顯微鏡:透鏡組合構成的光學儀器-中文百科頻道

簡介

顯微鏡大緻可以分為光學顯微鏡和電子顯微鏡,視頻顯微鏡。光學顯微鏡通常皆由光學部分、照明部分和機械部分組成。無疑光學部分是最為關鍵的，它由目鏡和物鏡組成。早于1590年，荷蘭和意大利的眼鏡制造者已經造出類似顯微鏡的放大儀器。光學顯微鏡的種類很多，主要有明視野顯微鏡（普通光學顯微鏡）、暗視野顯微鏡、熒光顯微鏡、相差顯微鏡、激光共聚掃描顯微鏡、偏光顯微鏡、微分幹涉差顯微鏡、倒置顯微鏡。

電子顯微鏡有與光學顯微鏡相似的基本結構特征，但它有着比光學顯微鏡高得多的對物體的放大及分辨本領，它将電子流作為一種新的光源，使物體成像。自1938年Ruska發明第一台透射電子顯微鏡至今（2011年12月），除了透射電鏡本身的性能不斷的提高外，還發展了其他多種類型的電鏡。如掃描電鏡、分析電鏡、超高壓電鏡等。結合各種電鏡樣品制備技術，可對樣品進行多方面的結構或結構與功能關系的深入研究。顯微鏡被用來觀察微小物體的圖像。常用于生物、醫藥及微小粒子的觀測。

曆史發展

在17世紀，人們發現把兩塊凸透鏡組合起來，能明顯的提高放大能力，這種裝置就是顯微鏡的前身。第一架真正的顯微鏡，是用一片凸透鏡和一片凹透鏡重疊起來組合而成，又稱為複式顯微鏡，是荷蘭眼鏡匠詹森父子制成的，後來經意大利天文學家伽利略加以改良，顯微鏡才有了更佳的效果。

最初的顯微鏡很簡單，隻能放大50~200倍，以後又不斷改進，逐漸發展。光學顯微鏡可以把物體放大到1500倍左右，能夠觀察到細菌的形狀。

1932年，德國科學家諾爾和魯斯卡在柏林制成了世界上第一台電子顯微鏡。電子顯微鏡用電子束代替光束，用磁場代替透鏡來觀察細微物體。電子顯微鏡一下子把放大倍數提高到1萬倍。到20世紀90年代，世界上已經研制出放大率200萬倍的電子顯微鏡，人們利用它看到了物質的内部的精細結構。看見所有物質都是由一些肉眼看不見的極小極小的微粒組成的，發現了原子世界。1983年，人們發明了掃描隧道顯微鏡。這種顯微鏡比電子顯微鏡更先進。自從掃描隧道顯微鏡發明後，世界上便誕生了一門以0.1納米至100納米這樣的尺度為研究對象的新學科，這就是納米科技。

現在，越來越多的病理學實驗室開始啟動數字病理學實驗室進程，用玻片掃描儀提供全視野數字化切片。用戶通過使用器械化顯微系統能夠在不同放大倍數下采集一個或多個感興趣區域的數字圖像，任意放大倍率下創建整張玻片的圖像。創建後的這些文件被稱為數字化玻片。

數碼

數碼顯微鏡又叫視頻顯微鏡，是在光學顯微鏡的基礎上加了一個數碼成像裝置，可以将顯微鏡看到的實物圖像通過數模轉換，使其成像在顯微鏡自帶的屏幕上或計算機上。數碼顯微鏡是将精銳的光學顯微鏡技術、先進的光電轉換技術、液晶屏幕技術完美地結合在一起而開發研制成功的一項高科技電子産品。從而，可以對微觀領域的研究從傳統的普通的雙眼觀察到通過顯示器上再現，從而提高了工作效率。

數碼顯微鏡在觀察物體時能産生正立的三維空間影像。立體感強，成像清晰和寬闊，又具有長工作距離，并是适用範圍非常廣泛的常規顯微鏡。它操作方便、直觀、檢定效率高,适用于電子工業生産線的檢驗、印刷線路闆的檢定、印刷電路組件中出現的焊接缺陷(印刷錯位、塌邊等)的檢定、單闆PC的檢定、真空熒光顯示屏VFD的檢定等等,它将實物的圖像放大後顯示在計算機的屏幕上，可以将圖片保存，放大，打印。配測量軟件可以測量各種數據。

儀器結構

普通光學

GR-D8BX雙目生物顯微鏡增加了防黴裝置，并對外觀進行了合理的改進，使産品更加美觀、人性化。

技術參數：綜合倍率：40-1000X可選配：20X物鏡16X目鏡、20X目鏡

觀察頭

平移式雙目頭，45°傾斜，360°旋轉；内置防黴裝置

目鏡大視場目鏡WF10×

物鏡消色差物鏡4×、10×、40×（彈）、100×（彈，油）；

轉換器四孔轉換器

載物台雙層活動平台面積140×140mm；移動範圍75×50mm

調焦系統粗微調同軸調焦機構，調焦範圍28mm，微調格值0.002mm

聚光鏡NA1.25阿貝聚光鏡

照明系統S-LED照明，亮度連續可調

平凹反光鏡

柯勒照明裝置

光學部分

（1）目鏡：裝在鏡筒的上端，通常備有2－3個，上面刻有5×、10×或15×符号以表示其放大倍數，一般裝的是10×的目鏡。

（2）物鏡：裝在鏡筒下端的旋轉器上，一般有3~4個物鏡，其中最短的刻有“10×”符号的為低倍鏡，較長的刻有“40×”符号的為高倍鏡，最長的刻有“100×”符号的為油鏡，此外，在高倍鏡和油鏡上還常加有一圈不同顔色的線，以示區别。

顯微鏡的放大倍數是物鏡的放大倍數與目鏡的放大倍數的乘積，如物鏡為10×，目鏡為10×，其放大倍數就為10×10=100。

視頻

GR001系列可拍照視頻顯微鏡系傳統體視顯微鏡與數碼相機的有效結合。取代了人眼長期在雙目筒上緊張觀察的疲勞，将觀察到的圖像，直接清晰的呈現在電視機屏幕上，實時顯示。圖像可拍照、錄相。

光學部分

規格型号GR001-SD

攝像目鏡0.5X

連續變倍物鏡0.7-4.5X

光學綜合倍率0.35-2.25X

工作距離90mm

鏡筒長160mm

安裝尺寸￠50mm

與相機連接方式C-MOUNT

成像部分：

型　号GR3052CS芯片規格1/3"SONYCOLOURCCD水平解析度520TVLines白平衡AUTO背光補償AUTO

連接方式C-MOUNT接口

電源DC12V(±10％)110mA8寸彩色液晶顯示器規格：面闆尺寸8寸，液晶屏4：3，配有AV、VGA兩種信号線電源DC12V

雙制式：NTSCPAL最佳分辨率800Ｘ600對比度：400:1

單筒視頻顯微鏡GR001TV-3052CS-8SD

标準配置:單筒顯微鏡GR001-SD＋高清視頻相機GR3052CS+落射照明GR56iLED燈+液晶屏托架+8寸液晶顯示器GR-085TV+SD卡拍照器（含2GSD卡、遙控器、信号線等）

綜合倍率：光學倍率*數字倍率

例：GR001TV-3052CS-8SD在8寸顯示器上的綜合倍率=12-76X，連續可調

注：顯示器越大，放大倍率越大。

如果該款顯微鏡的倍率不在您的倍率要求範圍内，可以選購相對應的輔助物鏡，

或者更換更高倍率的鏡頭，可以滿足您的要求。

成像原理

光學顯微鏡成像原理

當把待觀察物體放在物鏡焦點外側靠近焦點處時，在物鏡後所成的實像恰在目鏡焦點内側靠近焦點處，經目鏡再次放大成一虛像。觀察到的是經兩次放大後的倒立虛像。

電子顯微鏡成像原理

經常性的維護

1、防潮如果室内潮濕，光學鏡片就容易生黴、生霧。鏡片一旦生黴，很難除去。顯微鏡内部的鏡片由于不便擦拭，潮濕對其危害性更大。機械零件受潮後，容易生鏽。為了防潮，存放顯微鏡時，除了選擇幹燥的房間外，存放地點也應離牆、離地、遠離濕源。顯微鏡箱内應放置１～２袋矽膠作幹燥劑。并經常對矽膠進行烘烤。在其顔色變粉紅後，應及時烘烤，烘烤後再繼續使用。

2、防塵光學元件表面落入灰塵，不僅影響光線通過，而且經光學系統放大後，會生成很大的污斑，影響觀察。灰塵、砂粒落入機械部分，還會增加磨損，引起運動受阻，危害同樣很大。因此，必須經常保持顯微鏡的清潔。

3、防腐蝕顯微鏡不能和具有腐蝕性的化學試劑放在一起。如硫酸、鹽酸、強堿等。

4、防熱防熱的目的主要是為了避免熱脹冷縮引起鏡片的開膠與脫落。

光學系統的擦拭

平時對顯微鏡的各光學部分的表面，用幹淨的毛筆清掃或用擦鏡紙擦拭幹淨即行。在鏡片上有抹不掉的污物、油漬或手指印時，鏡片生黴、生霧以及長期停用後複用時，都需要先進行擦拭再使用。

1、擦拭範圍目鏡和聚光鏡允許拆開擦拭。物鏡因結構複雜，裝配時又要專門的儀器來校正才能恢複原有的精度，故嚴禁拆開擦拭。

拆卸目鏡和聚光鏡時，要注意以下幾點：

a、小心謹慎。

b、拆卸時，要标記各元件的相對位置（可在外殼上劃線作标記）、相對順序和鏡片的正反面，以防重裝時弄錯。

c、操作環境應保持清潔、幹燥。拆卸目鏡時，隻要從兩端旋出上下兩塊透鏡即可。目鏡内的視場光欄不能移動。否則，會使視場界線模糊。聚光鏡旋開後嚴禁進一步分解其上透鏡。因其上透鏡是油浸的，出廠時經過良好的密封，再分解會破壞它的密封性能而損壞。

2、擦拭方法先用幹淨的毛筆或吹風球除去鏡片表面的灰塵。然後用幹淨的絨布從鏡片中心開始向邊緣作螺旋形單向運動。擦完一次把絨布換一個地方再擦，直至擦淨為止。如果鏡片上有油漬、污物或指印等擦不掉時，可用柳枝條裹上脫脂棉，蘸少量酒精和乙醚混合液（酒精80％，乙醚20％）擦拭。如果有較重的黴點或黴斑無法除去時，可用棉簽蘸水潤濕後粘上碳酸鈣粉（含量為99％以上）進行擦拭。擦拭後，應将粉末清除幹淨。鏡片是否擦淨，可用鏡片上的反射光線進行觀察檢查。要注意的是，擦拭前一定要将灰塵除淨。否則，灰塵中的砂粒會将鏡面劃起溝紋。不準用毛巾、手帕、衣服等去擦拭鏡片。酒精乙醚混合液不可用的太多，以免液體進入鏡片的粘接部使鏡片脫膠。鏡片表面有一層紫藍色的透光膜，不要誤作污物将其擦去。

機械部分的擦拭

表面塗漆部分，可用布擦拭。但不能使用酒精、乙醚等有機溶劑擦，以免脫漆。沒有塗漆的部分若有鏽，可用布蘸汽油擦去。擦淨後重新上好防護油脂即可。

修理

粗調部分故障的排除

粗調的主要故障是自動下滑或升降時松緊不一。所謂自動下滑是指鏡筒、鏡臂或載物台靜止在某一位置時，不經調節，在它本身重量的作用下，自動地慢慢落下來的現象。其原因是鏡筒、鏡臂、載物台本身的重力大于靜摩擦力引起的。解決的辦法是增大靜摩擦力，使之大于鏡筒或鏡臂本身的重力。

對于斜筒及大部分雙目顯微鏡的粗調機構來說，當鏡臂自動下滑時，可用兩手分别握往粗調手輪内側的止滑輪，雙手均按順時針方向用力擰緊，即可制止下滑。如不湊效，則應找專業人員進行修理。

鏡筒自動下滑，往往給人以錯覺，誤認為是齒輪與齒條配合的太松引起的。于是就在齒條下加墊片。這樣，鏡筒的下滑雖然能暫時止住，但卻使齒輪和齒條處于不正常的咬合狀态。運動的結果，使得齒輪和齒條都變形。尤其是墊得不平時，齒條的變形更厲害，結果是一部分咬得緊，一部分咬得松。因此，這種方法不宜采用。

此外，由于粗調機構長久失修，潤滑油幹枯，升降時會産生不舒服的感覺，甚至可以聽到機件的摩擦聲。這時，可将機械裝置拆下清洗，上油脂後重新裝配。

微調部分故障的排除

微調部分最常見的故障是卡死與失效。微調部分安裝在儀器内部，其機械零件細小、緊湊，是顯微鏡中最精細複雜的部分。微調部分的故障應由專業技術人員進行修理。沒有足夠的把握，不要随便亂拆。

聚光器升降機構故障的排除

這部分的主要故障也是自動下滑。排除方法如下：

（1）直筒顯微鏡聚光器的升降機構：1.5.賽璐珞墊圈2.大頭螺釘3.偏心式齒杆套4.齒杆6.升降手輪7.雙眼螺母調整時，一隻手用雙眼螺母扳手插入手輪端面上的雙眼螺母内，另一隻手用螺絲刀插入另一端的大頭螺釘槽口内，用力旋緊即可制止下滑。

（2）斜筒顯微鏡聚光器的升降機構：調整時，首先用螺絲刀把雙眼螺母中間的駐螺2退出1～2圈，軸承墊圈3是與駐螺2壓緊配合的，因此，也會跟着它一起退出，并脫離齒杆10的端面。然後，用雙眼螺母扳手把雙眼螺母1向調節座5旋進。同時，用另一隻手轉動手輪，進行試驗，直到升降機構松緊合适，又能停留在任意位置上時，才停止雙眼螺母的旋進。最後，再把駐螺旋入，使軸承墊圈接觸齒杆10就行了。

這樣調整之所以能夠排除故障，是因為調節座5的内孔是錐形的。錐形軸套4在軸向有槽口，如圖10-3-4所示。當雙眼螺母1向裡旋進時，将錐形套向裡頂，使錐形套在前進時，槽口變小，内孔收縮，将齒杆10夾得更緊，加大了齒輪轉動的摩擦阻力，從而制止自動下降。

種類

顯微鏡分為光學顯微鏡和電子顯微鏡

目前，醫學領域的發展越來越離不開顯微鏡，随着各類不同品種的顯微鏡越來越科學精密，顯微鏡所發揮的作用也越來越重要。顯微鏡可以幫助清晰地呈現每一個關鍵的細節，從而完成精确且準确的診斷。如今，科學的顯微鏡不會因為不佳的光學元件或疲勞忽略了關鍵細節。此外，不同類型的顯微鏡也擁有不同的特點。例如，使用iPad進行無線觀察的顯微鏡，操作方便，使用靈活，方便共享；帶有LED照明的智能生物顯微鏡，為用戶呈現清晰明亮的圖像，清晰的參數顯示，全自動的透射光光強跟蹤以及螢光照明等等。

使用方法

一、右手握住鏡臂，左手拖住鏡座，置于胸前，鏡筒朝前，鏡臂朝後，把顯微鏡放在實驗

二、轉動粗準焦螺旋，使鏡筒徐徐上升，然後轉動轉換器，使低倍鏡對準通光孔

三、轉動遮光器，使最大光圈對準通光孔，左眼像目鏡内注視，同時轉動反光鏡，使視野亮度均勻合适

四、把所有要觀察的玻片标本放在載物台上，用壓片夾夾住，标本要正對通光孔的中心

五、雙手轉動粗準焦螺旋，使鏡筒徐徐下降，同時兩眼從側面注視物鏡鏡頭，直到物鏡接近玻片标本為止，左眼向目鏡内刊，同時反方向轉動粗準焦螺旋，使鏡筒緩緩上升，直到看清物象為止。如果不清楚，可以略微轉動細準焦螺旋，使看到的物象更加清楚。

六、先将要觀察的标本或部位調到視野的正中央，然後轉動轉換器調節高倍鏡。換用高倍鏡後，視野内亮度變暗，因此一般選用較大的光圈并使用反光鏡的凹面，然後調節細準焦螺旋，使看到的物象更加清楚

七、實驗完畢，把顯微鏡外表擦拭幹淨。轉動轉換器，把兩個物鏡偏到兩旁，并将鏡筒緩緩下降到最低處，最後把顯微鏡放進鏡箱，送回原處。

低倍鏡

（1）取鏡和放置：顯微鏡平時存放在櫃或箱中，用時從櫃中取出，右手緊握鏡臂，左一手托住鏡座,将顯微鏡放在自己左肩前方的實驗台上，鏡座後端距桌邊1－2寸為宜，便于坐着操作。

（2）對光：用拇指和中指移動旋轉器(切忌手持物鏡移動)，使低倍鏡對準鏡台的通光孔(當轉動聽到碰叩聲時，說明物鏡光軸已對準鏡筒中心)。打開光圈，上升集光器，并将反光鏡轉向光源，以左眼在目鏡上觀察(右眼睜開),同時調節反光鏡方向，直到視野内的光線均勻明亮為止。

（3）放置玻片标本：取一玻片标本放在鏡台上，一定使有蓋玻片的一面朝上，切不可放反，用推片器彈簧夾夾住，然後旋轉推片器螺旋，将所要觀察的部位調到通光孔的正中。

（4）調節焦距：以左手按逆時針方向轉動粗調節器，使鏡台緩慢地上升至物鏡距标本片約5毫米處，應注意在上升鏡台時，切勿在目鏡上觀察。一定要從右側看着鏡台上升，以免上升過多，造成鏡頭或标本片的損壞。然後，兩眼同時睜開，用左眼在目鏡上觀察，左手順時針方向緩慢轉動粗調節器，使鏡台緩慢下降，直到視野中出現清晰的物象為止。

如果物象不在視野中心，可調節推片器将其調到中心(注意移動玻片的方向與視野物象移動的方向是相反的)。如果視野内的亮度不合适，可通過升降集光器的位置或開閉光圈的大小來調節，如果在調節焦距時，鏡台下降已超過工作距離(>5.40mm)而未見到物象，說明此次操作失敗，則應重新操作，切不可心急而盲目地上升鏡台。

高倍鏡

（1）選好目标：一定要先在低倍鏡下把需進一步觀察的部位調到中心，同時把物象調節到最清晰的程度，才能進行高倍鏡的觀察。

（2）轉動轉換器，調換上高倍鏡頭，轉換高倍鏡時轉動速度要慢，并從側面進行觀察(防止高倍鏡頭碰撞玻片)，如高倍鏡頭碰到玻片，說明低倍鏡的焦距沒有調好，應重新操作。

（3）調節焦距：轉換好高倍鏡後，用左眼在目鏡上觀察，此時一般能見到一個不太清楚的物象，可将細調節器的螺旋逆時針移動約0.5－1圈，即可獲得清晰的物象(切勿用粗調節器)

如果視野的亮度不合适，可用集光器和光圈加以調節，如果需要更換玻片标本時，必須順時針(切勿轉錯方向)轉動粗調節器使鏡台下降，方可取下玻片标本。

注意事項

1、持鏡時必須是右手握臂、左手托座的姿勢，不可單手提取，以免零件脫落或碰撞到其它地方。

2、輕拿輕放，不可把顯微鏡放置在實驗台的邊緣，以免碰翻落地。

3、保持顯微鏡的清潔，光學和照明部分隻能用擦鏡紙擦拭，切忌口吹手抹或用布擦，機械部分用布擦拭。

4、水滴、酒精或其它藥品切勿接觸鏡頭和鏡台，如果沾污應立即擦淨。

5、放置玻片标本時要對準通光孔中央，且不能反放玻片，防止壓壞玻片或碰壞物鏡。

6、要養成兩眼同時睜開的習慣，以左眼觀察視野，右眼用以繪圖。

7、不要随意取下目鏡，以防止塵土落入物鏡，也不要任意拆卸各種零件，以防損壞。

8、使用完畢後，必須複原才能放回鏡箱内，其步驟是：取下标本片，轉動旋轉器使鏡頭離開通光孔，下降鏡台，9、平放反光鏡，下降集光器（但不要接觸反光鏡）、關閉光圈，推片器回位，蓋上綢布和外罩，放回實驗台櫃内。

10、最後填寫使用登記表。（注：反光鏡通常應垂直放，但有時因集光器沒提至應有高度，鏡台下降時會碰壞光圈，所以這裡改為平放）

檢測

經常接觸的是一般普通金相顯微鏡，它主要用于測量金屬表面金相組織的測試，用途比較廣泛，對企業，冶金等部門起着實驗，研究不可缺少的重要作用。生産金相顯微鏡廠家比較多，型号，規格又不統一，所以對金相顯微鏡檢測至今尚無國家、地方、部門檢定規程，因此，依據國家标準對其進行檢測。

檢測項目

物鏡轉換器定位誤差

檢具：（1）10倍十字目鏡。

（2）分劃值為0.01mm的分劃尺，其任意兩劃線間的極限偏差為±0.005mm。

檢測方法：在被檢金相顯微鏡的轉換器上裝40倍物鏡，目鏡筒内放10倍十字目鏡，對置于載物台上的0.01mm分劃尺調焦清晰，使分劃尺上某一分劃與目鏡中十字劃中心重合，然後轉動物鏡轉換器向左，右多次定位（不少于3次），觀察0.01mm分劃尺像的偏移，以最大偏移值作為檢測值。

技術要求：不大于0.02mm。

轉換物鏡時第一次像面中心偏

檢具：（1）10倍十字分劃目鏡。

（2）二字分劃闆。

檢測方法：用10倍十字分劃目鏡和各放大率物鏡在被檢顯微鏡上進行檢測，以偏的最大值作為檢測值。

技術要求：由10倍物鏡轉換至其它放大率物鏡時均不越出視場。

載物台旋轉中心偏移

檢具：（1）10倍十字分劃目鏡。

（2）二字分劃闆。

檢測方法：在被檢金相量微鏡上用10倍十字分劃目鏡和10倍物鏡對置于載物台上的十字分劃闆調焦清晰，在轉動載物台的同時移動十字分劃闆，使十字線中心的像趨向于最小的圓，以最小圓的直徑作為檢測值。

技術要求：顯微鏡第一次像的中心，最大偏移不大于0.2mm。

十字分劃目鏡的十字線中心偏差

檢具：十字分劃闆。

檢測方法：在顯微鏡上用10倍物鏡和被檢十字分劃目鏡對置于載物台上的十字分劃闆調焦清晰，并使十字分劃闆中心的像與十字分劃闆目鏡重合，然後旋轉十字分劃目鏡，以兩十字線中心的最大偏移作為檢測值。

技術要求：十字分劃目鏡的十字線中心應與目鏡升圓軸線重合，其偏差為0.01mm。

檢測中發現的問題

顯像部分出現的問題比較嚴重。

光學系統（1）視場模糊或視場一樣不清晰。

（2）像發閃爍，反差不好。

（3）轉換物鏡時不到同焦。

（4）即使用高電壓，視場也難以鮮明。

粗、微調部

（1）粗調控制鈕旋轉時發重。

（2）由于載物台自然下降或粗調的滑動使觀察中的焦點離開。

雙目鏡筒：雙目鏡筒的視場不一緻。

故障原因

一、檢定方法　把标準刻線尺放置在硬度計(或顯微鏡)的工作台上，檢查時先調好焦距，使在目鏡視野内或投影屏上能清晰地看到标準刻線尺的刻線，并調整到與目鏡内的刻線重合，然後将讀數顯微鏡的刻線與标準刻線尺的刻線進行比較，應至少在整個測量範圍的5個間隔段進行測量，各間隔段比較3次，取3次比較結果的平均值，其相對誤差W按下式進行計算:

W=(Li-L)/L×100%

式中:W——相對誤差(mm)；Li——讀數顯微鏡的比較段所測出的長度(mm)，(i=1～5)；L——标準刻線尺比較段的實際長度(mm)。

讀數顯微鏡的刻度按上述方法逐段進行比較，其誤差應不大于±0.5%。

二、故障原因與調修

1.顯微鏡混濁不清

主要原因:鏡片不潔或發黴。

排除方法:當鏡片上存有灰塵或污物時，應用毛刷、羽毛除去，繼而用鏡頭紙或用脫脂棉蘸少許無水酒精或乙醚細心地沿環形軌迹擦拭，但不要讓擦拭液體流失。

2.鏡内不能清晰地看到壓痕邊緣

主要原因:部分鏡片有松動現象。

排除方法:重新固緊鏡片松動之處。

3.讀數顯微鏡刻度值與标準尺刻度不重合

主要原因:物鏡鏡頭松動或物鏡鏡頭與鏡筒連接處墊圈丢失，焦距變化所緻。