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显微镜简介

日期:2012-11-10浏览:884次

                                                           显微镜
显微镜简述

中文名称显微镜,英文名称microscope。
  显微镜是人类这个时期zui伟大的发明物之一。在它发明出来之前,人类关于周围世界的观念局限在用肉眼,或者靠手持透镜帮助肉眼所看到的东西。
  显微镜把一个全新的世界展现在人类的视野里。人们*次看到了数以百计的“新的”微小动物和植物,以及从人体到植物纤维等各种东西的内部构造。显微镜还有助于科学家发现新物种,有助于医生治疗疾病。
  zui早的显微镜是16世纪末期在荷兰制造出来的。可能是一个叫做札恰里亚斯•詹森的荷兰眼镜商,或者另一位荷兰科学家汉斯•利珀希,他们用两片透镜制作了简易的显微镜,但并没有用这些仪器做过任何重要的观察。
  后来有两个人开始在科学上使用显微镜。*个是意大利科学家伽利略。他通过显微镜观察到一种昆虫后,*次对它的复眼进行了描述。第二个是荷兰亚麻织品商人安东尼•凡•列文虎克(1632年-1723年),他自己学会了磨制透镜。他*次描述了许多肉眼所看不见的微小植物和动物。
  1931年,恩斯特•鲁斯卡通过研制电子显微镜,使生物学发生了一场革命。这使得科学家能观察到像百万分之一毫米那样小的物体。1986年他被授予诺贝尔奖。
显微镜结构
 光学显微镜由目镜,物镜,粗准焦螺旋,细准焦螺旋,压片夹,通光孔,遮光器,转换器,反光镜,载物台,镜壁,镜座组成。
结构分类
 显微镜以显微原理进行分类可分为光学显微镜与电子显微镜。
  光学显微镜通常皆由光学部分、照明部分和机械部分组成。无疑光学部分是zui为关键的,它由目镜和物镜组成。早于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。目前光学显微镜的种类很多,主要有明视野显微镜(普通光学显微镜)、暗视野显微镜、荧光显微镜、相差显微镜、激光扫描共聚焦显微镜、偏光显微镜、微分干涉差显微镜、倒置显微镜。
  电子显微镜有与光学显微镜相似的基本结构特征,但它有着比光学显微镜高得多的对物体的放大及分辨本领,它将电子流作为一种新的光源,使物体成像。自1938年Ruska发明*台透射电子显微镜至今,除了透射电镜本身的性能不断的提高外,还发展了其他多种类型的电镜。如扫描电镜、分析电镜、超高压电镜等。结合各种电镜样品制备技术,可对样品进行多方面的结构 或结构与功能关系的深入研究。显微镜被用来观察微小物体的图像。常用于生物、医药及微小粒子的观测。电子显微镜可把物体放大到200万倍。
  台式显微镜,主要是指传统式的显微镜,是纯光学放大,其放大倍率较高,成像质量较好,但一般体积较大,不便于移动,多应用于实验室内,不便外出或现场检测。
  便携式显微镜,主要是近几年发展出来的数码显微镜与视频显微镜系列的延伸。和传统光学放大不同,手持式显微镜都是数码放大,其一般追求便携,小巧而精致,便于携带;且有的手持式显微镜有自己的屏幕,可脱离电脑主机独立成像,操作方便,还可集成一些数码功能,如支持拍照,录像,或图像对比,测量等功能。
  数码液晶显微镜,zui早是由博宇公司研发生产的,该显微镜保留了光学显微镜的清晰,汇集了数码显微镜的强大拓展、视频显微镜的直观显示和便携式显微镜的简洁方便等优点。
显微镜结构
光学显微镜结构
  普通光学显微镜的构造主要分为三部分:机械部分、照明部分和光学部分。
  ◆机械部分
  
(1)镜座:是显微镜的底座,用以支持整个镜体。
  (2)镜柱:是镜座上面直立的部分,用以连接镜座和镜臂。
  (3)镜臂:一端连于镜柱,一端连于镜筒,是取放显微镜时手握部位。
  (4)镜筒:连在镜臂的前上方,镜筒上端装有目镜,下端装有物镜转换器。
  (5)物镜转换器(旋转器)简称“旋转器”:接于棱镜壳的下方,可自由转动,盘上有3-4个圆孔,是安装物镜部位,转动转换器,可以调换不同倍数的物镜,当听到碰叩声时,方可进行观察,此时物镜光轴恰好对准通光孔中心,光路接通。转换物镜后,不允许使用粗调节器,只能用细调节器,使像清晰。
  (6)镜台(载物台):在镜筒下方,形状有方、圆两种,用以放置玻片标本,中央有一通光孔,我们所用的显微镜其镜台上装有玻片标本推进器(推片器),推进器左侧有弹簧夹,用以夹持玻片标本,镜台下有推进器调节轮,可使玻片标本作左右、前后方向的移动。
  (7)调节器:是装在镜柱上的大小两种螺旋,调节时使镜台作上下方向的移动。
  ①粗调节器(粗准焦螺旋):大螺旋称粗调节器,移动时可使镜台作快速和较大幅度的升降,所以能迅速调节物镜和标本之间的距离使物象呈现于视野中,通常在使用低倍镜时,先用粗调节器迅速找到物象。
  ②细调节器(细准焦螺旋):小螺旋称细调节器,移动时可使镜台缓慢地升降,多在运用高倍镜时使用,从而得到更清晰的物象,并借以观察标本的不同层次和不同深度的结构。
  ◆照明部分
  装在镜台下方,包括反光镜,集光器。
  (1)反光镜:装在镜座上面,可向任意方向转动,它有平、凹两面,其作用是将光源光线反射到聚光器上,再经通光孔照明标本,凹面镜聚光作用强,适于光线较弱的时候使用,平面镜聚光作用弱,适于光线较强时使用。
  (2)集光器(聚光器)位于镜台下方的集光器架上,由聚光镜和光圈组成,其作用是把光线集中到所要观察的标本上。
  ①聚光镜:由一片或数片透镜组成,起汇聚光线的作用,加强对标本的照明,并使光线射入物镜内,镜柱旁有一调节螺旋,转动它可升降聚光器,以调节视野中光亮度的强弱。

        ②光圈(虹彩光圈):在聚光镜下方,由十几张金属薄片组成,其外侧伸出一柄,推动它可调节其开孔的大小,以调节光量。
  ◆光学部分
  (1)目镜:装在镜筒的上端,通常备有2-3个,上面刻有5×、10×或15×符号以表示其放大倍数,一般装的是10×的目镜。
  (2)物镜:装在镜筒下端的旋转器上,一般有3-4个物镜,其中zui短的刻有“10×”符号的为低倍镜,较长的刻有“40×”符号的为高倍镜,zui长的刻有“100×”符号的为油镜,此外,在高倍镜和油镜上还常加有一圈不同颜色的线,以示区别。
  显微镜的放大倍数是物镜的放大倍数与目镜的放大倍数的乘积,如物镜为10×,目镜为10×,其放大倍数就为10×10=100。
  显微镜目镜长度与放大倍数呈负相关,物镜长度与放大倍数呈正相关。即目镜长度越长,放大倍数越低;物镜长度越长,放大倍数越高。
电子显微镜结构
  电子显微镜由镜筒、真空系统和电源柜三部分组成。镜筒主要有电子枪、电子透镜、样品架、荧光屏和照相机构等部件,这些部件通常是自上而下地装配成一个柱体;真空系统由机械真空泵、扩散泵和真空阀门等构成,并通过抽气管道与镜筒相联接,电源柜由高压发生器、励磁电流稳流器和各种调节控制单元组成。
  ◆电子透镜
  电子透镜是电子显微镜镜筒中zui重要的部件,它用一个对称于镜筒轴线的空间电场或磁场使电子轨迹向轴线弯曲形成聚焦,其作用与玻璃凸透镜使光束聚焦的作用相似,所以称为电子透镜。现代电子显微镜大多采用电磁透镜,由很稳定的直流励磁电流通过带极靴的线圈产生的强磁场使电子聚焦。
  ◆电子枪
  电子枪是由钨丝热阴极、栅极和阴极构成的部件。它能发射并形成速度均匀的电子束,所以加速电压的稳定度要求不低于万分之一。
显微镜的维护
经常性的维护
  (1)防潮如果室内潮湿,光学镜片就容易生霉、生雾。镜片一旦生霉,很难除去。显微镜内部的镜片由于不便擦拭,潮湿对其危害性更大。机械零件受潮后,容易生锈。为了防潮,存放显微镜时,除了选择干燥的房间外,存放地点也应离墙、离地、远离湿源。显微镜箱内应放置1~2袋硅胶作干燥剂。并经常对硅胶进行烘烤。在其颜色变粉红后,应及时烘烤,烘烤后再继续使用。
  (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镜片的开胶与脱落。
  (5)请匆碰处尖锐的物品,如铁钉、针等。
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。在镜片上有抹不掉的污物、油渍或手指印时,镜片生霉、生雾以及长期停用后复用时,都需要先进行擦拭再使用。
  (1)擦拭范围 目镜和聚光镜允许拆开擦拭。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,故严禁拆开擦拭。
  拆卸目镜和聚光镜时,要注意以下几点:
  a、小心谨慎。
  b、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。
  c、操作环境应保持清洁、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一步分解其上透镜。因其上透镜是油浸的,出厂时经过良好的密封,再分解会破坏它的密封性能而损坏。 
      (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。然后用干净的绒布从镜片中心开始向边缘作螺旋形单向运动。擦完一次把绒布换一个地方再擦,直至擦净为止。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,蘸少量酒精和乙醚混合液(酒精80%,乙醚20%)擦拭。如果有较重的霉点或霉斑无法除去时,可用棉签蘸水润湿后粘上碳酸钙粉(含量为99%以上)进行擦拭。擦拭后,应将粉末清除干净。镜片是否擦净,可用镜片上的反射光线进行观察检查。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、衣服等去擦拭镜片。酒精乙醚混合液不可用的太多,以免液体进入镜片的粘接部使镜片脱胶。镜片表面有一层紫蓝色的透光膜,不要误作污物将其擦去。
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、乙醚等有机溶剂擦,以免脱漆。没有涂漆的部分若有锈,可用布蘸汽油擦去。擦净后重新上好防护油脂即可。
机械装置故障
粗调部分故障的排除
  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、镜臂或载物台静止在某一位置时,不经调节,在它本身重量的作用下,自动地慢慢落下来的现象。其原因是镜筒、镜臂、载物台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,使之大于镜筒或镜臂本身的重力。
  对于斜筒及大部分双目显微镜的粗调机构来说,当镜臂自动下滑时,可用两手分别握往粗调手轮内侧的止滑轮,双手均按顺时针方向用力拧紧,即可制止下滑。如不凑效,则应找专业人员进行修理。
  镜筒自动下滑,往往给人以错觉,误认为是齿轮与齿条配合的太松引起的。于是就在齿条下加垫片。这样,镜筒的下滑虽然能暂时止住,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,可将机械装置拆下清洗,上油脂后重新装配。
显微镜部分故障的排除
  微调部分zui常见的故障是卡死与失效。微调部分安装在仪器内部,其机械零件细小、紧凑,是显微镜中zui精细复杂的部分。微调部分的故障应由专业技术人员进行修理。没有足够的把握,不要随便乱拆。
  物镜转换器故障的排除
  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,应按本节“三(二)2”先作光轴校正。等合轴以后,再旋紧螺丝。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。
显微镜聚光器升降机构故障的排除
  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如图10-3-2所示:1. 5.赛璐珞垫圈 2.大头螺钉 3.偏心式齿杆套 4.齿杆 6.升降手轮 7.双眼螺母调整时,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)斜筒显微镜聚光器的升降机构如图10-3-3所示:
  调整时,首先用螺丝刀把双眼螺母中间的驻螺2退出1~2圈,轴承垫圈3是与驻螺2压紧配合的,因此,也会跟着它一起退出,并脱离齿杆10的端面。然后,用双眼螺母扳手把双眼螺母1向调节座5旋进。同时,用另一只手转动手轮,进行试验,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。zui后,再把驻螺旋入,使轴承垫圈接触齿杆10就行了。
  这样调整之所以能够排除故障,是因为调节座5的内孔是锥形的。锥形轴套4在轴向有槽口,如图10-3-4所示。当双眼螺母1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10夹得更紧,加大了齿轮转动的摩擦阻力,从而制止自动下降。
显微镜常见故障的排除
  1.镜筒的自行下滑:这是生物显微镜经常发生的故障之一。对于轴套式结构的显微镜解决的办法可分两步进行。
  *步:用双手分别握住两个粗调手轮,相对用力旋紧。看能否解决问题,若还不能解决问题,则要用的双柱板手把一个粗调手轮旋下,加一片摩擦片,手轮拧紧后,如果转动很费劲,则加的摩擦片太厚了,可调换一片薄的。以手轮转动不费力,镜筒上下移动轻松,而又不自行下滑为准。摩擦片可用废照相底片和小于1毫米厚的软塑料片用打孔器冲制。
  第二步:检查粗调手轮轴上的齿轮与镜筒身上的齿条啮合状态。镜筒的上下移动是由齿轮带动齿条来完成的。齿轮与齿条的*啮合状态在理论上讲是齿条的分度线与齿轮的分度圆相切。在这种状态下,齿轮转动轻松,并且对齿条的磨损zui些?现在有一种错误的做法,就是在齿条后加垫片,使齿条紧紧地压住齿轮来阻止镜筒的下滑。这时齿条的分度线与齿轮的分度圆相交,齿轮和齿条的齿尖都紧紧地顶住对方的齿根。当齿轮转动时,相互间会产生严重的磨削。由于齿条是铜质材料的,齿轮是钢质材料的。所以相互间的磨削,会把齿条上的牙齿磨损坏,齿轮和齿条上会产生许多铜屑。zui后齿条会严重磨损而无法使用。因此千万不能用垫高齿条来阻止镜筒下滑。解决镜筒自行下滑的问题,只能用加大粗调手轮和偏心轴套间的摩擦力来实现。但有一种情况例外,那就是齿条的分度线与齿轮的分度圆相离。这时转动粗调手轮时,同样会产生空转打滑的现象,影响镜筒的上下移动。如果这通过调整粗调手轮的偏心轴套,无法调整齿轮与齿条的啮合距离。则只能在齿条后加垫适当的薄片来解决。加垫片调整好齿轮与齿条啮合距离的标准是:转动粗调手轮不费劲,但也不空转。
  调整好距离后,在齿轮与齿条间加一些中性润滑脂。让镜筒上下移动几下即可以了。zui后还须把偏心轴套上的两只压紧螺丝旋紧。不然的话,转动粗调手轮时,偏心轴套可能会跟着转动,而把齿条卡死,使镜简无法上下移动。这时如果转动粗调手轮力量过大的话,可能会损坏齿条和偏心轴套。在旋紧压紧螺丝后,如果发现偏心轴套还是跟着转的话。这是由于压紧螺丝的螺丝孔螺纹没有改好所造成的。因为厂家改螺纹是用机器改丝的,往往会有一到二牙螺纹没改到位。这时即使压紧螺丝也旋不到位,偏心轴套也就压不紧了。发现这种故障,只要用M3的丝攻把螺丝孔的螺纹攻穿就能解决问题。我用此方法彻底解决了我校30台生物显微镜偏心轴套跟转的问题。
  把以上这些步骤都一一做好后,镜筒自行下滑问题基本上是彻底解决了。
  2.遮光器定位失灵:这可能是遮光器固定螺丝太松,定位弹珠逃出定位孔造成。只要把弹珠放回定位孔内,旋紧固定螺丝就行了。如果旋紧后,遮光器转动困难,则需在遮光板与载物台间加一个垫圈。垫圈的厚薄以螺丝旋紧后,遮光器转动轻松,定位弹珠不外逃,遮光器定位正确为佳。
  3、物镜转换器转动困难或定位失灵:转换器转动困难可能是固定螺丝太紧。使转动困难,并会损坏零件。太松,里面的轴承弹珠就会脱离轨道,挤在一起,同样使转动困难;另外弹珠很可能跑到外面来,弹珠的直径仅有一毫米,很容易遗失。固定螺丝的松紧程度以转换器在转动时轻松自如,垂直方向没有松动的间隙为准。调整好固定螺丝后,应随即把锁定螺丝锁紧。不然的话,转换器转动后,又会发生问题。
  转换器定位失灵有时可能是定位簧片断裂或弹性变形而造成。一般只要更换簧片就行了。
  4.目镜、物镜的镜片被污染或霉变:大部分显微镜使用一段时间后都会产生镜片的外面被沾污或发生霉变。尤其是高倍物镜40X ,在做《观察植物细胞的质壁分离与复原》实验时,极容易被糖液污染。如镜头被污染不及时清洗干净就会发生霉变。处理的办法是先用干净柔软的绸布蘸温水清洗掉糖液等污染物,后用干绸布擦干,再用长纤维脱脂棉蘸些镜头清洗液清洗,zui后用吹风球吹干。要注意的是清洗液千万不能渗入到物镜镜片内部。因为为了达到所需要的放大倍数,高倍物镜的镜片,需要紧紧地胶接在一起。胶是透明的,且非常暴?一旦这层胶被酒精、乙醚等溶剂溶解后,光线通过这两片镜片时,光路就会发生变化。观察效果会受到很大影响。所以在清洗时不要让酒精、乙醚等溶剂渗入到物镜镜片的内部。?
  5.镜架、镜臀倾斜时固定不住:这是镜架和底座的连接螺丝松动所致。可用的双头板手或用尖咀钳卡住双眼螺母的两个孔眼用力旋紧即可。如旋紧后不解决问题,则需在螺母里加垫适当的垫片来解决。
  若是目镜、物镜镜头内部的镜片被污染或霉变,就必须拆开清洗。目镜可直接拧开拆下后进行清洗。但物镜的结构较复杂,镜片的叠放,各镜片间的距离都有非常严格的要求,精度也很高。生产厂家在装配时是经过校正而定位的。所以拆开清洗干净后,必须严格按原样装配好。
  生物显微镜的镜片都是用精密加工过的光学玻璃片制成的,为了增加透光率,都需在光学玻璃片的两面涂上一层很薄的透光膜。这样透光率就可以达到97%— 98%。这一层透光膜表面很平整光滑,且很薄,一旦透光膜表面被擦伤留有痕迹,它的透光率就会受到很大影响。观察时会变得模糊不清。所以在擦拭镜片时,一定要用干净柔软的绸布或干净毛笔轻轻擦拭,若用擦镜纸擦拭则更要轻轻擦拭,以免损伤透光膜。
  6.当显示屏上的图像有切割的时候,就要考虑一下拉杆移动有没有到位;如果没有到位,把相对应的拉杆移动到位就可以了。
  7.如果发现显示屏上的图像有脏点,这时候就要考虑是不是标本室有赃物,如果发现标本室里面没有赃物,再检查一下物镜表面有没有赃物,如果有赃物显示器上就会显示有脏点,解决的办法也很简单,只要把物镜表面和标本室里的赃物清除了就可以了。
  8.如果发现调节变焦时图像不清晰,要检查一下高倍调焦是不是清晰,如果不清晰那么只要把它调置zui高倍,再做重新调焦即可。

 

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