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徠卡課堂 | 光學金相顯微鏡的基本組件-物鏡篇（上）

發布時間：2022-07-22

金相顯微鏡
金相顯微鏡的光學系統主要由物鏡、目鏡組成；照明系統由光源、光欄及濾色片等組成。
本篇文章主要介紹物鏡的主要特征

物鏡的主要特征

1.物鏡的放大率

物鏡的放大率用Mo表示
MO=A′B′/ AB =fm/fo（5-12）
式中：fo物鏡的焦距；fm為鏡筒透鏡焦距。
物鏡所成的像為實像、倒立。
生物顯微鏡的物鏡常用的放大率為：4×；10×；40×；63×；100×(油)。
金相顯微鏡物鏡常用的放大率為：5×，10×，20×，50×，100×。除此之外根據樣品觀察的需要，對于低倍的要求，可以配1.25×、1.6×、2.5×物鏡。對于更高倍的要求，可以配150×的物鏡，但由于一般無限遠光學系統的金相顯微鏡，可以通過改變鏡筒透鏡的焦距來實現物鏡放大率的改變，有些使用者要求顯微鏡配置1×、1.5×、2×的中間變倍器，而不是選擇100×以上的物鏡。

2物鏡的數值孔徑

物體一點所發出的光線中，通過系統光闌最外側光線的入射角叫孔徑角u，該角的正弦值sinu和介質折射率n乘積為數值孔徑，用N·A表示，見圖

N·A= n*sin a/2
式中：n為物鏡與試樣之間的介質折射率。在干燥空氣中n=1。在油浸系統香柏油中n=1.515；甘油中n=1.473；水中n=1.333。
數值孔徑表示物鏡的聚光能力，增大聚光能力，可提高物鏡的鑒別率。

數值孔徑(NA.)是物鏡的物理特性
數值孔徑兩個要素：物鏡的直徑(D)，工作距離(WD)

不同數值孔徑的分辨率：

3.物鏡的景深
景深又稱焦點深度，簡稱焦深，表示物鏡對于高低不平物體能清晰成像的能力。

數值孔徑越大，景深越小
分辨率越高，景深越小
被觀察物體周圍介質的折射率加大,可增大景深

4.物鏡的分辨率

分辨率是物鏡能將兩個物點清晰分辨的最大能力，用兩個物點能清晰分辨的最小距離d的倒數表示。物體通過光學儀器成像時，每一物點對應一像點，但由于光的衍射，物點的像不再是個幾何點，而是不一定大小的衍射亮斑。靠近的兩個物點所形成兩個亮斑，如果互相重疊則使兩個物點分辨不清，從而限制了光學系統的分辨率。顯然，像面上衍射圖像亮斑半徑愈大，系統的分辨率則越小。下圖中A1’A2’為物點A1A2的衍射圖像，呈同心環狀，中心的光線強度最大，衍射環的光線強度隨環的直徑增大而逐漸減弱。