1.5 光学显微镜的性能指标
光学显微镜的主要性能包括分辨率、数值孔径、放大率和有效放大率、焦深、视场直径、覆盖差、工作距离等。
1.分辨率
分辨率是能够区分的相近两点间的最小距离。能区分的两点间的距离越小,显微镜的分辨率越高。显微镜分辨率的公式:
R=0.61A/(nsina)
式中:R是分辨率;λ是光波波长;n是物镜和被检物质之间介质的折射率;a为透镜角孔径,它是光轴上标本的一个点发出的光线和物镜直径两端形成的夹角的一半。
2.数值孔径
数值孔径(numerical aperture,NA)也称为物镜的镜口率,是物镜框口能够纳进的光通量的大小。数值孔径等于nsinα,它是物镜和聚光器的主要参数,一般标在物镜的外壳上。数值孔径越大,物镜的分辨率越高。干燥物镜的数值孔径为0.05~0.95,油(香柏油)浸物镜的数值孔径为1.25。数值孔径与分辨率成正比,与放大率成正比,与焦深成反比。数值孔径增大,视场直径与工作距离都会相应地变小。
3.放大率和有效放大率
放大率也称放大倍数,是指最终成像的大小与原物体大小的比值。显微镜的放大倍数等于目镜放大倍数和物镜放大倍数的乘积。显微镜放大倍数的极限就是有效放大率。物体最后被放大的倍数为目镜和物镜二者放大倍数的乘积。理论上显微镜的最大放大倍数可以达到2000多,但是目前不仅由于受分辨率的限制,还由于制造工艺水平的限制,最好的显微镜的最高有效放大倍数,只能达到1000左右。因此,有时说一架显微镜可以放大2000倍,这只不过是说能够“放大”而已,并不能说明它的清晰程度增大,也许只能看见一个放大的模糊图像。
4.焦深
当焦点对准物体的某一点时,位于该点平面上的各点可以看清楚,而且此平面的上下一定厚度内的各点也可以看清楚。这个清晰部分的厚度就是焦点深度,简称焦深。焦深与放大倍数和数值孔径成反比。因此,当放大倍数更高时,看到的厚度更薄。
5.视场直径
视场直径也称视场宽度,是指在显微镜下看到明亮圆形视场内所能容纳被检物体的实际范围。它的大小是由目镜的视场光阑决定的。视场直径愈大,愈便于观察。
视场直径=目镜视场数/物镜倍率
6.覆盖差
由于盖玻片的厚度不标准,光线从盖玻片进入空气产生折射后的光路发生了改变,从而产生了相差,这就是覆盖差。国际上规定,盖玻片的标准厚度为0.17 mm,许可范围为0.16~0.18 mm,在物镜的制造上已将此厚度范围的相差计算在内。物镜外壳上标的“0.17”,即表明该物镜所要求的盖玻片的厚度。
7.工作距离
工作距离(WD)也叫物距,指物镜前透镜的表面与被检物体之间的距离。
显微镜放大的倍数是由目镜、物镜和镜筒的长度所决定的。镜筒长度一般为160 mm。常用的显微镜,其物镜与目镜上都刻有放大倍数。一般物镜越长,目镜越短,放大倍数越高。