显微镜的基本结构可分为光学系统和机械装置两大部分。
一、显微镜的光学系统
显微镜的光学系统主要包括物镜、目镜、聚光镜和光源系统四个主要部件。其次还包括滤光片、载玻片和盖玻片。
(一)物镜
物镜一般都是在物镜转换器上旋着。它是显微镜的最主要部件。显微镜的放大及分辩作用主要由它来担当。其优劣直接
决定了显微镜的主要光学性能。
为了校正象差和色差(所谓象差是指所成的像与原物在形状上的差别;色差是指所成的像与原物在颜色上的差别),物
镜都由多块透镜组成,而且放大倍数越高,结构越复杂。
一般的物镜所观察到的像面总是有些弯曲,即靠中间部分清晰,靠边缘部分比较模糊,要想让边缘清楚,需要调节显微
镜的微调钮。但是边缘部分清楚后,中间部分又变的模糊了。这除了不便观察外,更主要地是无法对其进行摄影。有鉴
于此尼康开发了平场物镜可以较好地校正像面弯曲,使整个视场平坦,但其结构也相应地复杂些。
在有的尼康高倍物镜和油镜内还装有弹簧,在物镜前端受压时,镜头可以退缩回来。这样一方面可以保护镜头,另一方
面也不会把载玻片和盖玻片压碎。这种物镜称为弹簧物镜。
(1)1.物镜的分类
显微镜的物镜虽然细分起来多达数百种,但是一般可采用下述三种分法:
根据象差消正情况可分三类:
A.消色差物镜:这是最常见的物镜,虽然能完全校正光谱中的C线(红光)和F线(青光)的色差,但严格地说还不能
完全矫正其他色光的色差,消色差物镜通常与惠通斯目镜配合。
B.复消色差的物镜:这种物镜中的透镜一部分用荧石制成,性能很高,能使光谱中的红光、蓝光和黄光在同一焦平面上
成象,通常与补偿目镜配合使用。
C.平场物镜:以上两种物镜都存在共有的缺点,即是象面弯曲问题(场曲)。由于场曲的存在而使视场边缘的象模糊不
清,为此科学工作者前后又研制成功了平场消色差物镜和平场复消色差物镜。所谓平场消色差物镜就是将物镜的场现象
消除到最小程度,使视场边缘部分同样得到清晰的象,不过这种物镜的结构较为复杂,从设计到制造到增加了困难,尤
其是平场复消色差物镜,它是在光学系统中加入弯月形厚透镜用来矫正物镜的象面弯曲。
有一部分透镜是用荧石材料制成的,而荧石材料的化学稳定性很差,再加透镜的精度要求又较高,这样的材料的来源和
加工工艺上都存在着一定的困难。
(2)根据物镜的方大倍率不同,分为低倍、中倍和高倍物镜。
A.低倍物镜:放大倍率1X-5X,数值孔径0.04-0.15
B.中倍物镜:放大倍率>5x-25x,数值孔径0.15-0.6
C.高倍物镜:放大倍率>25x-100x,数值孔径0.60-1.40
(3)根据使用方法的差异,物镜可分下列两大类
A.浸液系物镜:这是物镜与标本之间加入某种液体的物镜。根据浸液的种类,可分为油浸系和水浸系两种。使用油浸
系物镜时,通常加入柏木油(折射率为10515);使用水浸系物镜时,加入水(折射率为1.33)。此外,还有甘油浸
或石腊油浸系的特殊物镜。
B.干燥系、水浸系和浸油系物镜,各有特殊的用法。干燥系物镜不可用油浸,油浸性物镜不可用水浸。
此外,还有能改变放大倍率的物镜它有各种不同的结构,有的改变透镜间的距离,有的能卸掉部分透镜,有的使镜筒上
下颠倒,这种物镜放大率不高。
高倍的干燥系物镜或水浸系物镜,也有带核正环的,这种装置能校正由盖玻片的厚度不一致引起的相差,不带校正环的
物镜,也有在镜筒外侧刻有盖片的适当厚度的,此外,还有各种摄影用的物镜,这种物镜不能用于普通的观察。
尼康Edip系列生物显微镜一般有五个物镜,分别是4X、10X、20X、40X、100X,其中前四种是干燥系统,后一种是
油浸系统,都是消色差物镜或更高级的物镜
所谓物镜的工作距离,指的是从物镜前组最前面一块透镜的表面到被观察标本的距离。这个距离不大,如上所述的10X、
40X和100X物镜的工作距离分别为7.634、0.53和0.198毫米。如果再考虑到透镜的金属零件的厚度,这个距离就更
小了。因此,在使用时,物镜和标本是靠得很近的,高倍物镜尤为如此,几乎要碰上标本了,这就要求我们在调焦时要
特别小心,以免碰坏镜头或损坏标本。
物镜通常都标有表示物镜光学性能和使用条件的一些数字和符号。如"40/0.65"和"160/0.17"。此处的40表示它的放大
倍数(有的写成40×或40:1);0.65表示它的"数值孔径"(有的写成N.A.1.65或A.0.65);160表示使用该物镜时,
显微镜的机械筒长应为160mm(所谓机械筒长是指取下物镜和目镜以后,所剩下的镜筒长度。显微镜的机械筒长现已
统一规定为160mm);0.17表示使用该物镜时,盖玻片的厚度应为0.17mm。有些低倍物镜,在有、无盖玻片的情况
下都可以使用,所以不标0.17而代之以横线"-"。有些油镜上标有"油(oil)"字
(二)目镜
目镜通常插在镜筒上。其作用是把物镜放大后的像作进一步的放大,使人眼睛能够清楚地观察标本。它有单目和双目两
种工作方式。在目视光学仪器中接近眼睛的光学系统部件,我们称为目镜。现代目镜均用复合透镜,这样便于将倍率色
差、慧差和象差等缺点加以纠正。目镜有两个透镜,近物的称为场镜,近目的称为目镜,前者使轴外光束不过分发散,
后者则在于放大成象。
目镜的出射光瞳,一般在目镜象方焦点之外与焦点很靠近的地方。自目镜最后一面到目镜出射光瞳的距离,叫出瞳距离
或镜目距,因为人眼瞳孔要与出射瞳孔相重合,所以镜目距不能太短,一般不应小于6~8mm,出射瞳孔直径也不能小
于1mm,以保证观察时清晰。
由目镜的第一面到其物方焦点,既到物镜象平面的距离称为目镜的工作距离。
从象差矫正情况来看,目镜与物镜不同,目镜是一种大视场系统,主要考虑轴外象差(垂轴色差、彗星和象散),至于
场曲,由于眼睛有调节能力,可依情况稍许放宽处理。
目镜的作用是把物镜已经放大的实象作一步放大,其目镜的放大倍率可用下式计算:
公式:
M目=(250/f目)式中f目--目镜的焦距
目镜可分为惠更斯目镜、冉斯登目镜、平常补偿目镜、平场广视野目镜和其他特殊目镜等多种。其中上下两块透镜的凸
透面都朝下的惠更斯目镜在普通显微镜上用的最多。平场补偿目镜一般标有"P",国产也有标有"PB"的。它和平场物镜
相配用。属于高档目镜。
(三)聚光器
聚光器大都通过手旋螺丝固定在镜台下面。它由聚光镜和可变光阑两个部件组成。聚光镜的作用是将光源来的光线会聚
到标本上,以便观察。可变光阑又叫光圈或虹彩光阑,装在聚光镜的下方,由十几块金属薄片组成。中央通光孔为圆形,
移动可变光阑的把手,可以任意调节通光孔的大小。
聚光器的主要参数是数值孔径。但它的数值孔径是可变的,受光阑孔的大小控制,光孔开大,数值孔径增大,反之则减
小。聚光镜外壳上的是数值孔径的最大值。除了上述普通的聚光镜外,还有暗视场聚光镜、相衬聚光镜、偏光聚光镜等
多种用途的聚光镜,以满足不同场合的使用。
四)光源系统
光源系统用来供给照明标本用的光线。显微镜所用的光源有自然光和电光源两种。
使用电光源的显微镜,其光源系统由光源灯电路、光源灯、透镜、反射镜的等组成,系统通常安装在灯座内。
使用电光源的显微镜一般都采用柯勒照明方式。它是将光源的灯丝像经两路成像在标本的上方,而不是像临界照明那样
直接落在标本上。这种照明方式可得到比较均匀的照明。如下图所示,尼康采用了独有的CFI无限远光路系统.在物镜与
镜筒透镜之间是一条平行光路,因此无需另加别的附件就可加载其他光学器件,如荧光,DIC等。
光源灯一般使用钨灯或卤素灯。灯的功率从十几瓦到数十瓦不等。
光源灯的电路部分大都设有光亮调节器,可以很方便调节照在标本上光的亮度。
(五)其它
1.滤光片有些显微镜配有不同波长的滤光片供选用。使用滤光片后可以有选择地滤除某些光线,如在观察相差时通常配
GIF滤光片以使观察效果更佳。
2载玻片和盖玻片顾名思义,载玻片是用来承载样本的,盖玻片是用来覆盖样本的。即,通常观察标本时,标本夹在两
块玻璃之间。下面的一块叫载玻片,上面的叫盖玻片。二者一般是用长方形的透明玻璃片制成,只是薄厚有所区别。标
准盖玻片的厚度为0.17mm;载玻片的厚度则为1.1mm.。一般二者的长和宽分别为45和26mm.。
二、显微镜的机械装置
显微镜的机械装置是为光学系统服务的。只有精密、灵活、准确的机械装置与良好的光学系统密切配合,显微镜才能发
挥其最好性能。一般显微镜的机械装置由下列部件组成:
镜座与镜臂、镜筒、物镜转换器、载物台与移动器、粗动调焦机构、微动调焦机构、
(一)镜座与镜臂
1.镜座它是显微镜的基座,用以支撑整个镜体。简易显微镜的多呈马蹄形,用铸铁制造电光源显微镜的镜座为多方形,
其内部装有电光源系统。即照明灯、聚光镜、反光镜及其电路等均装在其镜座内。尼康现在采用"T"型主体,及稳定有美
观.
2.镜臂呈弓形,立于镜座的上端。对直筒显微镜来说,用它来支撑整个光学大部分机械零件。其下有一个倾斜关节,用
以倾斜镜筒。对斜筒显微镜来说,镜臂的,主要用它来支撑镜筒和与镜筒相连接的光学元件。但现在的高级显微镜都和
主体并在了一起.。
(二)镜筒
镜筒是金属制的圆筒。其上端可插目镜,下端连接物镜。为了避免入射光发射,现在的高级显微镜内壁都涂以无光黑漆。
镜筒可分为单目、双目和三目三种。
1.单目镜筒单目镜筒又有直筒和斜筒之分。双目和三目镜筒则都是斜筒式的,直筒因使用不太方便使用量较少。单筒斜
筒是在镜筒内安装一个反射棱镜,从标本到达镜筒的光线被棱镜以45度角发射进入目镜。斜筒式可作360度旋转,使
用起来更加方便。
2.双目镜筒双目镜筒是由左右两个镜筒组成。镜筒的下部装有一套复杂的反射机构。来自物镜的光线经半五角棱镜两次
反射后,折转45度进入分光棱镜。分光棱镜模块由多组直角棱镜胶合而成。胶合面上镀有分光膜。当光到达分光膜时,
有一半发射,进入下棱镜,另一半透过,进入上棱镜。被上下两个棱镜反射后进入两个目镜中成像。
为了适应不同人眼的瞳距,复合棱镜两侧的反射棱镜的间距通常都设计为可调的。目的是为了适应两眼距离不同的人使
用。调节范围通常是在55~75mm.之间,双目镜筒一般设计成可伸缩调节方式。其目的是为了适应视力不同的人使用。
调节范围通常在500度近视和远视之间。
3.三目镜筒三目镜筒是摄影显微镜需要配置的。它是在双目镜筒的上方又增加一个镜筒.在此镜筒上可加配摄影设备。
这样既可以观察,又可以摄影。它有两种方式;一种是安装有一个可推拉的棱镜。推入时供平时观察用,拉出时光线全
部进入摄影镜筒供照相用。还有一种是即可观察又可同时摄影的三目镜筒。它的光线20%~30%供观察用,70%~80%
供摄影用。在摄影时,可用摄影目镜进行调焦,当看到清晰的物象时,再摄影,便可摄出清晰的照片。
(三)物镜转换器
物镜转换器装于镜筒下端,用来安装和转换物镜。按安装物镜的孔数不同,可分为四孔式、五孔式、六孔式、七孔式等
几种。以五、六孔居多,按定位方式的不同,可分为外定位式和内定位式两种。但无论那种方式,其基本结构都是由上
下两块凸面朝下的圆盘组成。上面一块固定在镜筒的下端,称为固定盘。下面一块可以饶其中心的大头螺钉旋转,称为
转动盘。物镜就分别安装在转动盘的几个对称的螺丝口上。外定位式的转换器,其定位弹簧安装在外面;内定位式的转
换器,其定位弹簧片安装在固定盘里面。当转动盘旋转至某一位置时,定位弹簧片上的凸棱落入定位槽中,发出咔嗒一
声响,便有一个物镜进入光路。继续旋转转动盘,可将各个物镜依次调在显微镜的光轴位置上。
对物镜转换器的精度有两点要求:同轴和齐焦。所谓同轴,是指每个物镜被定位即调入光路后,物镜和目镜的光轴应在
一条直线上,所谓齐焦,是指用低倍物镜调焦后,从低倍转换到高倍物镜,无须使用粗调,即可初见物象(但允许细
调)。齐焦又称为"等高转换"。物镜的齐焦是建筑在下列三条的基础上:
(1)机械筒长m为200毫米;
(2)目镜前焦面应在镜筒上端面之下10毫米处(目镜中间象距离d)全部目镜设计均以此作为基准;
(3)物镜后聚焦与目镜焦面之间的光学筒长△是随着物镜焦距而变,不是固定的。
(四)载物台与移动器
载物台用于承放标本。它与显微镜的光轴垂直。常用的载物台有固定式和带移动器式两种。固定式结构简单,它只有一
个台面,台面中央有一个圆形的通光孔,孔的两侧各有一个夹标本玻片用的片夹。观察时,只能用手来移动标本,不太
方便。这种载物台用于低档显微镜。
为了便于操作,常在固定式的载物台上增加一个移动器,叫做带移动器的载物台。当标本被夹入移动器后,使用移动器
的横向和纵向调节旋钮,便可以上下左右移动标本,十分方便,这种载物台和移动器是靠移动器上的一只滚花螺丝连接
的。安装移动器时,只要把移动器上两个固定销插入台面的螺丝孔内,在拧紧滚花螺丝即行。
(五)粗动调焦机构
粗动调焦机构简称粗调,是用来快速调焦的装置。由粗动手轮控制。旋转手轮,可以使物、目镜与载物台快速相对移动。
粗调有三种方式;一种是镜筒升降式,一种是镜臂升降式,第三种是载物台升降式,无论哪种方式,粗调的基本结构都
是由齿轮来带动赤条运动。齿轮固定在粗动手轮的转轴上,齿条固定在镜筒或镜座上。齿轮和赤条咬合在一起。转动手
轮时,齿轮通过齿条带动镜筒(或镜臂或载物台)作相应的上升或下降。其上下运动的方向,由燕尾导轨作精确控制。
燕尾导轨是精密加工的部件,由燕尾导条和燕尾槽组成。燕尾条在燕尾槽内滑动或燕尾槽在燕尾条上滑动。他们之间的
配合紧密、平稳、没有松动,可保证光学系统作平稳而准确的直线运动。
直筒显微镜的粗调装于镜臂的上端,斜筒显微镜的粗调装与镜臂下端。
(六)微动调焦机构
微动调焦机构简称微调,是显微镜作精细调焦用的一种慢动装置。它的总调节距离一般为1.8~3mm,由微动手轮控制。
旋转微动手轮时,光学系统的移动非常慢。例如,上升或下降2mm的距离,需要转动十几圈。微调装置常见的有杠
杆式、齿轮式和偏心轮式三种结构。后者在老产品中常见。
1.杠杆式微调
其工作原理如下:当反时针旋转手轮时,螺杆向右移动,杠杆的下端受到挡轮向右的推力作用,使杠杆绕其支点徐徐上
摆,从而推动顶杆上升,直至手轮上的销钉被固定销钉限位为止。
由于顶杆的上端与微动燕尾相连,因此,顶杆上升时,就将微动燕尾抬起,使光学系统向上作微调。在微动燕尾上装有
压缩弹簧。这一弹簧的弹力,通过顶杆传递到杠杆上,使杠杆下端始终紧贴在挡轮的端面上。因此,当顺时针方向旋转
手轮时,杠杆在压缩弹簧的作用下,紧跟挡轮徐徐下摆,顶杆下降,光学系统向下作微调,直至手轮上的销钉被固定销
钉限位为止。
另一种杠杆式的微调它的工作原理与前面一种基本相同。其区别之处是螺母套在螺杆上,螺杆只能在原地转动,不能左
右移动。由于杠杆的下端紧贴着螺母的侧面,限制了螺母的转动。因此,当旋转微调手轮时,螺母只能在螺杆上左右移
动而不能转动。当螺母左右移动时,即带动杠杆绕其支点往复摆动,使顶杆上升或下降,从而带动光学系统作相应的上
升或下降。
2.齿轮式微调
齿轮式微调是一套齿轮组件。微动手轮套在齿轮的两端,轴齿轮→第一级齿轮→第二级齿轮→扇形齿轮,依次咬合。因
此,当旋转手轮时,齿轮组件中的各个齿轮都跟着转动。当扇形齿轮转动时,带动顶杆上升或下降。由于齿轮转动过程
中经过了三次减速。因此,手轮转过一个很大的角度时,扇形齿轮才转动一个很小的角度。再加上顶杆的安装位置距扇
形齿轮的转动轴很近,所以,顶杆的升降很微小。
使用
一、使用环境与工作习惯
(一)使用环境
显微镜的工作场所应当清洁、干燥、无震动、无腐蚀性气体存在。
(二)工作习惯
1.台面和凳子的高度要适当。
2.镜检时,即便用单目显微镜,也须两眼同时睁开。用左眼观察。以便右眼绘图或记录。左手用来旋转微动手轮,右
手用来旋转移动器。如一只眼睁。一只眼闭,眼睛容易疲劳,无法久看。工作时间较长时,可两眼轮流观察。
二、使用前的准备
(一)光学系统的安装
对新购或已经卸掉光学系统的显微镜,使用前必须安装光学系统。安装时,为了防止向下掉灰尘,应按照先上后下的顺
序,即按照目镜、物镜、聚光镜、反射镜的顺序来安装。安装物镜时,应先将镜筒升高,使转换器与载物台之间保持一
定的距离。然后,握住物镜,把它放入转换器的螺丝口处,先略向反时针方向旋转,待物镜配上丝纹后,在按顺时针方
向旋入,旋至中等程度松紧即可。安装三个以上的物镜时,应根据物镜的放大倍数,从小到大顺时针安装,转换物镜时,
不要用手推着物镜旋转,那样会使物镜的光轴歪斜。最好用手捏着转换器的转动盘旋转,或用手扶着与物镜转换器衔接
处的滚花外圆旋转。目镜和物镜装好后,再将聚光器插入载物台的下面的聚光器支架内。插入的高度应使聚光器生至最
高时,聚光镜上透镜的端面稍低于载物台的平面,以免载玻片与聚光器的镜头相碰。然后,将聚光器的固定螺丝旋紧。
对不是电光源的显微镜,最后再把反射镜插入聚光器下面的插孔内。
(二)校正光轴
校正光轴的意义在于使物镜、目镜、聚光镜的主光轴和可变光栏的中心点重合在一条直线上。所以又叫做合轴调节或中
心调节。如果光轴歪斜,会使象差增大,分辨率和清晰度都要下降。
检查方法是将可变光栏开至最大,把低倍物镜旋入光轴,降低镜筒,使物镜与载物台之间的距离小于该物镜的工作距离
(5mm以下)。不放标本,调节反射镜的角度,使视场最亮,或调节光源灯的亮度,使视场明暗合适。
然后,拔掉目镜,直接从镜筒中观察。一边把可变光栏慢慢缩小或打开数次,当光栏关至最小时,光栏的像(此时只有
一点点)应正好落在物镜通光孔的中心。当光栏开大到一定程度时,光栏孔的像应正好与物镜通光孔的黑圈相重合。若
符合上述两个条件,说明它们"合轴"。否则,就需要调整。
目镜和物镜都是固定的,无法进行调整。合轴调节主要是调整聚光镜的位置。有些显微镜设有光轴调节螺丝,其聚光器
支架两旁有两个光轴校正螺丝,调节这两个螺丝,即可合轴。另一种聚光器是由框架上三个相隔120°的螺丝支持住。
其中一个装有弹簧,可以伸缩。另外两个螺丝,可以旋动。调整这两个螺丝,便可合轴。
显微镜的光轴校正好后,如果没有拆下聚光器或其它特殊原因,不必经常校正。
(三)准备好标本
准备好高质量的标本备用
三、反射镜、聚光器的用法和对光方法
(一)反射镜的用法
一般都使用平面反射镜,反射太阳的散射光。只有在光线不足或窗外有干扰时,才使用凹面反射镜。
(二)聚光器的用法
1.聚光器高度的调节
一般的聚光镜,在平行光照射的情况下,其焦点落在它上端透镜平面中心上方约1.25mm处。当使用高倍或油镜时,
由于放大率大,镜像亮度小,需要较强的照明。因此,应把聚光器升至最高,以便使聚光镜的焦点正好落在标本平面上。
但在使用低倍镜时,可将聚光器适当下降。
2.可变光栏的用法可变光栏起两个作用。一是控制射向标本的光通量;二是改变聚光器的数值孔径。在这两个作用中,
后者是主要的。为了使物镜的分辨率得到充分的利用,从原则上说,聚光器的数值孔径应与物镜的相同。否则,分辨率
或清晰度就要下降。
(三)对光方法
对电光源显微镜来说,使用时,只要将光调节在合适的亮度即行。不需要进行对光。但对使用自然光的低档显微镜来说,
要想获得良好的观察效果,必须充分利用照明光线。因此,镜检之前应先对光。对光时,将低倍镜旋入光轴,聚光镜适
当升高,可变光栏开至最大。然后,从目镜中观察,同时转动反射镜,直至视场最明亮、清晰为止。如果利用自然光,
则尽量躲避窗框和窗外树枝的干扰。
四、物镜的正确调焦
对光完成后,升高镜筒,将标本玻片夹在移动器上,并将欲检查的部分移至载物台通光孔的中央,然后开始调焦。
无论作何种检查,均应从低倍镜开始。调焦时,先用粗动手轮将镜筒下降,使低倍镜的前透镜与盖玻片之间的距离略缩
小于该物镜的工作距离(5mm以下)。为了避免物镜压在标本玻片上,可从侧面窥视。然后,一边从目镜中观察视野,
一边利用粗动手轮将镜筒徐徐上升,待初见物像后,改用微动手轮作精细调焦,直至物像最清晰为止。低倍物镜的视场
大,有利于观察标本的全貌。也可利用移动器寻觅观察的目标,如有必要,可将寻得的目标移至视场的中心,为高倍镜
观察作好准备。
从低倍镜转换为高倍镜时,如果物镜是显微镜的原配物镜,所用的载玻片、盖玻片有符合标准,一般都可以进行"等高
转换"。即转换后,只要稍微调节一下微调旋钮,即可看到清晰的图象。但油镜不强求齐焦,最好先将镜筒升高后再转
换,最后按低倍镜的调焦方法重新调焦。
使用油镜的方法如下:先将镜筒升高,取下标本玻片,稍稍降低聚光器,并在聚光器的镜头上滴两滴香柏油(油中不应
有气泡。如有,可用小木签除去),再将标本盖玻片放回原处,把聚光器升高,使载玻片的底面与香柏油接触。这样,
就完成了聚光镜的油浸。接着,在盖玻片上滴上一滴香柏油。然后从侧面窥视,利用粗调使镜筒尽量下降,直至油镜的
前透镜浸没在香柏油中(但尚未接触玻片),这样,又完成了物镜的油浸。然后,一边从目镜中观察,一边利用微动手
轮将镜筒缓缓上升(注意不要拧错了方向,压碎盖玻片),直至视野中出现最清晰的物像为止。
聚光镜的油浸,还可以采用另一种滴油方法:即不直接把油滴在聚光器的镜头上,而是把载玻片翻过来,将油滴在载玻
片的底面上,然后在翻过去,对准放置于聚光器上面,再使聚光器上升。来完成聚光器的油浸。这种方法虽然不那么顺
手,但比较安全。有些人使用玻璃棒直接与聚光镜接触来涂抹香柏油,这种方法容易划伤镜片,不宜采用。
在使用油镜时,允许在聚光镜与标本之间不加香柏油,即聚光镜上仍以空气为介质,但这会牺牲物镜的分辨率。
如果油镜观察后,有需要转回高倍物镜观察,应将盖玻片上的油擦去,以免沾污高倍物镜。但聚光器上的油可以不擦,
只要把光栏适当缩小一点即可。
油镜使用完毕后,要及时将香柏油擦拭干净。镜头上可先用干净的擦镜纸擦干净即行。聚光镜的擦拭方法与此相同。如
标本需要保存,玻片上的香柏油可用"拉纸法"擦拭干净。即将擦镜纸覆盖在玻片上,在纸上滴上一滴二甲苯,趁湿将纸
条平拖着往外拉,连续几次即可擦干净。
最后指出:在整个调焦过程中(尤其是高倍物镜和油镜的调焦),每个动作都要缓慢进行。否则,物像会一闪而过,找
不到观察目标。
维护
一、显微镜的维护
(一)经常性的维护
1.防潮如果室内潮湿,光学镜片容易生霉,生雾。一旦生霉,很难除去。内部的镜片由于不便擦拭,潮湿对其危害性
更大。机械零件受潮,容易生锈。为了防潮,除了选择干燥的房间外,存放地点也应离墙、离地、远离潮湿。显微镜箱
内应放置1~2袋硅胶作干燥剂。
2.防尘光学元件表面落入灰尘,不仅影响光线通过,而且经光学系统放大后,会生成很大的污斑,影响观察。灰尘、砂
粒落入机械部分,还会增加磨损,引起运动受阻,危害同样很大。因此,必须经常保持显微镜的清洁。
3防腐蚀显微镜不能和具有腐蚀性的化学试剂放在一起,如硫酸、盐酸、强碱等。
4.防热防热的目的主要是为了避免热胀冷缩引起的开胶与脱落。
(二)使用中的维护
使用时一定要正确操作,小心谨慎。在不少情况下,仪器的损坏是由于操作粗心或操作方法错误引起的。例如:
1.微调是显微镜机械装置中较精细而又容易损坏的元件,拧到了限位以后,就拧不动了。此时决不能强拧。否则,必
然损坏。调焦时,遇到这样情况,应将微调退回3~5圈,重用粗调调焦,待初见物像后,在改用微调。如能事先将微
调调至中间位置(一般在微动燕尾的侧面上刻有位置标记"-="当微动燕尾上的单线对着两横线的中间时,微调即处于
中间位置),使正反两个方向都有大体相等的调节余量,当然更好。
2.使用高倍镜观察液体标本时,一定要加盖玻片。否则,不仅清晰度下降,而且试液容易浸入高倍镜的镜头内,使镜片
遭受污染和腐蚀。
3油镜使用后,一定要擦拭干净。香柏油在空气中暴露时间过长,就会变稠和干涸,到这时再去擦拭就比较困难了。镜
片上留有油渍,清晰度必然下降。
4仪器出了故障,不要勉强使用。否则,可能引起更大的故障和不良后果。例如,在粗动手轮不灵活时,如果强行旋动,
会使齿轮、赤条变形或损坏。
(三)光学系统的擦拭
平时对显微镜的各光学部分的表面,用干净的毛笔清扫或用擦镜纸擦拭干净即行。在镜片上有摸不掉的污物、油渍或手
印;镜片生霉、生雾;长期挺用后复用时,需要进行比较认真的擦拭。
1.擦拭范围目镜和聚光镜允许拆开。物镜因结构复杂,装配时又要专门的仪器来校正才能恢复原有的精度,故严禁拆开。
拆卸目镜和聚光镜时,要注意以下几点:
(1)小心谨慎
(2)拆卸时要标记各元件的相对位置(可在外壳上划线作标记)、相对顺序和镜片的正反面,以防重装时弄错。
(3)操作环境保持清洁、干燥。拆卸目镜时,只要从两端旋出上下两块透镜即可。目镜内的视场光栏不能移动,否则
会使视场界线模糊,聚光镜旋开后严禁进镜,因其上透镜是油浸的,出厂时经过良好的密封,在分解会破坏它的密封性
2.擦拭方法先用干净的毛笔或吹风球除去镜片表面的灰尘。然后用干净的绒布在镜片中心开始向边缘作螺旋形单向运动。
擦完一次把绒布换个地方,直至擦干净为止。如果镜片上有油渍、污物或指印等擦不掉时,可用柳枝条裹上脱脂棉,蘸
少量酒精和乙醚合液(酒精80%,乙醚20%)擦拭。如果有较重的霉点或霉斑无法除去是4。可用棉签湿后粘上碳酸
钙粉(含量为99%以上)进行擦拭。擦拭后,应将粉末清除干净。镜片是否干净可用可用镜片上的反射光线进行检查。
要注意的是,擦拭前一定要将灰尘除净,否则灰尘中的砂粒会将镜面划起沟纹。不准用毛巾、手帕、衣服等去擦拭。酒
精乙醚混合不可用的太多,以免脱胶。镜片表面有一层紫蓝色的透光膜,不要误作污物来擦拭。
(四)机械部分的擦拭
表面涂漆部分,可用布擦拭。但不能使用酒精、乙醚等有机溶剂,以免脱漆
机械装置故障的排除
(一)粗调部分的故障排除
粗调的主要故障是自动下滑或升降时松紧不一。所谓自动下滑是指镜筒或镜臂静在某一位置时,不经调节,在它本身重
量作用下,自动地慢慢滑下来的现象。其原因是镜筒或镜臂本身的重力大于静摩擦力引起的。解决的办法是增大静摩擦
力,使之≥镜筒或镜臂本身的重力。
直筒显微镜的静摩擦力来源于手轮和齿杆套之间的赛璐珞垫圈。如果手轮和齿轮杆套从两侧把它压得愈紧,静摩擦力就
愈大。调整时,用一只手握住粗动手轮双眼螺母上打有固定销的一端,另一只手用双眼螺母插入无固定销的一端,用力
旋紧,即可制止下滑。
如不奏效,说明垫圈太薄,应将不打固定销的双眼螺母旋出,拔出手轮,更换或加厚垫圈,然后上紧,即可排除故障。
另一种直筒显微镜的粗调机构,其齿杆套是夹头式的,两只螺丝紧压着夹头,使齿轮获得足够的静摩擦力。当下滑是4,
只要适当旋紧这两个螺丝,即可排除故障。
第三种直筒显微镜的粗调机构是压板式的。当下滑时,只要旋紧螺丝,即可制止下滑。
斜筒显微镜的粗调机构。当镜臂自动下滑时,可用两手分别握住手轮,用力拧紧,即可制止下滑,如不奏效,则应更换
较厚的垫圈或锥形轴套。
镜筒自动下滑,往往给人与错觉,误认为是齿轮与齿条配合的太松引起的。于是就在齿轮下加垫片。这样,镜筒的下滑
虽然被暂时止住,但却使齿轮和齿条处于不正常的咬合状态。运动的结果,使得齿轮和齿条都变形。尤其是垫得不平时,
齿条的变形更厉害。结果是一部分咬得紧,一部分咬得松。因此,这种方法不宜采用。
此外,由于粗调机构长久失修,润滑油干枯,升降时会产生不舒服的感觉,甚至可以听到机件的摩擦声。这时,应将机
械装置拆下清洗,上油脂后重新装配。
(二)微调部分故障的排除
微调最常见的故障是卡死与失效。
杠杆式微调的主要故障是卡死。其原因一是由于限位螺钉经常受到摩擦和撞击,产生了摩损和变形;其次是操作时,到
了限位后没有感觉出来,继续用力旋转,使两个零件的限位部分发生对卡。这时,应更换与限位销钉连接的零件、限位
器或限位螺钉、甚至全套微调装置后才行。如果损坏不严重,也可把限位销钉的端面锉去适量,让螺杆多走一圈才限位。
若微调上升时有效,下降时失效,则可能是微动燕尾上的压缩弹簧弹力不足或燕尾槽由于缺油,或撞击变形等原因配合
得过紧所至。前者应更换弹簧,后者应加油或修理燕尾槽。
此外,装配不正确也会使微调失效。例如,缺乏经验者,拆开微调重新装配说,没有把顶杆顶至燕尾上。碰到这种情况,
只要重新装配合适即行。
齿轮式微调的主要故障是失效。原因是限位螺钉长期磨损或到了限位以后继续用力旋转,使限位跳过,造成扇形齿轮过
位脱落所至。这时应更换限位螺钉,并使扇形齿轮正确复位。
微调机构零件细小,结构紧凑,是显微镜中最精细的部分,并且又安装在仪器内部,修理时一定要小心。没有一定把握,
不要随便乱拆。
(三)物镜转换器的故障排除
物镜转换器的主要故障是定位装置失灵。一般是定位弹簧片损坏(变形、断裂、失去弹性、弹簧片的固定螺钉松动等)
所致。更换新弹簧片时,暂不要把固定螺钉旋紧,应按第三节中所讲的方法,先作光轴校正。等合轴以后,在旋转螺丝。
若是内定位式的转换器,则应旋下转动盘中央的大头螺钉,取下转动盘,才能更换定位弹簧片,光轴校正的方法与前面
相同。
(四)聚光器升降机构故障排除
这部分的主要故障也是自动下滑,排除方法如下:
1.直筒显微镜聚光器的升降机构调整时,一只手用双眼螺母扳手插入手轮端面上的双眼螺母内,另一只手用螺丝刀插
入另一端的大头螺钉槽口内,用力旋紧即可制止下滑。
2.斜筒显微镜的升降机构调整时,首先用螺丝刀把双眼螺母中间的驻镙退出1~2圈,轴承垫圈是与驻镙压紧配合的,
因此,也会跟着它一起退出,并脱离齿杆的端面。然后,用双眼螺母扳手把双眼螺母向调节座旋进。同时,用另一只手
转动手轮,进行实验,直到升降机构松紧合适,又能停留在任意位置上时,才停止双眼螺母的旋进。最后,再把驻镙旋
入,是轴承垫圈接触齿杆就行了。
这样调整之所以能够排除故障,是因为调节座的内孔是锥形的。锥形轴套在轴向有槽口。当双眼螺母向里旋进时,将锥
形套向里顶,使锥形套在前进时,槽口变小,内孔收缩,将齿杆夹得更紧,加大了齿轮转动的摩擦阻力,从而制止自动
下降。
其他显微镜简介
一、暗视场显微镜
暗视场显微镜又叫暗视野显微镜。它与普通的显微镜的主要区别是照明方式不同。它用强而窄的斜射光束照射标本,而
又不让光束进入物镜。在没有光进入物镜时,视场是黑暗的,故叫暗视场显微镜。但由于标本中的微粒受光照射后能够
散射光线,当散射光线进入物镜时,在显微镜中能够看到微粒的散射光点,好象微粒本身在发光一样。这道理正如在一
间较暗的室内,从墙上的小孔中射入一束强烈的阳光,我们在光路上能够看见灰尘的存在一样。这种现象,在光学上被
称为丁道尔现象。暗视场显微镜就是根据这一原理设计的。
暗视场显微镜能够观察到0.004μm以上的微粒存在。普通显微镜看不见的微粒,它可以看见。但它只能看到物体的外
表轮廓和运动状态,而不能辨认其内部结构。
从结构上看,只需将普通显微镜更换上一个暗视场聚光器即可变为暗视场显微镜。常用的暗视场显微镜有抛物面形和心
形两种。
它们的共同特点是在聚光镜下面的中央部分设有挡光板。照明光束只能从聚光镜边缘的环行圈内进入,经透射镜的反射
面反射后,斜着射向标本,并在盖玻片上进行全反射。其结果是既照亮了标本。光束又不直接进入物镜,从而达到了暗
视场照明的目的。
二、荧光显微镜
(一)荧光显微镜的工作原理
一些物质在受到人眼所看不到的高能紫外线激发照射时,会产生比原激发波长较长的可见光。人们把这种光叫做荧光。
这种现象叫做荧光现象。有两种荧光现象:一种是受激发光照射时,物质本身能发荧光,叫做自体荧光。另一种是物质
要先经过荧光色素染色,才会产生荧光现象。这后一种被称为继发荧光,在医学检验中大部分的测量都是继发荧光。不
同的荧光物质所需要的激发光的波长不尽相同。而且受激后所产生的荧光光波也不相同。
通过观察物质所发出的荧光来对物质进行研究的显微镜叫做荧光显微镜。
采用荧光显微镜,可以观察到普通显微镜看不见的无色透明的组织或细胞。一般是先将这些标本用荧光色素染色,再将
标本放在荧光显微镜下,用紫外光线照射激发,使标本发出荧光(可见光)然后通过显微镜,观察标本的荧光图象。由
此可见,荧光显微镜的光源不是作为照明用的,而是作为激发光,去激发荧光色素产生荧光。
(二)荧光显微镜的结构
和普通显微镜比较,首先荧光显微镜要有一个能产生高能紫外线的光源。一般采用汞灯或氙灯作紫外光源,也有用钨灯
的。紫外光源因其功率较大(100W以上)尤其是汞灯和氙灯所需要的电压高达上千伏,一般都专门设一个电源箱来供
电。
其次是从光源灯到标本之间,紫外线所经过的所有光学元件,均需使用对紫外线通透性能好的材料如石英制成。普通的
光学玻璃不能透过320nm以下的紫外线。如果所用的激发光线较长,如350nm以上,则普通光学玻璃也能使用。
最后,在光源与标本之间需要设置激发率光片,用以选出照射标本所用的激发光,在标本和目镜之间设有荧光(或曰发
射)滤光片,该滤光片只让荧光通过,而隔断紫外线(紫外线对眼睛有伤害)。激发和荧光滤光片可以各有多块,以便
满足不同的需要。
(三)透射式荧光显微镜
根据光线对标本照射方式不同,荧光显微镜可分为透射式和落射式两种。光路中除了增加了激发光荧光两块滤光片外,
其余部分和普通电光源显微镜基本相同。只是该机为了避免直射入市场,使用了暗视场聚光器。当然,也可以不使用暗
视场聚光器。这种方式适合于观察无色透明的标本,应用较广。但现在已不使用了。
(四)落射式荧光显微镜
从光源发出激发光,经聚光镜会聚,再经聚光镜和激发滤光片后射向分镜。分镜具有这样的特性,它能反射波长较短的
紫外线而让波长较长的荧光通过。激发光经它反射后射向物镜,再经物镜聚光,垂直射向标本。标本受到激发后产生出
荧光。荧光经过物镜和分镜后,到达荧光滤光片。荧光滤光片将标本产生的荧光之外的光滤除掉,而只让荧光通过目镜
送入人眼中。这种装置,光源处在标本的上方,故称为落射式。它适用于观察透明度不好的标本以及各种活体组织。
三、倒置显微镜
倒置显微镜的光路光源灯产生的光经聚光镜照射在标本上。标本经物镜放大、以及转换系统转换后成像在目镜的物方焦
平面上,经目镜再一次放大后,由人眼观察。
照明系统位于标本之上,而物镜则在标本之下,这和一般的生物显微镜正好相反,"倒置"的名字由此而得。
倒置显微镜只是显微镜的形态与正置有区别而已,但都可以配置相差、荧光、DIC、HMC、偏光等装置。
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