生物顯微鏡由來、結(jié)構及工作原理(圖文)

生物顯微鏡是用來觀察生物切片、生物細胞、細菌以及活體組織培養(yǎng)、流質(zhì)沉淀等的觀察和研究，同時可以觀察其他透明或者半透明物體以及粉末、細小顆粒等物體。左圖所示為生產(chǎn)的倒置生物顯微鏡型，該生物顯微鏡也是食品廠、飲用水廠辦QS、HACCP認證的必備檢驗設備。 
 

歷史
　　公元1680年，一個在荷蘭德夫特的市政廳門房干了幾十年門衛(wèi)工作的半老頭子，卻被當時歐洲乃至世界科技界頗具權威的英國皇家學會吸收為正式會員；接著，英國女王親筆給他寫來了賀信。一時，他從一個*普通、*平凡的人霎時間變成了震驚世界的名人。他的主要業(yè)績，就是經(jīng)過自己幾十年堅韌不拔的努力和探索，發(fā)明了世界醫(yī)學史上*架幫助人類認識自然、駕馭自然、打開微觀世界大門的顯微鏡，從此，他的這一業(yè)績時時深刻地影響著人類的生命和生活。這個令世界震驚的小人物 列文虎克就是1632年出生于荷蘭德夫特一個普通工匠家庭，而后成為荷蘭**微生物學家的列文虎克。

早年的列文虎克由于父親的早逝，媽媽無力負擔他求學，16歲時，就來到首都阿姆斯特丹的一個雜貨鋪里當了學徒。雖然天天早起晚睡，干著臟活累活，然而，他卻并沒有多少的怨言，因為來到這里雖然時間不長，他卻有幸結(jié)識了雜貨鋪對面一位和善的老大爺。老人家中藏書豐富，博學多識，他給年輕的列文虎克(出生于1655年)講了許多充滿神奇色彩的新鮮而有趣的故事，這使列文虎克懂得了想要知道的關于大自然奧秘的許多東西。于是，他一有空暇就向老人求教，在老人那里借閱圖書，老人也非常喜歡這個愛讀書、愛提問的好孩子。后來，在一天深夜，他正在伏案讀書時，被隔壁眼鏡店作坊的工匠磨制鏡片的沙沙作響的聲音吸引住了。他放下手中的書本，悄悄來到眼鏡作坊里。他望著工匠們磨出的一塊塊鏡片，腦際突然浮現(xiàn)出一個奇怪的念頭：如果能磨出一塊特殊的鏡片，讓我們能看清許多用肉眼看不清、看不到的東西該多好哇！就是這樣一個靈感似的奇想，竟從此使他下定了磨制一塊“魔鏡”的決心。從此以后，列文虎克拜一位老工匠為師，虛心求教。有一天，這位老師傅給列文虎克講了這樣一件事：老師傅的孫子有一天偶爾將兩塊磨制好的透鏡疊在一起放在一張廢紙上看上面的字，只見這些字比原來的大好多倍，老師傅馬上拿過這兩塊鏡片放在孫子頭上看頭發(fā)，突然發(fā)現(xiàn)頭發(fā)像鐵絲一樣粗。老師傅講的這件事引起列文虎克的極大興趣，他發(fā)誓一定要磨制出比眼鏡鏡片更精制、用途更廣泛的鏡片。為了達到目的，他的手磨破了，腿跪麻了。有時，手指上的鮮血順著磨破的傷口流淌，浸濕了鏡片。有時，他磨至深夜也毫無倦意，實在累了，就蜷縮在屋角和衣而臥。功夫不負有心人，一滴汗水換來一份收獲，他辛勤地勞動*后結(jié)出了豐收的果實，他終于磨成了兩塊光亮精巧的透鏡。他將鏡片疊起來看雞毛，只見一根雞毛上被放大了的絨毛像樹枝一樣排列著。接著，他試著將重疊在一起的兩塊鏡片間的距離上下變化，只見隨著鏡片間距離的變化，直接影響著觀察的效果。那么，怎樣將這兩塊鏡片各自固定起來，同時又能自由地上下調(diào)節(jié)距離呢？一個新的難題又擺在了他的面前。為了解決新的難題，列文虎克一連幾天苦苦地思索著。一天，他在干完雜貨鋪的工作后來到大街上，邊走邊思索。忽然間，他被一陣丁丁冬冬的響聲所吸引，猛然抬頭往左一看，是一家鐵鋪在打鐵。于是他來到鐵鋪里，看到了鐵匠們打制出的一件件鐵器。這時，他忽而又想到：如果能讓鐵匠打制一個鐵架和一個鐵筒，將鏡片固定在鏡筒的兩頭，然后再固定在鐵架上，這樣觀察不是既省力又方便嗎？想法既出，馬上他就找了鐵匠師傅，將自己的想法告訴他們。沒過幾天功夫，列文虎克按照自己的設想所發(fā)明的*架顯微鏡終于誕生了。正當他帶著勝利的喜悅準備磨制更精密的顯微鏡的時候，他卻被雜貨鋪的老板以不務正業(yè)之名開除了。為了謀生，他只好輾轉(zhuǎn)回到了故鄉(xiāng)德夫特，好不容易經(jīng)人介紹在市政廳的門房找到了一個當門衛(wèi)的差事。他一面看門，一面繼續(xù)著他對顯微鏡的研制、改造工作。幾年之后，他終于又研制出多臺更精制、**的顯微鏡。同時，他運用自制的顯微鏡，*次發(fā)現(xiàn)了血液里的血液細胞和生物王國中神奇多彩的微生物世界。于是，他將自己研制的顯微鏡和所發(fā)現(xiàn)的關于血液細胞和微生物的觀察實驗記載寄給了英國皇家學會。不久，他的成果終于被世界承認了。從此，這一關系著人類生命與生活的重要學問－－微生物學的研究開始步入了突飛猛進的發(fā)展的新世紀。
 

工作原理
（一） 折射和折射率
　　光線在均勻的各向同性介質(zhì)中，兩點之間以直線傳播，當通過不同密度介質(zhì)的透明物體時，則發(fā)生折射現(xiàn)象，這是由于光在不同介質(zhì)的傳播速度不同造成的。當與透明物面不垂直的光線由空氣射入透明物體(如玻璃)時，光線在其介面改變了方向，并和法線構成折射角。
（二） 透鏡的性能
　　透鏡是組成顯微鏡光學系統(tǒng)的*基本的光學元件，物鏡目鏡及聚光鏡等部件均由單個和多個透鏡組成。依其外形的不同，可分為凸透鏡(正透鏡)和凹透鏡(負透鏡)兩大類。 　　當一束平行于光軸的光線通過凸透鏡后相交于一點，這個點稱"焦點"，通過交點并垂直光軸的平面，稱"焦平面"。焦點有兩個，在物方空間的焦點，稱"物方焦點"，該處的焦平面，稱"物方焦平面"；反之，在象方空間的焦點，稱"象方焦點"，該處的焦平面，稱"象方焦平面"。 　　光線通過凹透鏡后，成正立虛像，而凸透鏡則成正立實像。實像可在屏幕上顯現(xiàn)出來，而虛像不能。
（三） 凸透鏡的五種成象規(guī)律
　　1. 當物體位于透鏡物方二倍焦距以外時，則在象方二倍焦距以內(nèi)、焦點以外形成縮小的倒立實象；
　　2. 當物體位于透鏡物方二倍焦距上時，則在象方二倍焦距上形成同樣大小的倒立實象；
　　3. 當物體位于透鏡物方二倍焦距以內(nèi)，焦點以外時，則在象方二倍焦距以外形成放大的倒立實象；
　　4. 當物體位于透鏡物方焦點上時，則象方不能成象；
　　5. 當物體位于透鏡物方焦點以內(nèi)時，則象方也無象的形成，而在透鏡物方的同側(cè)比物體遠的位置形成放大的直立虛象。 　　(四）使用方法 　　先將低倍物鏡的位置固定好，然后放置標本片，轉(zhuǎn)動反光鏡，調(diào)好光線，將物鏡提高，向下調(diào)至看到標本，再用細調(diào)對準焦距進行觀察。除少數(shù)顯微鏡外，聚光鏡的位置都要放在*高點。如果視野中出現(xiàn)外界物體的圖像，可以將聚光鏡稍微下降，圖像就可以消失。聚光鏡下的虹彩光圈應調(diào)到適當?shù)拇笮?，以控制射入光線的量，整理增加明暗差。

用途
　生物顯微鏡供醫(yī)療衛(wèi)生單位、高等院校、研究所用于微生物、細胞、細菌、組織培養(yǎng)、  生物顯微鏡
懸浮體、沉淀物等的觀察，可連續(xù)觀察細胞、細菌等在培養(yǎng)液中繁殖分裂的過程等。在細胞學、寄生蟲學、腫瘤學、免疫學、遺傳工程學、工業(yè)微生物學、植物學等領域中應用廣泛。顯微鏡的重要光學技術參數(shù)在鏡檢時，人們總是希望能清晰而明亮的理想圖象，這就需要顯微鏡的各項光學技術參數(shù)達到一定的標準，并且要求在使用時，必須根據(jù)鏡檢的目的和實際情況來協(xié)調(diào)各參數(shù)的關系。只有這樣，才能充分發(fā)揮顯微鏡應有的性能，得到滿意的鏡檢效果。
　　顯微鏡的光學技術參數(shù)包括：數(shù)值孔徑、分辨率、放大率、焦深、視場寬度、覆蓋差、工作距離等等。這些參數(shù)并不都是越高越好，它們之間是相互聯(lián)系又相互制約的，在使用時，應根據(jù)鏡檢的目的和實際情況來協(xié)調(diào)參數(shù)間的關系，但應以保證分辨率為準。

技術參數(shù)
 
項目:           CX21
 光學系統(tǒng):       UIS2光學系統(tǒng)（無限遠校正系統(tǒng)）
 照明裝置:       內(nèi)置透射光柯勒照明，6V20W鹵素燈 100-240V 50/60Hz通用
 調(diào)焦系統(tǒng):       載物臺垂直運動，粗調(diào)行程每一圈為20mm，微調(diào)*小距離2.5微米
 換鏡轉(zhuǎn)盤:       固定4孔物鏡轉(zhuǎn)盤
 觀察筒:         雙目觀察筒，鏡筒傾角為30°，瞳間距48-75mm
 載物臺明裝置:   鋼絲傳動，尺寸為120mm × 132mm，活動范圍為X軸向76mm ， Y軸向30mm，單片標本夾
 聚光鏡:         阿貝聚光鏡，數(shù)值孔徑1.25（浸油時），內(nèi)裝式孔徑光闌
 
物鏡:        平場消色差
          4× N.A.0.10 W.D. 22.0mm
          10× N.A.0.25 W.D. 10.5mm
          40× N.A.0.65 W.D. 0.56mm
          100× N.A.1.25 W.D. 0.13mm（選配）
 
目鏡（10×）:   視場數(shù)F.N. 18 （防霉處理） 
 
選配件:         反光鏡，15×目鏡（F.N.12，防霉處理），電纜支架，木儲存箱﹛264（寬）×305（長）×474（高）﹜，測微尺，箭頭指示器，濾光片托盤，暗場光闌 

產(chǎn)品特點：
 出色的圖像分辨力，更高的可靠性和堅固性
 ***的圖像質(zhì)量
 
·         平場物鏡作為標準配置，能夠提供同類顯微鏡中**的圖像平場性
 CX21顯微鏡采用與奧林巴斯高級顯微鏡相同的UIS2光學系統(tǒng)。而且平場消色差物鏡首次作為標準配置應用于教學級顯微鏡，它能夠提供高對比度的清晰圖像，清晰范圍直達視場邊緣。
 

·         明亮、均勻的照明
 CX21顯微鏡的6V20W高亮度鹵素燈能提供清晰(普赫光電)、穩(wěn)定的照明。其內(nèi)置式非球面聚光透鏡可以使圖像在整個視場內(nèi)獲得明亮、均勻的照明。
 

·         優(yōu)化對比度的阿貝聚光鏡
 在阿貝聚光鏡的孔徑光闌上標出與物鏡放大倍率相對應的數(shù)值，便于得到高分辨率、高對比度的圖像。
 

簡便、安全的操作
 
·         使用簡便、經(jīng)久耐用的無支架式載物臺
 因為載物臺由鋼絲傳動，所以不再有突出的支架，從而避免了因支架造成的意外傷害或碰傷手指。其抗磨損無支架式設計確保了載物臺的持續(xù)、平穩(wěn)移動。
 

·         零件安全性 — 避免學生誤操作造成損失
 由于目鏡、物鏡和聚光鏡都在出廠前進行了與顯微鏡主體的固定處理，所以在運輸和日常使用中不會出現(xiàn)零件脫落或分離現(xiàn)象。
 

·         極為平滑的四孔旋轉(zhuǎn)式物鏡轉(zhuǎn)盤
 高精度的機械加工確保了使用中的平滑性和耐用性。物鏡轉(zhuǎn)盤上帶有一個橡膠環(huán)，符合人機工程學原理，便于轉(zhuǎn)換。
 
·         機械載物臺聚焦限位，杜絕意外發(fā)生
 聚焦位置可以被鎖定，從而使得更換樣品后的重新聚焦變得更為容易。當載物臺的上限位被鎖定后，即可避免物鏡與載片的意外碰觸，從而防止損傷物品和物鏡。
 

適用于任何環(huán)境
 
·         防霉處理，提高零件耐用性
 由于物鏡、目鏡和觀察筒都進行了有效的防霉處理，所以能確保獲得持續(xù)清晰的圖像，并延長顯微鏡的使用壽命，即使在濕熱的環(huán)境中工作也不受影響。
 

·         緊湊的設計，便于存放和搬運
 CX21顯微鏡只有391mm高，體型小巧，足以放入一個普通的教室壁柜中。線纜支架和木質(zhì)存放箱作為選配件，可為保管和搬運帶來很大方便。
 

·         反光鏡可以在無電源的情況下進行觀察
 作為選配件的反光鏡可以讓用戶在沒有電源的情況下也能進行觀察。在使用外部光源的情況下可以把觀察頭倒轉(zhuǎn)過來，并且透過鏡臂上的一個大孔可以觀察載片。
 

適用于任何用戶的個性化設計
 
·         任意調(diào)節(jié)，隨心所欲
 傾斜30°角的雙目觀察筒可以讓用戶在觀察時保持一個舒適的姿勢。觀察筒同時具備瞳距和屈光度的調(diào)節(jié)功能，可以方便地供多人使用。視場數(shù)為18，高眼點設計目鏡，觀察者不用摘下眼鏡就可以舒服地觀察。
 

·         使調(diào)焦更平滑的張力調(diào)節(jié)
 同軸粗/微調(diào)焦旋鈕可供用戶從左邊或右邊進行操作。粗調(diào)張力可以根據(jù)個人喜好隨意調(diào)節(jié)。
 
 
 
 
 
 
 
人機工程學設計，使操作更方便
 調(diào)焦旋鈕、照明控制旋鈕和載物臺手柄都緊密相鄰，使用者在工作時可以把雙手都放在桌面上，只需*小的移動就可以操作CX21。