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仪器高放大倍率让哪些指标变差

发布时间:2022-04-09 00:16:29

『壹』 光学显微镜的性能参数有哪些这些参数间的影响和制约关系如何

一、数值孔径

数值孔径简写NA,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)性能高低的重要标志。其数值的大小,分别标刻在物镜和聚光镜的外壳上。

数值孔径(NA)是物镜前透镜与被检物体之间介质的折射率(n)和孔径角(u)半数的正弦之乘积。用公式表示如下:NA=nsinu/2

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的折射率n值。基于这一原理,就产生了水浸物镜和油浸物镜,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1.4,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1.66,所以NA值可大于1.4。

这里必须指出,为了充分发挥物镜数值孔径的作用,在观察时,聚光镜的NA值应等于或略大于物镜的NA值。

数值孔径与其他技术参数有着密切的关系,它几乎决定和影响着其他各项技术参数。它与分辨率成正比,与放大率成正比,与焦深成反比,NA值增大,视场宽度与工作距离都会相应地变小。

二、分辨率

显微镜的分辨率指能被显微镜清晰区分的两个物点的最小间距,又称“鉴别率”。其计算公式是σ=λ/NA

式中σ为最小分辨距离;λ为光线的波长;NA为物镜的数值孔径。可见物镜的分辨率是由物镜的NA值与照明光源的波长两个因素决定。NA值越大,照明光线波长越短,则σ值越小,分辨率就越高。

要提高分辨率,即减小σ值,可采取以下措施:

1、降低波长λ值,使用短波长光源。

2、增大介质n值以提高NA值(NA=nsinu/2)。

3、增大孔径角u值以提高NA值。

4、增加明暗反差。

三、放大率和有效放大率

由于经过物镜和目镜的两次放大,所以显微镜总的放大率Γ应该是物镜放大率β和目镜放大率Γ1的乘积:

Γ=βΓ1

显然,和放大镜相比,显微镜可以具有高得多的放大率,并且通过调换不同放大率的物镜和目镜,能够方便地改变显微镜的放大率。

放大率也是显微镜的重要参数,但也不能盲目相信放大率越高越好。显微镜放大倍率的极限即有效放大倍率。

分辨率和放大倍率是两个不同的但又互有联系的概念。有关系式:500NA<Γ<1000NA

当选用的物镜数值孔径不够大,即分辨率不够高时,显微镜不能分清物体的微细结构,此时即使过度地增大放大倍率,得到的也只能是一个轮廓虽大但细节不清的图像,称为无效放大倍率。反之如果分辨率已满足要求而放大倍率不足,则显微镜虽已具备分辨的能力,但因图像太小而仍然不能被人眼清晰视见。所以为了充分发挥显微镜的分辨能力,应使数值孔径与显微镜总放大倍率合理匹配。

四、焦深

焦深为焦点深度的简称,即在使用显微镜时,当焦点对准某一物体时,不仅位于该点平面上的各点都可以看清楚,而且在此平面的上下一定厚度内,也能看得清楚,这个清楚部分的厚度就是焦深。焦深大,可以看到被检物体的全层,而焦深小,则只能看到被检物体的一薄层,焦深与其他技术参数有以下关系:

1、焦深与总放大倍数及物镜的数值孔径成反比。

2、焦深大,分辨率降低。

由于低倍物镜的景深较大,所以在低倍物镜照相时造成困难。在显微照相时将详细介绍。

五、视场直径(FieldOfView)

观察显微镜时,所看到的明亮的圆形范围叫视场,它的大小是由目镜里的视场光阑决定的。

视场直径也称视场宽度,是指在显微镜下看到的圆形视场内所能容纳被检物体的实际范围。视场直径愈大,愈便于观察。

有公式:

F=FN/β

式中F-视场直径;

FN-视场数(FieldNumber,简写为FN,标刻在目镜的镜筒外侧);

β-物镜放大率。

由公式可看出:

1、视场直径与视场数成正比。

2、增大物镜的倍数,则视场直径减小。因此,若在低倍镜下可以看到被检物体的全貌,而换成高倍物镜,就只能看到被检物体的很小一部份。

六、覆盖差

显微镜的光学系统也包括盖玻片在内。由于盖玻片的厚度不标准,光线从盖玻片进入空气产生折射后的光路发生了改变,从而产生了相差,这就是覆盖差。覆盖差的产生影响了显微镜的成响质量。

国际上规定,盖玻片的标准厚度为0.17mm,许可范围在0.16-0.18mm,在物镜的制造上已将此厚度范围的相差计算在内。物镜外壳上标的0.17,即表明该物镜所要求的盖玻片的厚度。

七、工作距离WD

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

『贰』 望远镜最大倍数是多少倍

普遍使用的光学望远镜,军队使用也好,民用也好,双筒的倍数可以达到20倍,天文望远镜的倍数可以达到200倍,倍数再升高像质就很差,基本无实用价值。

望远镜是一种利用透镜或反射镜以及其他光学器件观测遥远物体的光学仪器。利用通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像,再经过一个放大目镜而被看到。又称“千里镜”。

望远镜的第一个作用是放大远处物体的张角,使人眼能看清角距更小的细节。

望远镜第二个作用是把物镜收集到的比瞳孔直径(最大8毫米)粗得多的光束,送入人眼,使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。

『叁』 显微镜的放大倍数多少才是高倍镜,如何确定的

高倍物镜为10x目镜与40x物镜,以蔡司物镜为基准的。

物镜的结构复杂,制作精密,由于对像差的校正,金属的物镜筒内由相隔一定距离并被固定的透镜组组合而成。物镜有许多具体的要求,如合轴,齐焦。

齐焦既在镜检时,当用某一倍率的物镜观察图像清晰后,在转换另一倍率的物镜时,其成像亦应基本清晰,而且像的中心偏离也应该在一定的范围内,也就是合轴程度。齐焦性能的优劣和合轴程度的高低是显微镜质量的一个重要标志,它是与物镜的本身质量和物镜转换器的精度有关。



(3)仪器高放大倍率让哪些指标变差扩展阅读

成像原理

1、光学显微镜

光学显微镜主要由目镜、物镜、载物台和反光镜组成。目镜和物镜都是凸透镜,焦距不同。物镜的凸透镜焦距小于目镜的凸透镜的焦距。物镜相当于投影仪的镜头,物体通过物镜成倒立、放大的实像。目镜相当于普通的放大镜,该实像又通过目镜成正立、放大的虚像。

经显微镜到人眼的物体都成倒立放大的虚像。反光镜用来反射,照亮被观察的物体。反光镜一般有两个反射面:平面镜,在光线较强时使用;凹面镜,在光线较弱时使用,可会聚光线。

2、电子显微镜

电子显微镜是根据电子光学原理,用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜,使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器。

电子显微镜的分辨能力以它所能分辨的相邻两点的最小间距来表示。20世纪70年代,透射式电子显微镜的分辨率约为0.3纳米(人眼的分辨本领约为0.1毫米)。

电子显微镜最大放大倍率超过300万倍,而光学显微镜的最大放大倍率约为2000倍,所以通过电子显微镜就能直接观察到某些重金属的原子和晶体中排列整齐的原子点阵。

『肆』 佳能镜头技术指标放大倍率是什么意思

1、镜头的放大倍率是指镜头的最大放大能力,一般,它是在镜头的最大焦距和最近对焦距离下的放大能力。
2、数值大小是指拍摄的影像的尺度(宽度或高度)与相机传感器的尺度的比较数据。
比如,135相机的传感器宽度是3.6厘米,如果拍摄出的最大影像也是3.6厘米(拍摄尺子,尺子在影像中的从左边到右边跨度为3.6厘米),那么我们就说这款镜头的放大倍率是1;如果拍摄出的最大影像是7.2厘米(从左边到右边跨度为7.2厘米),那么我们就说这款镜头的放大倍率是0.5。镜头的放大倍率有两种表达形式,一种是比数,如1:3;另一种是小数,如0.33。
二者之间的关系是:比数的右边数字越大,放大倍率越小;小数的数字越大,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,看见比数大的时候,这款镜头的最大放大能力差;而看见小数大的时候,这款镜头的最大放大能力强。

『伍』 望远镜的作用

...看远的东西呀..或者你看看网络的资料.

望远镜的基本原理
望远镜是一种用于观察远距离物体的目视光学仪器,能把远物很小的张角按一定倍率放大,使之在像空间具有较大的张角,使本来无法用肉眼看清或分辨的物体变清晰可辨。所以,望远镜是天文和地面观测中不可缺少的工具。它是一种通过物镜和目镜使入射的平行光束仍保持平行射出的光学系统。根据望远镜原理一般分为三种。
一种通过收集电磁波来观察遥远物体的仪器。在日常生活中,望远镜主要指光学望远镜。但是在现代天文学中,天文望远镜包括了射电望远镜,红外望远镜,X射线和伽吗射线望远镜。近年来天文望远镜的概念又进一步地延伸到了引力波,宇宙射线和暗物质的领域。
在日常生活中,光学望远镜通常是呈筒状的一种光学仪器,它通过透镜的折射,或者通过凹反射镜的反射使光线聚焦直接成像,或者再经过一个放大目镜进行观察。日常生活中的光学望远镜又称“千里镜”。它主要包括业余天文望远镜,观剧望远镜和军用双筒望远镜。

常用的双筒望远镜还为减小体积和翻转倒像的目的,需要增加棱镜系统,棱镜系统按形式不同可分为别汉棱镜系统和保罗棱镜系统,两种系统的原理及应用是相似的。
个人使用的小型手持式望远镜不宜使用过大放大倍率,一般以3~12倍为宜,倍数过大时,成像清晰度就会变差,同时抖动严重,超过12倍的望远镜一般使用三角架等方式加以固定。

『陆』 物镜目镜放大倍数口诀是什么

目镜焦距越长,放大倍数越高;物镜焦距越短,放大倍数越高。

一般目镜的放大倍率是8X、10X、15X、和20X。这些倍数是与正常人的能看清楚的最短明视距离,D250mm,比较得到的,所以目镜的焦距可以用250mm除以放大倍率而计算出来。虽然被接受的标准距离是250mm,但现在的显微镜会设计成只有160mm的焦距,使得仪器变得非常的紧凑。

物镜的放大倍数是指物镜在线长度上放大实物倍数的能力指标。有两种表示方法,一种是直接在物镜上刻度出如8×、10×、45×等;另一种则是在物镜上刻度出该物镜的焦距f,焦距越短,放大倍数越高。

使用显微镜注意事项:

1、持镜时必须是右手握臂、左手托座的姿势,不可单手提取,以免零件脱落或碰撞到其它地方。

2、轻拿轻放,不可把显微镜放置在实验台的边缘,应放在距边缘10cm处,以免碰翻落地。

3、保持显微镜的清洁,光学和照明部分只能用擦镜纸擦拭,切忌口吹手摸或用布擦,机械部分用布擦拭。

4、水滴、酒精或其它药品切勿接触镜头和镜台,如果玷污应立即用擦镜纸擦净。

5、放置玻片标本时要对准通光孔中央,且不能反放玻片,防止压坏玻片或碰坏物镜。

6、要养成两眼同时睁开观察的习惯,以左眼观察视野,右眼用以绘图。

7、不要随意取下目镜,以防止尘土落入物镜,也不要任意拆卸各种零件,以防损坏。

『柒』 望远镜倍数越高越好吗

不是的。望远镜的放大倍数要适中才好,主要有如下限制:

1、放大倍数太大,不宜稳定。

双筒望远镜一般用手持,超过10倍左右晃动厉害,不利于观察,眼睛容易疲劳,甚至引起恶心。固定望远镜倍数太大也会因为风吹草动引起震动。对于自己,12倍为手持极限,而且观察时最好肘部有依托,身体或望远镜依附某些固定物体。

2、放大倍数大,则实际视野相应减少。

一般来讲,倍数越大,可同时观察的区域就越小。这不仅仅是因为目镜的原因,即便目镜在焦距变化时能够保持视在视角不变(例如60度),也会因观察区域的减小使得视野与放大倍数成反比变小。

这样,就不利于发现和寻找目标,对于经常变换目标的观察观测尤其不利。即便是找好了目标,架子稍有晃动就容易失去目标。对于没有自动跟踪装置的,要经常手动调节才能使目标保持在视野范围之内。

3、在相同物镜口径的情况下,倍数越大,亮度成平方反比越低。

例如口径50mm,7倍时亮度(指数)为50,10倍为25、15倍为11、25倍为4,而物体的亮度的减小会直接影响人眼的观察效果(人眼的分辨能力、色彩能力均随着亮度的减小而变得越来越差)。

一般来讲,白天亮度小于5、夜间亮度小于20时,观察暗弱物体就很难。大口径的望远镜在这一点上就具备优势,例如,口径300mm的反射镜,放大50倍时,亮度仍为36(非常亮)。另外,观察太阳系亮天体时,由于亮度高,基本不受此限制。

4、大倍数的取得一般通过短焦距的目镜来进行的。

目镜焦距短,会造成镜目距离(即出瞳距离)小、视在角度小等遗憾,造成观察不舒服、不适合戴眼镜者等问题。

5、大气本身等观测条件的不理想也限制了最高的放大率。

大气有个宁静度,好者可以达到1角秒以下,尽管这样,对于人眼最好1角分的分辨能力,放大倍数超过100就会受影响,例如看月面会产生“蒸汽”上升的抖动效果,角度越低现象越严重。如果观察时大气宁静度很好,就可以相应选择更高一点的放大倍数。

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望远镜成像原理:

要了解双筒望远镜的成像原理,首先要熟悉望远镜的一些知识。实际上,双筒望远镜无非是把两个镜筒组合在一起,便成了双筒望远镜。望远镜的最前端有一个镜片,即物镜。其作用是收集光线,将光组合成可见的影像,将影像放大,然后将光传输到目镜,进而进入视线。

所见物体或景物放大的倍率取决于目镜的焦距,对于双筒望远镜来说,倍率一般介于5x到10x之间。下图是双筒望远镜的简易成像原

如果只有物镜和目镜,那么望远镜产生的影像会成倒立状,这对于观看天文并不会产生影响,因为在太空中的物体是不分正立倒立和左右的。然而在观鸟或是观看棒球赛事时,正立的影像却是必需的。这正是为什么双筒望远镜会在物镜和目镜之间放入矫正镜片—棱镜。

棱镜被安置在物镜和目镜之间,并由镜筒外层机壳环绕,起到保护作用。棱镜的功能跟普通镜子无异,只是没有反射背面而已。棱镜系统可分为屋脊棱镜式和普罗棱镜式,按材质又可分为BaK-4材质和BK7材质。

『捌』 仪表放大器的放大倍数推导公式是什么

仪表放大器的放大倍数推导公式如图所示:

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