。所以,增大物镜折射率能够获得更好的分辨率,而不是降低。C项错误。D项:显微镜视野亮度的调节:光线强时,用小光圈、平面镜调节;光线弱时,用大光圈、凹面镜调节。小光圈通过的光线少视野暗,平面镜只能反射光线不能改变光线强弱,因此用小光圈、平面镜调节会使视野变暗;大光圈通过的光线多视野亮,凹面镜使光线汇聚,视野亮度增强,因此用大光圈、凹面镜调节,会使视野变亮。所以,在光线较强时应使用反光镜的平面镜一面,而不是凹面镜一面。D项错误。

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