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'''光学显微镜'''（Optical microscope、Light microscope）是一种利用[[光学]][[透镜]]产生[[影像]]放大效应的[[显微镜]]。 | '''光学显微镜'''（Optical microscope、Light microscope）是一种利用[[光学]][[透镜]]产生[[影像]]放大效应的[[显微镜]]。 | ||
| − | 由[[物体]]入射的[[光]]被至少两个光学系统（[[物镜]]和[[目镜]]）放大。首先物镜产生一个被放大实像，人眼通过作用相当于放大镜的目镜观察这个已经被放大了的实像。一般的光学显微镜有多个可以替换的物镜，这样观察者可以按需要更换放大倍数，也就是增加放大倍率，放大倍率是由目鏡倍率乘上物鏡倍率所得來的。这些物镜一般被安置在一个可以转动的物鏡盤上，转动物镜盘就可以使不同的物镜方便地进入光路，物鏡盤的英文是Nosepiece，又譯作 | + | 由[[物体]]入射的[[光]]被至少两个光学系统（[[物镜]]和[[目镜]]）放大。首先物镜产生一个被放大实像，人眼通过作用相当于放大镜的目镜观察这个已经被放大了的实像。一般的光学显微镜有多个可以替换的物镜，这样观察者可以按需要更换放大倍数，也就是增加放大倍率，放大倍率是由目鏡倍率乘上物鏡倍率所得來的。这些物镜一般被安置在一个可以转动的物鏡盤上，转动物镜盘就可以使不同的物镜方便地进入光路，物鏡盤的英文是Nosepiece，又譯作鼻輪。 |
十八世纪，光学显微镜的放大倍率已经提高到了1000倍，使人们能用眼睛看清[[微生物]]体的形态、大小和一些内部结构。直到物理学家发现了放大倍率与分辨率之间的规律，人们才知道光学显微镜的分辨率是有极限的，分辨率的这一极限限制了放大倍率的无限提高，1600倍成了光学显微镜放大倍率的最高极限，使得形态学的应用在许多领域受到了很大限制。光学显微镜的分辨率受到光波长的限制，一般不超过0.3微米。假如显微镜使用[[紫外线]]作为光源或物体被放在油中的话，分辨率还可以得到提高。 | 十八世纪，光学显微镜的放大倍率已经提高到了1000倍，使人们能用眼睛看清[[微生物]]体的形态、大小和一些内部结构。直到物理学家发现了放大倍率与分辨率之间的规律，人们才知道光学显微镜的分辨率是有极限的，分辨率的这一极限限制了放大倍率的无限提高，1600倍成了光学显微镜放大倍率的最高极限，使得形态学的应用在许多领域受到了很大限制。光学显微镜的分辨率受到光波长的限制，一般不超过0.3微米。假如显微镜使用[[紫外线]]作为光源或物体被放在油中的话，分辨率还可以得到提高。 | ||
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依光源的不同，還有[[螢光顯微鏡]]、[[共聚焦顯微鏡]]等類別。 | 依光源的不同，還有[[螢光顯微鏡]]、[[共聚焦顯微鏡]]等類別。 | ||
==历史发展== | ==历史发展== | ||
| − | 早在公元前一世纪，人们就已发现通过球形透明物体去观察微小物体时，可以使其放大成像。后来逐渐对球形玻璃表面能使物体放大成像的规律有了认识。1590年，荷兰和意大利的眼镜制造者已经造出类似显微镜的放大仪器。1610年前后，意大利的伽利略和德国的开普勒在研究望远镜的同时，改变物镜和目镜之间的距离，得出合理的显微镜光路结构，当时的光学工匠纷纷从事显微镜的制造、推广和改进 | + | 早在公元前一世纪，人们就已发现通过球形透明物体去观察微小物体时，可以使其放大成像。后来逐渐对球形[[ 玻璃]] 表面能使物体放大成像的规律有了认识。1590年，[[ 荷兰]] 和[[ 意大利]] 的眼镜制造者已经造出类似显微镜的放大仪器。1610年前后，意大利的伽利略和德国的开普勒在研究望远镜的同时，改变物镜和目镜之间的距离，得出合理的显微镜光路结构，当时的光学工匠纷纷从事显微镜的制造、推广和改进。 |
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| + | 17世纪中叶，[[英国]]的[[罗伯特·胡克]]和[[荷兰]]的[[列文虎克]]，都对显微镜的发展作出了卓越的贡献。1665年前后，胡克在显微镜中加入粗动和微动调焦机构、照明系统和承载标本片的工作台。这些部件经过不断改进，成为现代显微镜的基本组成部分。 | ||
| − | 1673~1677年期间，列文·虎克制成单组元放大镜式的高倍显微镜，其中九台保存至今。胡克和列文·虎克利用自制的显微镜，在动、植物机体微观结构的研究方面取得了杰出的成就。19世纪，高质量消色差浸液物镜的出现，使显微镜观察微细结构的能力大为提高。1827年阿米奇第一个采用了浸液物镜。19世纪70年代，德国人阿贝奠定了显微镜成像的古典理论基础。这些都促进了显微镜制造和显微观察技术的迅速发展，并为19世纪后半叶包括科赫、巴斯德等在内的生物学家和医学家发现细菌和微生物提供了有力的工具。 | + | 1673~1677年期间，列文·虎克制成单组元放大镜式的高倍显微镜，其中九台保存至今。胡克和列文·虎克利用自制的显微镜，在动、植物机体微观结构的研究方面取得了杰出的成就。19世纪，高质量消色差浸液物镜的出现，使显微镜观察微细结构的能力大为提高。1827年[[ 阿米奇]] 第一个采用了浸液物镜。19世纪70年代，德国人阿贝奠定了显微镜成像的古典理论基础。这些都促进了显微镜制造和显微观察技术的迅速发展，并为19世纪后半叶包括[[ 科赫]] 、[[ 巴斯德]] 等在内的[[ 生物学家]] 和[[ 医学家]] 发现[[ 细菌]] 和微生物提供了有力的工具。 |
| − | 在显微镜本身结构发展的同时，显微观察技术也在不断创新 | + | 在显微镜本身结构发展的同时，显微观察技术也在不断创新 ：1850 年出现了偏光显微术 ；1893 年出现了干涉显微术 ；1935 年荷兰物理学家泽尔尼克创造了[[ 相衬显微术]] ，他为此在1953年获得了[[ 诺贝尔物理学奖]] 。 |
| − | 古典的光学显微镜只是光学元件和精密机械元件的组合，它以人眼作为接收器来观察放大的像。后来在显微镜中加入了摄影装置，以感光胶片作为可以记录和存储的接收器。现代又普遍采用光电元件、电视摄象管和电荷耦合器等作为显微镜的接收器，配以微型电子计算机后构成完整的图象信息采集和处理系统。 | + | 古典的光学显微镜只是光学元件和精密机械元件的组合，它以人眼作为接收器来观察放大的像。后来在显微镜中加入了摄影装置，以[[ 感光胶片]] 作为可以记录和存储的接收器。现代又普遍采用光电元件、[[ 电视]][[ 摄象管]] 和[[ 电荷耦合器]] 等作为显微镜的接收器，配以微型电子计算机后构成完整的图象信息采集和处理系统。 |
| − | 表面为曲面的玻璃或其他透明材料制成的光学透镜可以使物体放大成像，光学显微镜就是利用这一原理把微小物体放大到人眼足以观察的尺寸。近代的光学显微镜通常采用两级放大，分别由物镜和目镜完成。被观察物体位于物镜的前方，被物镜作第一级放大后成一倒立的实象，然后此实像再被目镜作第二级放大，成一虚象，人眼看到的就是虚像。而显微镜的总放大倍率就是物镜放大倍率和目镜放大倍率的乘积。放大倍率是指直线尺寸的放大比，而不是面积比。 | + | 表面为曲面的[[ 玻璃]] 或其他透明材料制成的[[ 光学透镜]] 可以使物体放大成像，光学显微镜就是利用这一原理把微小物体放大到人眼足以观察的尺寸。近代的光学显微镜通常采用两级放大，分别由[[ 物镜]] 和[[ 目镜]] 完成。被观察物体位于物镜的前方，被物镜作第一级放大后成一倒立的实象，然后此实像再被目镜作第二级放大，成一虚象，人眼看到的就是虚像。而显微镜的总放大倍率就是物镜放大倍率和目镜放大倍率的乘积。放大倍率是指直线尺寸的放大比，而不是面积比。 |
於 2020年2月22日 (六) 18:18 的修訂
中文名稱 光學顯微鏡
外文名稱 Optical Microscope
原理 光學原理
目的 供人們提取微細結構信息
光學顯微鏡（Optical microscope、Light microscope）是一種利用光學透鏡產生影像放大效應的顯微鏡。
由物體入射的光被至少兩個光學系統（物鏡和目鏡）放大。首先物鏡產生一個被放大實像，人眼通過作用相當於放大鏡的目鏡觀察這個已經被放大了的實像。一般的光學顯微鏡有多個可以替換的物鏡，這樣觀察者可以按需要更換放大倍數，也就是增加放大倍率，放大倍率是由目鏡倍率乘上物鏡倍率所得來的。這些物鏡一般被安置在一個可以轉動的物鏡盤上，轉動物鏡盤就可以使不同的物鏡方便地進入光路，物鏡盤的英文是Nosepiece，又譯作鼻輪。
十八世紀，光學顯微鏡的放大倍率已經提高到了1000倍，使人們能用眼睛看清微生物體的形態、大小和一些內部結構。直到物理學家發現了放大倍率與分辨率之間的規律，人們才知道光學顯微鏡的分辨率是有極限的，分辨率的這一極限限制了放大倍率的無限提高，1600倍成了光學顯微鏡放大倍率的最高極限，使得形態學的應用在許多領域受到了很大限制。光學顯微鏡的分辨率受到光波長的限制，一般不超過0.3微米。假如顯微鏡使用紫外線作為光源或物體被放在油中的話，分辨率還可以得到提高。
分類
光學顯微鏡依樣品的不同可分為反射式和透射式。反射顯微鏡的物體一般是不透明的，光從上面照在物體上，被物體反射的光進入顯微鏡。這種顯微鏡經常被用來觀察固體等，多應用在工學、材料領域，在正立顯微鏡中，此類顯微鏡又稱作金相顯微鏡。透射顯微鏡的物體是透明的或非常薄，光從可透過它進入顯微鏡。這種顯微鏡常被用來觀察生物組織。
光學顯微鏡依其聚光鏡(condenser)和物鏡(Objective)的設計，可用來觀察不同的樣品。明視野(Brightfield)用來觀察薄的染色生物組織樣品，暗視野(Darkfield)功能的視野下，背景為黑色，能突顯樣品的細微面貌，觀察未染色樣品時，如活細胞，可利用相位差(Phase)功能。另外還有微分干涉差(differential interference contrast，DIC)功能，都常搭配在光學顯微鏡上。 依光源的不同，還有螢光顯微鏡、共聚焦顯微鏡等類別。
歷史發展
早在公元前一世紀，人們就已發現通過球形透明物體去觀察微小物體時，可以使其放大成像。後來逐漸對球形玻璃表面能使物體放大成像的規律有了認識。1590年，荷蘭和意大利的眼鏡製造者已經造出類似顯微鏡的放大儀器。1610年前後，意大利的伽利略和德國的開普勒在研究望遠鏡的同時，改變物鏡和目鏡之間的距離，得出合理的顯微鏡光路結構，當時的光學工匠紛紛從事顯微鏡的製造、推廣和改進。
17世紀中葉，英國的羅伯特·胡克和荷蘭的列文虎克，都對顯微鏡的發展作出了卓越的貢獻。1665年前後，胡克在顯微鏡中加入粗動和微動調焦機構、照明系統和承載標本片的工作檯。這些部件經過不斷改進，成為現代顯微鏡的基本組成部分。
1673~1677年期間，列文·虎克製成單組元放大鏡式的高倍顯微鏡，其中九台保存至今。胡克和列文·虎克利用自製的顯微鏡，在動、植物機體微觀結構的研究方面取得了傑出的成就。19世紀，高質量消色差浸液物鏡的出現，使顯微鏡觀察微細結構的能力大為提高。1827年阿米奇第一個採用了浸液物鏡。19世紀70年代，德國人阿貝奠定了顯微鏡成像的古典理論基礎。這些都促進了顯微鏡製造和顯微觀察技術的迅速發展，並為19世紀後半葉包括科赫、巴斯德等在內的生物學家和醫學家發現細菌和微生物提供了有力的工具。
在顯微鏡本身結構發展的同時，顯微觀察技術也在不斷創新：1850年出現了偏光顯微術；1893年出現了干涉顯微術；1935年荷蘭物理學家澤爾尼克創造了相襯顯微術，他為此在1953年獲得了諾貝爾物理學獎。
古典的光學顯微鏡只是光學元件和精密機械元件的組合，它以人眼作為接收器來觀察放大的像。後來在顯微鏡中加入了攝影裝置，以感光膠片作為可以記錄和存儲的接收器。現代又普遍採用光電元件、電視攝象管和電荷耦合器等作為顯微鏡的接收器，配以微型電子計算機後構成完整的圖象信息採集和處理系統。
表面為曲面的玻璃或其他透明材料製成的光學透鏡可以使物體放大成像，光學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。近代的光學顯微鏡通常採用兩級放大，分別由物鏡和目鏡完成。被觀察物體位於物鏡的前方，被物鏡作第一級放大後成一倒立的實象，然後此實像再被目鏡作第二級放大，成一虛象，人眼看到的就是虛像。而顯微鏡的總放大倍率就是物鏡放大倍率和目鏡放大倍率的乘積。放大倍率是指直線尺寸的放大比，而不是面積比。