影響顯微鏡成像的因素

發(fā)布時(shí)間：2014-9-16 22:59:20 來源：本站 瀏覽次數(shù)：27

由于客觀條件，任何光學(xué)系統(tǒng)都不能生成理論上理想的像，各種相差的存在影響了成像質(zhì)量。下面分別簡要介紹各種相差。 
1、色差 
色差是透鏡成像的一個(gè)嚴(yán)重缺陷，發(fā)生在多色光為光源的情況下，單色光不產(chǎn)生色差。白光由紅 橙 黃 綠 青 藍(lán) 紫 七種組成，各種光的波長不同 ，所以在通過透鏡時(shí)的折射率也不同，這樣物方一個(gè)點(diǎn)，在像方則可能形成一個(gè)色斑。 
色差一般有位置色差，放大率色差。位置色差使像在任何位置觀察，都帶有色斑或暈環(huán)，使像模糊不清。而放大率色差使像帶有彩色邊緣。
2、球差 
球差是軸上點(diǎn)的單色相差，是由于透鏡的球形表面造成的。球差造成的結(jié)果是，一個(gè)點(diǎn)成像后，不在是個(gè)亮點(diǎn)，而是一個(gè)中間亮、邊緣逐漸模糊的亮斑。從而影響成像質(zhì)量。 
球差的矯正常利用透鏡組合來消除，由于凸、凹透鏡的球差是相反的，可選配不同材料的凸凹透鏡膠合起來給予消除。舊型號顯微鏡，物鏡的球差沒有*矯正，應(yīng)與相應(yīng)的補(bǔ)償目鏡配合，才能達(dá)到糾正效果。一般新型顯微鏡的球差*由物鏡消除。
1、慧差
慧差屬軸外點(diǎn)的單色相差。軸外物點(diǎn)以大孔徑光束成像時(shí)，發(fā)出的光束通過透鏡后，不再相交一點(diǎn)，則一光點(diǎn)的像便會得到一逗點(diǎn)狀，型如慧星，故稱“慧差”。 
2、像散
像散也是影響清晰度的軸外點(diǎn)單色相差。當(dāng)視場很大時(shí)，邊緣上的物點(diǎn)離光軸遠(yuǎn)，光束傾斜大，經(jīng)透鏡后則引起像散。像散使原來的物點(diǎn)在成像后變成兩個(gè)分離并且相互垂直的短線，在理想像平面上綜合后，形成一個(gè)橢圓形的斑點(diǎn)。像散是通過復(fù)雜的透鏡組合來消除。
3、  場曲 
場曲又稱“像場彎曲”。當(dāng)透鏡存在場曲時(shí)，整個(gè)光束的交點(diǎn)不與理想像點(diǎn)重合，雖然在每個(gè)特定點(diǎn)都能得到清晰的像點(diǎn)，但整個(gè)像平面則是一個(gè)曲面。這樣在鏡檢時(shí)不能同時(shí)看清整個(gè)相面，給觀察和照相造成困難。因此研究用顯微鏡的物鏡一般都是平場物鏡，這種物鏡已經(jīng)矯正了場曲。 
4、  畸變 
前面所說各種相差除場曲外，都影響像的清晰度。畸變是另一種性質(zhì)的相差，光束的同心性不受到破壞。因此，不影響像的清晰度，但使像與原物體比，在形狀上造成失真。 
（1） 當(dāng)物體位于透鏡物方二倍焦距以外時(shí)，則在像方二倍焦距以內(nèi)、焦點(diǎn)以外形成縮小的倒立實(shí)像； 
（2） 當(dāng)物體位于透鏡物方二倍焦距上時(shí)，則在像方二倍焦距上形成同樣大小的倒立實(shí)像； 
（3） 當(dāng)物體位于透鏡物方二倍焦距以內(nèi)，焦點(diǎn)以外時(shí)，則在像方二倍焦距以外形成放大的倒立實(shí)像； 
（4） 當(dāng)物體位于透鏡物方焦點(diǎn)上時(shí)，則像方不能成像； 
（5） 當(dāng)物體位于透鏡物方焦點(diǎn)以內(nèi)時(shí)，則像方也無像的形成，而在透鏡物方的同側(cè)比物體遠(yuǎn)的位置形成放大的直立虛像。 
顯微鏡的成像原理就是利用上述（3）和（5）的規(guī)律把物體放大的。當(dāng)物體處在物鏡前F-2F（F為物方焦距）之間，則在物鏡像方的二倍焦距以外形成放大的倒立實(shí)像。在顯微鏡的設(shè)計(jì)上，將此像落在目鏡的一倍焦距F1之內(nèi)，使物鏡所放大的*次像（中間像），又被目鏡再一次放大，zui終在目鏡的物方（中間像的同側(cè)）、人眼的明視距離（250mm）處形成放大的直立（相對中間像而言）虛像。因此，當(dāng)我們在鏡檢時(shí)，通過目鏡（不另加轉(zhuǎn)換棱鏡）看到的像與原物體的像，方向相反。