光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡的構(gòu)成

光學(xué)顯微鏡：

    光學(xué)顯微鏡一般由載物臺(tái)、聚光照明系統(tǒng)、物鏡，目鏡和調(diào)焦機(jī)構(gòu)組成。載物臺(tái)用于盛放被觀察的物體。利用調(diào)焦旋鈕可以驅(qū)動(dòng)調(diào)焦機(jī)構(gòu)，使載物臺(tái)作粗調(diào)和微調(diào)的升降運(yùn)動(dòng)，使被觀察物體調(diào)焦清晰成像。它的上層可以在水平面內(nèi)沿作精密移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，一般都把被觀察的部位調(diào)放到視場(chǎng)中心。

    聚光照明系統(tǒng)由燈源和聚光鏡構(gòu)成，聚光鏡的功能是使更多的光能集中到被觀察的部位。照明燈的光譜特性必須與顯微鏡的接收器的工作波段相適應(yīng)。

    物鏡位于被觀察物體附近實(shí)現(xiàn)*級(jí)放大的鏡頭。在物鏡轉(zhuǎn)換器上同時(shí)裝著幾個(gè)不同放大倍率的物鏡。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器可讓不同倍率的物鏡進(jìn)入工作光路。物鏡放大倍率通常為5～100倍。物方視場(chǎng)直徑（即通過顯微鏡能看到的圖像范圍）約為11-20毫米。物鏡放大倍率越高則視場(chǎng)越小。物鏡是顯微鏡中對(duì)成像質(zhì)量?jī)?yōu)劣起決定性作用的光學(xué)元件。常用的有：①能對(duì)兩種顏色的光線校正色差的消色差物鏡;②質(zhì)量更高的能對(duì)三種色光校正色差的復(fù)消色差物鏡;③能保證物鏡的整個(gè)像面為平面以提高視場(chǎng)邊緣成像質(zhì)量的平像場(chǎng)物鏡。為了提高顯微觀察的分辨率，在高倍物鏡中采用浸液物鏡，即在物鏡的下表面和標(biāo)本片的上表面之間填充折射率為1.5左右的液體。

    目鏡位于人眼附近實(shí)現(xiàn)第二級(jí)放大的鏡頭。目鏡放大倍率通常為5～20倍，按能否放置分劃板，可分成兩類：①不宜放置分劃板的，如惠更斯型目鏡。這是現(xiàn)代顯微鏡中常用的型式，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉;缺點(diǎn)是由于成像質(zhì)量的原因，不宜放置供瞄準(zhǔn)定位或尺寸測(cè)量用的分劃板。②能放置分劃板的，如凱爾納型和對(duì)稱型目鏡，它們能克服上述目鏡的缺點(diǎn)。按照能看到的視場(chǎng)大小，目鏡又分為視場(chǎng)較小的普通目鏡和視場(chǎng)較大的大視場(chǎng)目鏡（或稱廣角目鏡）兩類。

    載物臺(tái)和物鏡兩者必須能沿物鏡光軸方向作相對(duì)運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)調(diào)焦，獲得清晰的圖像。用高倍物鏡工作時(shí)，容許的調(diào)焦范圍往往小于微米，所以顯微鏡必須具備極為精密的微動(dòng)調(diào)焦機(jī)構(gòu)。

    顯微鏡的工作原理：表面為曲面的玻璃或其他透明材料制成的光學(xué)透鏡可以使物體放大成像。光學(xué)顯微鏡就是利用這一原理把微小物體放大到人眼足以觀察的尺寸。近代的光學(xué)顯微鏡通常采用兩級(jí)放大，分別由物鏡和目鏡完成。被觀察物體位于物鏡的前方，被物鏡作*級(jí)放大后成一倒立的實(shí)像。然后此實(shí)像再被目鏡作第二級(jí)放大，成一虛像，人眼看到的就是虛像。

    顯微鏡放大倍率的極限即有效放大倍率，顯微鏡的分辨率是指能被顯微鏡清晰區(qū)分的兩個(gè)物點(diǎn)的zui小間距。分辨率和放大倍率是兩個(gè)不同的但又互有的概念。

    當(dāng)選用的物鏡數(shù)值孔徑不夠大，即分辨率不夠高時(shí)，顯微鏡不能分清物體的微細(xì)結(jié)構(gòu)，此時(shí)即使過度地增大放大倍率，得到的也只能是一個(gè)輪廓雖大但細(xì)節(jié)不清的圖像，稱為無效放大倍率。反之如果分辨率已滿足要求而放大倍率不足，則顯微鏡雖已具備分辨的能力，但因圖像太小而仍然不能被人眼清晰視見。所以為了充分發(fā)揮顯微鏡的分辨能力，應(yīng)使數(shù)值孔徑與顯微鏡總放大倍率合理匹配。

    聚光照明系統(tǒng)對(duì)顯微觀察的影響聚光照明系統(tǒng)是對(duì)顯微鏡成像性能有較大影響但又易于被使用者忽視的環(huán)節(jié)。它的功能是提供亮度足夠且均勻的物面照明。聚光鏡發(fā)來的光束應(yīng)能保證充滿物鏡孔徑角，否則就不能充分利用物鏡所能達(dá)到的zui高分辨率。為此目的，在聚光鏡中設(shè)有類似照相物鏡中的可以調(diào)節(jié)開孔大小的可變孔徑光闌，用來調(diào)節(jié)照明光束孔徑，以與物鏡孔徑角匹配。觀察高反差物體時(shí)，宜使照明光束充滿物鏡的全孔徑;對(duì)于低反差物體,宜使照明光束充滿物鏡的2/3孔徑。在較完善的柯勒照明系統(tǒng)中，除可變孔徑光闌外，還裝有控制被照明視場(chǎng)大小的可變視場(chǎng)光闌，以保證被照明的物面范圍與物鏡所需的視場(chǎng)匹配。物面被照明的范圍太小固然不行，過大則不僅多余，甚至有害，因?yàn)橛行б晥?chǎng)以外的多余的光線會(huì)在光學(xué)零件表面和鏡筒內(nèi)壁多次反射，zui后作為雜散光到達(dá)像面，使圖像的反差下降。

    改變照明方式，可以獲得亮背景上的暗物點(diǎn)（稱亮視場(chǎng)照明）或暗背景上的亮物點(diǎn)（稱暗視場(chǎng)照明）等不同的觀察方式，以便在不同情況下更好地發(fā)現(xiàn)和觀察微細(xì)結(jié)構(gòu)。

    電子顯微鏡：

    電子顯微鏡由鏡筒、真空裝置和電源柜三部分組成。

    鏡筒主要有電子源、電子透鏡、樣品架、熒光屏和探測(cè)器等部件，這些部件通常是自上而下地裝配成一個(gè)柱體。

    電子透鏡用來聚焦電子，是電子顯微鏡鏡筒中zui重要的部件。一般使用的是磁透鏡，有時(shí)也有使用靜電透鏡的。它用一個(gè)對(duì)稱于鏡筒軸線的空間電場(chǎng)或磁場(chǎng)使電子軌跡向軸線彎曲形成聚焦，其作用與光學(xué)顯微鏡中的光學(xué)透鏡（凸透鏡）使光束聚焦的作用是一樣的，所以稱為電子透鏡。光學(xué)透鏡的焦點(diǎn)是固定的，而電子透鏡的焦點(diǎn)可以被調(diào)節(jié)，因此電子顯微鏡不象光學(xué)顯微鏡那樣有可以移動(dòng)的透鏡系統(tǒng)?，F(xiàn)代電子顯微鏡大多采用電磁透鏡，由很穩(wěn)定的直流勵(lì)磁電流通過帶極靴的線圈產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)使電子聚焦。電子源是一個(gè)釋放自由電子的陰極，柵極，一個(gè)環(huán)狀加速電子的陽極構(gòu)成的。陰極和陽極之間的電壓差必須非常高，一般在數(shù)千伏到3百萬伏之間。它能發(fā)射并形成速度均勻的電子束，所以加速電壓的穩(wěn)定度要求不低于萬分之一。

    樣品可以穩(wěn)定地放在樣品架上。此外往往還有可以用來改變樣品（如移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、加熱、降溫、拉長(zhǎng)等）的裝置。

    探測(cè)器用來收集電子的信號(hào)或次級(jí)信號(hào)。

    真空裝置用以保障顯微鏡內(nèi)的真空狀態(tài)，這樣電子在其路徑上不會(huì)被吸收或偏向，由機(jī)械真空泵、擴(kuò)散泵和真空閥門等構(gòu)成，并通過抽氣管道與鏡筒相聯(lián)接。