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显微镜物镜五个基本参数
2021-03-19 11:20:01 ℃显微镜物镜的五个基本参数
一、数值孔径 (NA)
子午光线能进入或离开纤芯 (光学系统或挂光学器件 )的最大圆锥的半顶角之正弦, 乘以圆锥顶所在介质的折射率,数值孔径是判断 物镜性能 (分辨率、焦深、亮度等 )的重要指数。数值孔径又叫镜口率,简写为 NA。它是由物体与 物镜间媒质的折射率 (n)与物镜孔径角的一半 ( θ\2) 的正弦值的乘积,其大小由下式决定: NA=n× sin θ。/2
数值孔径简写 NA(蔡司显微镜 的数值孔径简写 CF),数值孔径是 物镜和聚光镜 的主要技术参数,是判断两者 (尤其对物镜而言 )性能高低 (即消位置色差的能力,蔡司公司的数值孔代表消位置色差和倍率色差的能力 )的重要标志。其数值大小分别标在 物镜和聚光镜的外壳上。
孔径角又称 “镜口角 ”,是 物镜光轴上的物体点与 物镜前透镜的有效直径所形成的角度。孔径角越大,进入 物镜的光通亮就越大,它与 物镜的有效直径成正比,与焦点的距离成反
比。显微镜观察时,若想增大 NA 值,孔径角是无法增大的,唯一的办法是增大介质率 n 值。基于这一原理,就产生了水浸系 物镜和油浸物镜,因介质的折射率 n 值大于 1,NA 值就能大于 1。数值孔径最大值为,这个数值在理论上和技术上都达到了极限。目前,有用折射率高的溴萘作介质,溴萘的折射率为,所以 NA 值可大于。
与其他参数的关系:数值孔径是显微镜 物镜的重要参数,决定了 物镜的分辨率。与 物镜的放大倍数,工作距离,景深有直接关系。一般来说,它与分辨率成正比,与放大率成
正比,焦深与数值孔径的平方成反比,
NA 值增大,视场宽度与工作距离都会相应的变小。
容易产生的误区:数值孔径与分辨率成正比,但这并不是说在选择
物镜的时候一定要选
择数值孔径 (NA)最大才是最好, 因为物镜还会有很多其他重要参数, 比如荧光透过率、 工作
距离等等,最好根据自己的实验选择。
二、焦深
焦深也叫景深,其定义是:指使用显微镜观察和拍摄样品表面时,从对准焦点的位置开
始,改变物镜与样品表面的距离时,对焦能够保持清晰的范围。肉眼的调整能力因人而异,
所以焦深也会出现因人而异的情况。现在常用的是与实验结果比较一致的
Berek 公式。
三、齐焦距离
齐焦距离是指,对准焦点时的 物镜镜体定位面到物体表面的距离。
OLYMPUS UIS2/UIS光学系统物镜的齐焦距离为 45 mm,ZEISS ICCS光学体统、 LEICA HC光学系统的齐焦距离也是45mm,NIKON CFI 60光学系统的齐焦距离是 60mm。
齐焦距离示意图
四、工作距离
工作距离也叫物距,即指
物镜前透镜的表面到被检物体之间的距离。
镜检时,被检物体应处在 物镜的一倍至二倍焦距之间。因此,它与焦距是两个概念,平时习惯所说的调焦,实际上是调节工作距离。在 物镜数值孔径一定的情况下,工作距离短孔径角则大。数值孔径大的高倍 物镜,其工作距离小。
五、分辨率
分辨率是指在物体表面能够分解的最小间隔。数值孔径 (NA)越大,分辨率越高。通常,分辨率的大小可以用下式表示。
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