『壹』 光學顯微鏡的性能參數有哪些這些參數間的影響和制約關系如何
一、數值孔徑
數值孔徑簡寫NA,數值孔徑是物鏡和聚光鏡的主要技術參數,是判斷兩者(尤其對物鏡而言)性能高低的重要標志。其數值的大小,分別標刻在物鏡和聚光鏡的外殼上。
數值孔徑(NA)是物鏡前透鏡與被檢物體之間介質的折射率(n)和孔徑角(u)半數的正弦之乘積。用公式表示如下:NA=nsinu/2
孔徑角又稱"鏡口角",是物鏡光軸上的物體點與物鏡前透鏡的有效直徑所形成的角度。孔徑角越大,進入物鏡的光通亮就越大,它與物鏡的有效直徑成正比,與焦點的距離成反比。
顯微鏡觀察時,若想增大NA值,孔徑角是無法增大的,唯一的辦法是增大介質的折射率n值。基於這一原理,就產生了水浸物鏡和油浸物鏡,因介質的折射率n值大於1,NA值就能大於1。
數值孔徑最大值為1.4,這個數值在理論上和技術上都達到了極限。目前,有用折射率高的溴萘作介質,溴萘的折射率為1.66,所以NA值可大於1.4。
這里必須指出,為了充分發揮物鏡數值孔徑的作用,在觀察時,聚光鏡的NA值應等於或略大於物鏡的NA值。
數值孔徑與其他技術參數有著密切的關系,它幾乎決定和影響著其他各項技術參數。它與解析度成正比,與放大率成正比,與焦深成反比,NA值增大,視場寬度與工作距離都會相應地變小。
二、解析度
顯微鏡的解析度指能被顯微鏡清晰區分的兩個物點的最小間距,又稱「鑒別率」。其計算公式是σ=λ/NA
式中σ為最小分辨距離;λ為光線的波長;NA為物鏡的數值孔徑。可見物鏡的解析度是由物鏡的NA值與照明光源的波長兩個因素決定。NA值越大,照明光線波長越短,則σ值越小,解析度就越高。
要提高解析度,即減小σ值,可採取以下措施:
1、降低波長λ值,使用短波長光源。
2、增大介質n值以提高NA值(NA=nsinu/2)。
3、增大孔徑角u值以提高NA值。
4、增加明暗反差。
三、放大率和有效放大率
由於經過物鏡和目鏡的兩次放大,所以顯微鏡總的放大率Γ應該是物鏡放大率β和目鏡放大率Γ1的乘積:
Γ=βΓ1
顯然,和放大鏡相比,顯微鏡可以具有高得多的放大率,並且通過調換不同放大率的物鏡和目鏡,能夠方便地改變顯微鏡的放大率。
放大率也是顯微鏡的重要參數,但也不能盲目相信放大率越高越好。顯微鏡放大倍率的極限即有效放大倍率。
解析度和放大倍率是兩個不同的但又互有聯系的概念。有關系式:500NA<Γ<1000NA
當選用的物鏡數值孔徑不夠大,即解析度不夠高時,顯微鏡不能分清物體的微細結構,此時即使過度地增大放大倍率,得到的也只能是一個輪廓雖大但細節不清的圖像,稱為無效放大倍率。反之如果解析度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。所以為了充分發揮顯微鏡的分辨能力,應使數值孔徑與顯微鏡總放大倍率合理匹配。
四、焦深
焦深為焦點深度的簡稱,即在使用顯微鏡時,當焦點對准某一物體時,不僅位於該點平面上的各點都可以看清楚,而且在此平面的上下一定厚度內,也能看得清楚,這個清楚部分的厚度就是焦深。焦深大,可以看到被檢物體的全層,而焦深小,則只能看到被檢物體的一薄層,焦深與其他技術參數有以下關系:
1、焦深與總放大倍數及物鏡的數值孔徑成反比。
2、焦深大,解析度降低。
由於低倍物鏡的景深較大,所以在低倍物鏡照相時造成困難。在顯微照相時將詳細介紹。
五、視場直徑(FieldOfView)
觀察顯微鏡時,所看到的明亮的圓形范圍叫視場,它的大小是由目鏡里的視場光闌決定的。
視場直徑也稱視場寬度,是指在顯微鏡下看到的圓形視場內所能容納被檢物體的實際范圍。視場直徑愈大,愈便於觀察。
有公式:
F=FN/β
式中F-視場直徑;
FN-視場數(FieldNumber,簡寫為FN,標刻在目鏡的鏡筒外側);
β-物鏡放大率。
由公式可看出:
1、視場直徑與視場數成正比。
2、增大物鏡的倍數,則視場直徑減小。因此,若在低倍鏡下可以看到被檢物體的全貌,而換成高倍物鏡,就只能看到被檢物體的很小一部份。
六、覆蓋差
顯微鏡的光學系統也包括蓋玻片在內。由於蓋玻片的厚度不標准,光線從蓋玻片進入空氣產生折射後的光路發生了改變,從而產生了相差,這就是覆蓋差。覆蓋差的產生影響了顯微鏡的成響質量。
國際上規定,蓋玻片的標准厚度為0.17mm,許可范圍在0.16-0.18mm,在物鏡的製造上已將此厚度范圍的相差計算在內。物鏡外殼上標的0.17,即表明該物鏡所要求的蓋玻片的厚度。
七、工作距離WD
工作距離也叫物距,即指物鏡前透鏡的表面到被檢物體之間的距離。鏡檢時,被檢物體應處在物鏡的一倍至二倍焦距之間。因此,它與焦距是兩個概念,平時習慣所說的調焦,實際上是調節工作距離。
在物鏡數值孔徑一定的情況下,工作距離短孔徑角則大。
數值孔徑大的高倍物鏡,其工作距離小
『貳』 望遠鏡最大倍數是多少倍
普遍使用的光學望遠鏡,軍隊使用也好,民用也好,雙筒的倍數可以達到20倍,天文望遠鏡的倍數可以達到200倍,倍數再升高像質就很差,基本無實用價值。
望遠鏡是一種利用透鏡或反射鏡以及其他光學器件觀測遙遠物體的光學儀器。利用通過透鏡的光線折射或光線被凹鏡反射使之進入小孔並會聚成像,再經過一個放大目鏡而被看到。又稱「千里鏡」。
望遠鏡的第一個作用是放大遠處物體的張角,使人眼能看清角距更小的細節。
望遠鏡第二個作用是把物鏡收集到的比瞳孔直徑(最大8毫米)粗得多的光束,送入人眼,使觀測者能看到原來看不到的暗弱物體。

『叄』 顯微鏡的放大倍數多少才是高倍鏡,如何確定的
高倍物鏡為10x目鏡與40x物鏡,以蔡司物鏡為基準的。
物鏡的結構復雜,製作精密,由於對像差的校正,金屬的物鏡筒內由相隔一定距離並被固定的透鏡組組合而成。物鏡有許多具體的要求,如合軸,齊焦。
齊焦既在鏡檢時,當用某一倍率的物鏡觀察圖像清晰後,在轉換另一倍率的物鏡時,其成像亦應基本清晰,而且像的中心偏離也應該在一定的范圍內,也就是合軸程度。齊焦性能的優劣和合軸程度的高低是顯微鏡質量的一個重要標志,它是與物鏡的本身質量和物鏡轉換器的精度有關。

(3)儀器高放大倍率讓哪些指標變差擴展閱讀
成像原理
1、光學顯微鏡
光學顯微鏡主要由目鏡、物鏡、載物台和反光鏡組成。目鏡和物鏡都是凸透鏡,焦距不同。物鏡的凸透鏡焦距小於目鏡的凸透鏡的焦距。物鏡相當於投影儀的鏡頭,物體通過物鏡成倒立、放大的實像。目鏡相當於普通的放大鏡,該實像又通過目鏡成正立、放大的虛像。
經顯微鏡到人眼的物體都成倒立放大的虛像。反光鏡用來反射,照亮被觀察的物體。反光鏡一般有兩個反射面:平面鏡,在光線較強時使用;凹面鏡,在光線較弱時使用,可會聚光線。
2、電子顯微鏡
電子顯微鏡是根據電子光學原理,用電子束和電子透鏡代替光束和光學透鏡,使物質的細微結構在非常高的放大倍數下成像的儀器。
電子顯微鏡的分辨能力以它所能分辨的相鄰兩點的最小間距來表示。20世紀70年代,透射式電子顯微鏡的解析度約為0.3納米(人眼的分辨本領約為0.1毫米)。
電子顯微鏡最大放大倍率超過300萬倍,而光學顯微鏡的最大放大倍率約為2000倍,所以通過電子顯微鏡就能直接觀察到某些重金屬的原子和晶體中排列整齊的原子點陣。
『肆』 佳能鏡頭技術指標放大倍率是什麼意思
1、鏡頭的放大倍率是指鏡頭的最大放大能力,一般,它是在鏡頭的最大焦距和最近對焦距離下的放大能力。
2、數值大小是指拍攝的影像的尺度(寬度或高度)與相機感測器的尺度的比較數據。
比如,135相機的感測器寬度是3.6厘米,如果拍攝出的最大影像也是3.6厘米(拍攝尺子,尺子在影像中的從左邊到右邊跨度為3.6厘米),那麼我們就說這款鏡頭的放大倍率是1;如果拍攝出的最大影像是7.2厘米(從左邊到右邊跨度為7.2厘米),那麼我們就說這款鏡頭的放大倍率是0.5。鏡頭的放大倍率有兩種表達形式,一種是比數,如1:3;另一種是小數,如0.33。
二者之間的關系是:比數的右邊數字越大,放大倍率越小;小數的數字越大,放大倍率越大。如:1:8是0.125;1:5是0.2;1:3是0.33;1:2是0.5,1:1是1.0。
因此,看見比數大的時候,這款鏡頭的最大放大能力差;而看見小數大的時候,這款鏡頭的最大放大能力強。
『伍』 望遠鏡的作用
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望遠鏡的基本原理
望遠鏡是一種用於觀察遠距離物體的目視光學儀器,能把遠物很小的張角按一定倍率放大,使之在像空間具有較大的張角,使本來無法用肉眼看清或分辨的物體變清晰可辨。所以,望遠鏡是天文和地面觀測中不可缺少的工具。它是一種通過物鏡和目鏡使入射的平行光束仍保持平行射出的光學系統。根據望遠鏡原理一般分為三種。
一種通過收集電磁波來觀察遙遠物體的儀器。在日常生活中,望遠鏡主要指光學望遠鏡。但是在現代天文學中,天文望遠鏡包括了射電望遠鏡,紅外望遠鏡,X射線和伽嗎射線望遠鏡。近年來天文望遠鏡的概念又進一步地延伸到了引力波,宇宙射線和暗物質的領域。
在日常生活中,光學望遠鏡通常是呈筒狀的一種光學儀器,它通過透鏡的折射,或者通過凹反射鏡的反射使光線聚焦直接成像,或者再經過一個放大目鏡進行觀察。日常生活中的光學望遠鏡又稱「千里鏡」。它主要包括業余天文望遠鏡,觀劇望遠鏡和軍用雙筒望遠鏡。
常用的雙筒望遠鏡還為減小體積和翻轉倒像的目的,需要增加棱鏡系統,棱鏡系統按形式不同可分為別漢棱鏡系統和保羅棱鏡系統,兩種系統的原理及應用是相似的。
個人使用的小型手持式望遠鏡不宜使用過大放大倍率,一般以3~12倍為宜,倍數過大時,成像清晰度就會變差,同時抖動嚴重,超過12倍的望遠鏡一般使用三角架等方式加以固定。
『陸』 物鏡目鏡放大倍數口訣是什麼
目鏡焦距越長,放大倍數越高;物鏡焦距越短,放大倍數越高。
一般目鏡的放大倍率是8X、10X、15X、和20X。這些倍數是與正常人的能看清楚的最短明視距離,D250mm,比較得到的,所以目鏡的焦距可以用250mm除以放大倍率而計算出來。雖然被接受的標准距離是250mm,但現在的顯微鏡會設計成只有160mm的焦距,使得儀器變得非常的緊湊。
物鏡的放大倍數是指物鏡在線長度上放大實物倍數的能力指標。有兩種表示方法,一種是直接在物鏡上刻度出如8×、10×、45×等;另一種則是在物鏡上刻度出該物鏡的焦距f,焦距越短,放大倍數越高。

使用顯微鏡注意事項:
1、持鏡時必須是右手握臂、左手托座的姿勢,不可單手提取,以免零件脫落或碰撞到其它地方。
2、輕拿輕放,不可把顯微鏡放置在實驗台的邊緣,應放在距邊緣10cm處,以免碰翻落地。
3、保持顯微鏡的清潔,光學和照明部分只能用擦鏡紙擦拭,切忌口吹手摸或用布擦,機械部分用布擦拭。
4、水滴、酒精或其它葯品切勿接觸鏡頭和鏡台,如果玷污應立即用擦鏡紙擦凈。
5、放置玻片標本時要對准通光孔中央,且不能反放玻片,防止壓壞玻片或碰壞物鏡。
6、要養成兩眼同時睜開觀察的習慣,以左眼觀察視野,右眼用以繪圖。
7、不要隨意取下目鏡,以防止塵土落入物鏡,也不要任意拆卸各種零件,以防損壞。
『柒』 望遠鏡倍數越高越好嗎
不是的。望遠鏡的放大倍數要適中才好,主要有如下限制:
1、放大倍數太大,不宜穩定。
雙筒望遠鏡一般用手持,超過10倍左右晃動厲害,不利於觀察,眼睛容易疲勞,甚至引起惡心。固定望遠鏡倍數太大也會因為風吹草動引起震動。對於自己,12倍為手持極限,而且觀察時最好肘部有依託,身體或望遠鏡依附某些固定物體。
2、放大倍數大,則實際視野相應減少。
一般來講,倍數越大,可同時觀察的區域就越小。這不僅僅是因為目鏡的原因,即便目鏡在焦距變化時能夠保持視在視角不變(例如60度),也會因觀察區域的減小使得視野與放大倍數成反比變小。
這樣,就不利於發現和尋找目標,對於經常變換目標的觀察觀測尤其不利。即便是找好了目標,架子稍有晃動就容易失去目標。對於沒有自動跟蹤裝置的,要經常手動調節才能使目標保持在視野范圍之內。
3、在相同物鏡口徑的情況下,倍數越大,亮度成平方反比越低。
例如口徑50mm,7倍時亮度(指數)為50,10倍為25、15倍為11、25倍為4,而物體的亮度的減小會直接影響人眼的觀察效果(人眼的分辨能力、色彩能力均隨著亮度的減小而變得越來越差)。
一般來講,白天亮度小於5、夜間亮度小於20時,觀察暗弱物體就很難。大口徑的望遠鏡在這一點上就具備優勢,例如,口徑300mm的反射鏡,放大50倍時,亮度仍為36(非常亮)。另外,觀察太陽系亮天體時,由於亮度高,基本不受此限制。
4、大倍數的取得一般通過短焦距的目鏡來進行的。
目鏡焦距短,會造成鏡目距離(即出瞳距離)小、視在角度小等遺憾,造成觀察不舒服、不適合戴眼鏡者等問題。
5、大氣本身等觀測條件的不理想也限制了最高的放大率。
大氣有個寧靜度,好者可以達到1角秒以下,盡管這樣,對於人眼最好1角分的分辨能力,放大倍數超過100就會受影響,例如看月面會產生「蒸汽」上升的抖動效果,角度越低現象越嚴重。如果觀察時大氣寧靜度很好,就可以相應選擇更高一點的放大倍數。

望遠鏡成像原理:
要了解雙筒望遠鏡的成像原理,首先要熟悉望遠鏡的一些知識。實際上,雙筒望遠鏡無非是把兩個鏡筒組合在一起,便成了雙筒望遠鏡。望遠鏡的最前端有一個鏡片,即物鏡。其作用是收集光線,將光組合成可見的影像,將影像放大,然後將光傳輸到目鏡,進而進入視線。
所見物體或景物放大的倍率取決於目鏡的焦距,對於雙筒望遠鏡來說,倍率一般介於5x到10x之間。下圖是雙筒望遠鏡的簡易成像原
如果只有物鏡和目鏡,那麼望遠鏡產生的影像會成倒立狀,這對於觀看天文並不會產生影響,因為在太空中的物體是不分正立倒立和左右的。然而在觀鳥或是觀看棒球賽事時,正立的影像卻是必需的。這正是為什麼雙筒望遠鏡會在物鏡和目鏡之間放入矯正鏡片—棱鏡。
棱鏡被安置在物鏡和目鏡之間,並由鏡筒外層機殼環繞,起到保護作用。棱鏡的功能跟普通鏡子無異,只是沒有反射背面而已。棱鏡系統可分為屋脊棱鏡式和普羅棱鏡式,按材質又可分為BaK-4材質和BK7材質。
『捌』 儀表放大器的放大倍數推導公式是什麼
儀表放大器的放大倍數推導公式如圖所示:
