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顯微鏡簡介

日期:2012-11-10瀏覽:1106次

                                                           顯微鏡
顯微鏡簡述

中文名稱顯微鏡,英文名稱microscope。
  顯微鏡是人類這個時期zui偉大的發明物之一。在它發明出來之前,人類關于周圍世界的觀念局限在用肉眼,或者靠手持透鏡幫助肉眼所看到的東西。
  顯微鏡把一個全新的世界展現在人類的視野里。人們*次看到了數以百計的“新的”微小動物和植物,以及從人體到植物纖維等各種東西的內部構造。顯微鏡還有助于科學家發現新物種,有助于醫生治療疾病。
  zui早的顯微鏡是16世紀末期在荷蘭制造出來的??赡苁且粋€叫做札恰里亞斯•詹森的荷蘭眼鏡商,或者另一位荷蘭科學家漢斯•利珀希,他們用兩片透鏡制作了簡易的顯微鏡,但并沒有用這些儀器做過任何重要的觀察。
  后來有兩個人開始在科學上使用顯微鏡。*個是意大利科學家伽利略。他通過顯微鏡觀察到一種昆蟲后,*次對它的復眼進行了描述。第二個是荷蘭亞麻織品商人安東尼•凡•列文虎克(1632年-1723年),他自己學會了磨制透鏡。他*次描述了許多肉眼所看不見的微小植物和動物。
  1931年,恩斯特•魯斯卡通過研制電子顯微鏡,使生物學發生了一場革命。這使得科學家能觀察到像百萬分之一毫米那樣小的物體。1986年他被授予諾貝爾獎。
顯微鏡結構
 光學顯微鏡由目鏡,物鏡,粗準焦螺旋,細準焦螺旋,壓片夾,通光孔,遮光器,轉換器,反光鏡,載物臺,鏡壁,鏡座組成。
結構分類
 顯微鏡以顯微原理進行分類可分為光學顯微鏡與電子顯微鏡。
  光學顯微鏡通常皆由光學部分、照明部分和機械部分組成。無疑光學部分是zui為關鍵的,它由目鏡和物鏡組成。早于1590年,荷蘭和意大利的眼鏡制造者已經造出類似顯微鏡的放大儀器。目前光學顯微鏡的種類很多,主要有明視野顯微鏡(普通光學顯微鏡)、暗視野顯微鏡、熒光顯微鏡、相差顯微鏡、激光掃描共聚焦顯微鏡、偏光顯微鏡、微分干涉差顯微鏡、倒置顯微鏡。
  電子顯微鏡有與光學顯微鏡相似的基本結構特征,但它有著比光學顯微鏡高得多的對物體的放大及分辨本領,它將電子流作為一種新的光源,使物體成像。自1938年Ruska發明*臺透射電子顯微鏡至今,除了透射電鏡本身的性能不斷的提高外,還發展了其他多種類型的電鏡。如掃描電鏡、分析電鏡、超高壓電鏡等。結合各種電鏡樣品制備技術,可對樣品進行多方面的結構 或結構與功能關系的深入研究。顯微鏡被用來觀察微小物體的圖像。常用于生物、醫藥及微小粒子的觀測。電子顯微鏡可把物體放大到200萬倍。
  臺式顯微鏡,主要是指傳統式的顯微鏡,是純光學放大,其放大倍率較高,成像質量較好,但一般體積較大,不便于移動,多應用于實驗室內,不便外出或現場檢測。
  便攜式顯微鏡,主要是近幾年發展出來的數碼顯微鏡與視頻顯微鏡系列的延伸。和傳統光學放大不同,手持式顯微鏡都是數碼放大,其一般追求便攜,小巧而精致,便于攜帶;且有的手持式顯微鏡有自己的屏幕,可脫離電腦主機獨立成像,操作方便,還可集成一些數碼功能,如支持拍照,錄像,或圖像對比,測量等功能。
  數碼液晶顯微鏡,zui早是由博宇公司研發生產的,該顯微鏡保留了光學顯微鏡的清晰,匯集了數碼顯微鏡的強大拓展、視頻顯微鏡的直觀顯示和便攜式顯微鏡的簡潔方便等優點。
顯微鏡結構
光學顯微鏡結構
  普通光學顯微鏡的構造主要分為三部分:機械部分、照明部分和光學部分。
  ◆機械部分
  
(1)鏡座:是顯微鏡的底座,用以支持整個鏡體。
 ?。?)鏡柱:是鏡座上面直立的部分,用以連接鏡座和鏡臂。
 ?。?)鏡臂:一端連于鏡柱,一端連于鏡筒,是取放顯微鏡時手握部位。
 ?。?)鏡筒:連在鏡臂的前上方,鏡筒上端裝有目鏡,下端裝有物鏡轉換器。
 ?。?)物鏡轉換器(旋轉器)簡稱“旋轉器”:接于棱鏡殼的下方,可自由轉動,盤上有3-4個圓孔,是安裝物鏡部位,轉動轉換器,可以調換不同倍數的物鏡,當聽到碰叩聲時,方可進行觀察,此時物鏡光軸恰好對準通光孔中心,光路接通。轉換物鏡后,不允許使用粗調節器,只能用細調節器,使像清晰。
 ?。?)鏡臺(載物臺):在鏡筒下方,形狀有方、圓兩種,用以放置玻片標本,中央有一通光孔,我們所用的顯微鏡其鏡臺上裝有玻片標本推進器(推片器),推進器左側有彈簧夾,用以夾持玻片標本,鏡臺下有推進器調節輪,可使玻片標本作左右、前后方向的移動。
 ?。?)調節器:是裝在鏡柱上的大小兩種螺旋,調節時使鏡臺作上下方向的移動。
 ?、俅终{節器(粗準焦螺旋):大螺旋稱粗調節器,移動時可使鏡臺作快速和較大幅度的升降,所以能迅速調節物鏡和標本之間的距離使物象呈現于視野中,通常在使用低倍鏡時,先用粗調節器迅速找到物象。
 ?、诩氄{節器(細準焦螺旋):小螺旋稱細調節器,移動時可使鏡臺緩慢地升降,多在運用高倍鏡時使用,從而得到更清晰的物象,并借以觀察標本的不同層次和不同深度的結構。
  ◆照明部分
  裝在鏡臺下方,包括反光鏡,集光器。
 ?。?)反光鏡:裝在鏡座上面,可向任意方向轉動,它有平、凹兩面,其作用是將光源光線反射到聚光器上,再經通光孔照明標本,凹面鏡聚光作用強,適于光線較弱的時候使用,平面鏡聚光作用弱,適于光線較強時使用。
 ?。?)集光器(聚光器)位于鏡臺下方的集光器架上,由聚光鏡和光圈組成,其作用是把光線集中到所要觀察的標本上。
 ?、倬酃忡R:由一片或數片透鏡組成,起匯聚光線的作用,加強對標本的照明,并使光線射入物鏡內,鏡柱旁有一調節螺旋,轉動它可升降聚光器,以調節視野中光亮度的強弱。

        ②光圈(虹彩光圈):在聚光鏡下方,由十幾張金屬薄片組成,其外側伸出一柄,推動它可調節其開孔的大小,以調節光量。
  ◆光學部分
 ?。?)目鏡:裝在鏡筒的上端,通常備有2-3個,上面刻有5×、10×或15×符號以表示其放大倍數,一般裝的是10×的目鏡。
 ?。?)物鏡:裝在鏡筒下端的旋轉器上,一般有3-4個物鏡,其中zui短的刻有“10×”符號的為低倍鏡,較長的刻有“40×”符號的為高倍鏡,zui長的刻有“100×”符號的為油鏡,此外,在高倍鏡和油鏡上還常加有一圈不同顏色的線,以示區別。
  顯微鏡的放大倍數是物鏡的放大倍數與目鏡的放大倍數的乘積,如物鏡為10×,目鏡為10×,其放大倍數就為10×10=100。
  顯微鏡目鏡長度與放大倍數呈負相關,物鏡長度與放大倍數呈正相關。即目鏡長度越長,放大倍數越低;物鏡長度越長,放大倍數越高。
電子顯微鏡結構
  電子顯微鏡由鏡筒、真空系統和電源柜三部分組成。鏡筒主要有電子槍、電子透鏡、樣品架、熒光屏和照相機構等部件,這些部件通常是自上而下地裝配成一個柱體;真空系統由機械真空泵、擴散泵和真空閥門等構成,并通過抽氣管道與鏡筒相聯接,電源柜由高壓發生器、勵磁電流穩流器和各種調節控制單元組成。
  ◆電子透鏡
  電子透鏡是電子顯微鏡鏡筒中zui重要的部件,它用一個對稱于鏡筒軸線的空間電場或磁場使電子軌跡向軸線彎曲形成聚焦,其作用與玻璃凸透鏡使光束聚焦的作用相似,所以稱為電子透鏡?,F代電子顯微鏡大多采用電磁透鏡,由很穩定的直流勵磁電流通過帶極靴的線圈產生的強磁場使電子聚焦。
  ◆電子槍
  電子槍是由鎢絲熱陰極、柵極和陰極構成的部件。它能發射并形成速度均勻的電子束,所以加速電壓的穩定度要求不低于萬分之一。
顯微鏡的維護
經常性的維護
 ?。?)防潮如果室內潮濕,光學鏡片就容易生霉、生霧。鏡片一旦生霉,很難除去。顯微鏡內部的鏡片由于不便擦拭,潮濕對其危害性更大。機械零件受潮后,容易生銹。為了防潮,存放顯微鏡時,除了選擇干燥的房間外,存放地點也應離墻、離地、遠離濕源。顯微鏡箱內應放置1~2袋硅膠作干燥劑。并經常對硅膠進行烘烤。在其顏色變粉紅后,應及時烘烤,烘烤后再繼續使用。
 ?。?)防塵光學元件表面落入灰塵,不僅影響光線通過,而且經光學系統放大后,會生成很大的污斑,影響觀察?;覊m、砂粒落入機械部分,還會增加磨損,引起運動受阻,危害同樣很大。因此,必須經常保持顯微鏡的清潔。
 ?。?)防腐蝕 顯微鏡不能和具有腐蝕性的化學試劑放在一起。如硫酸、鹽酸、強堿等。
 ?。?)防熱 防熱的目的主要是為了避免熱脹冷縮引起鏡片的開膠與脫落。
 ?。?)請匆碰處尖銳的物品,如鐵釘、針等。
光學系統的擦拭
  平時對顯微鏡的各光學部分的表面,用干凈的毛筆清掃或用擦鏡紙擦拭干凈即行。在鏡片上有抹不掉的污物、油漬或手指印時,鏡片生霉、生霧以及長期停用后復用時,都需要先進行擦拭再使用。
 ?。?)擦拭范圍 目鏡和聚光鏡允許拆開擦拭。物鏡因結構復雜,裝配時又要專門的儀器來校正才能恢復原有的精度,故嚴禁拆開擦拭。
  拆卸目鏡和聚光鏡時,要注意以下幾點:
  a、小心謹慎。
  b、拆卸時,要標記各元件的相對位置(可在外殼上劃線作標記)、相對順序和鏡片的正反面,以防重裝時弄錯。
  c、操作環境應保持清潔、干燥。拆卸目鏡時,只要從兩端旋出上下兩塊透鏡即可。目鏡內的視場光欄不能移動。否則,會使視場界線模糊。聚光鏡旋開后嚴禁進一步分解其上透鏡。因其上透鏡是油浸的,出廠時經過良好的密封,再分解會破壞它的密封性能而損壞。 
      (2).擦拭方法先用干凈的毛筆或吹風球除去鏡片表面的灰塵。然后用干凈的絨布從鏡片中心開始向邊緣作螺旋形單向運動。擦完一次把絨布換一個地方再擦,直至擦凈為止。如果鏡片上有油漬、污物或指印等擦不掉時,可用柳枝條裹上脫脂棉,蘸少量酒精和乙醚混合液(酒精80%,乙醚20%)擦拭。如果有較重的霉點或霉斑無法除去時,可用棉簽蘸水潤濕后粘上碳酸鈣粉(含量為99%以上)進行擦拭。擦拭后,應將粉末清除干凈。鏡片是否擦凈,可用鏡片上的反射光線進行觀察檢查。要注意的是,擦拭前一定要將灰塵除凈。否則,灰塵中的砂粒會將鏡面劃起溝紋。不準用毛巾、手帕、衣服等去擦拭鏡片。酒精乙醚混合液不可用的太多,以免液體進入鏡片的粘接部使鏡片脫膠。鏡片表面有一層紫藍色的透光膜,不要誤作污物將其擦去。
機械部分的擦拭
  表面涂漆部分,可用布擦拭。但不能使用酒精、乙醚等有機溶劑擦,以免脫漆。沒有涂漆的部分若有銹,可用布蘸汽油擦去。擦凈后重新上好防護油脂即可。
機械裝置故障
粗調部分故障的排除
  粗調的主要故障是自動下滑或升降時松緊不一。所謂自動下滑是指鏡筒、鏡臂或載物臺靜止在某一位置時,不經調節,在它本身重量的作用下,自動地慢慢落下來的現象。其原因是鏡筒、鏡臂、載物臺本身的重力大于靜摩擦力引起的。解決的辦法是增大靜摩擦力,使之大于鏡筒或鏡臂本身的重力。
  對于斜筒及大部分雙目顯微鏡的粗調機構來說,當鏡臂自動下滑時,可用兩手分別握往粗調手輪內側的止滑輪,雙手均按順時針方向用力擰緊,即可制止下滑。如不湊效,則應找專業人員進行修理。
  鏡筒自動下滑,往往給人以錯覺,誤認為是齒輪與齒條配合的太松引起的。于是就在齒條下加墊片。這樣,鏡筒的下滑雖然能暫時止住,但卻使齒輪和齒條處于不正常的咬合狀態。運動的結果,使得齒輪和齒條都變形。尤其是墊得不平時,齒條的變形更厲害,結果是一部分咬得緊,一部分咬得松。因此,這種方法不宜采用。
  此外,由于粗調機構長久失修,潤滑油干枯,升降時會產生不舒服的感覺,甚至可以聽到機件的摩擦聲。這時,可將機械裝置拆下清洗,上油脂后重新裝配。
顯微鏡部分故障的排除
  微調部分zui常見的故障是卡死與失效。微調部分安裝在儀器內部,其機械零件細小、緊湊,是顯微鏡中zui精細復雜的部分。微調部分的故障應由專業技術人員進行修理。沒有足夠的把握,不要隨便亂拆。
  物鏡轉換器故障的排除
  物鏡轉換器的主要故障是定位裝置失靈。一般是定位彈簧片損壞(變形、斷裂、失去彈性、彈簧片的固定螺釘松動等)所致,更換新彈簧片時,暫不要把固定螺釘旋緊,應按本節“三(二)2”先作光軸校正。等合軸以后,再旋緊螺絲。若是內定位式的轉換器,則應旋下轉動盤中央的大頭螺釘,取下轉動盤,才能更換定位彈簧片,光軸校正的方法與前面相同。
顯微鏡聚光器升降機構故障的排除
  這部分的主要故障也是自動下滑。排除方法如下:
 ?。?)直筒顯微鏡聚光器的升降機構如圖10-3-2所示:1. 5.賽璐珞墊圈 2.大頭螺釘 3.偏心式齒桿套 4.齒桿 6.升降手輪 7.雙眼螺母調整時,一只手用雙眼螺母扳手插入手輪端面上的雙眼螺母內,另一只手用螺絲刀插入另一端的大頭螺釘槽口內,用力旋緊即可制止下滑。
 ?。?)斜筒顯微鏡聚光器的升降機構如圖10-3-3所示:
  調整時,首先用螺絲刀把雙眼螺母中間的駐螺2退出1~2圈,軸承墊圈3是與駐螺2壓緊配合的,因此,也會跟著它一起退出,并脫離齒桿10的端面。然后,用雙眼螺母扳手把雙眼螺母1向調節座5旋進。同時,用另一只手轉動手輪,進行試驗,直到升降機構松緊合適,又能停留在任意位置上時,才停止雙眼螺母的旋進。zui后,再把駐螺旋入,使軸承墊圈接觸齒桿10就行了。
  這樣調整之所以能夠排除故障,是因為調節座5的內孔是錐形的。錐形軸套4在軸向有槽口,如圖10-3-4所示。當雙眼螺母1向里旋進時,將錐形套向里頂,使錐形套在前進時,槽口變小,內孔收縮,將齒桿10夾得更緊,加大了齒輪轉動的摩擦阻力,從而制止自動下降。
顯微鏡常見故障的排除
  1.鏡筒的自行下滑:這是生物顯微鏡經常發生的故障之一。對于軸套式結構的顯微鏡解決的辦法可分兩步進行。
  *步:用雙手分別握住兩個粗調手輪,相對用力旋緊??茨芊窠鉀Q問題,若還不能解決問題,則要用的雙柱板手把一個粗調手輪旋下,加一片摩擦片,手輪擰緊后,如果轉動很費勁,則加的摩擦片太厚了,可調換一片薄的。以手輪轉動不費力,鏡筒上下移動輕松,而又不自行下滑為準。摩擦片可用廢照相底片和小于1毫米厚的軟塑料片用打孔器沖制。
  第二步:檢查粗調手輪軸上的齒輪與鏡筒身上的齒條嚙合狀態。鏡筒的上下移動是由齒輪帶動齒條來完成的。齒輪與齒條的*嚙合狀態在理論上講是齒條的分度線與齒輪的分度圓相切。在這種狀態下,齒輪轉動輕松,并且對齒條的磨損zui些?現在有一種錯誤的做法,就是在齒條后加墊片,使齒條緊緊地壓住齒輪來阻止鏡筒的下滑。這時齒條的分度線與齒輪的分度圓相交,齒輪和齒條的齒尖都緊緊地頂住對方的齒根。當齒輪轉動時,相互間會產生嚴重的磨削。由于齒條是銅質材料的,齒輪是鋼質材料的。所以相互間的磨削,會把齒條上的牙齒磨損壞,齒輪和齒條上會產生許多銅屑。zui后齒條會嚴重磨損而無法使用。因此千萬不能用墊高齒條來阻止鏡筒下滑。解決鏡筒自行下滑的問題,只能用加大粗調手輪和偏心軸套間的摩擦力來實現。但有一種情況例外,那就是齒條的分度線與齒輪的分度圓相離。這時轉動粗調手輪時,同樣會產生空轉打滑的現象,影響鏡筒的上下移動。如果這通過調整粗調手輪的偏心軸套,無法調整齒輪與齒條的嚙合距離。則只能在齒條后加墊適當的薄片來解決。加墊片調整好齒輪與齒條嚙合距離的標準是:轉動粗調手輪不費勁,但也不空轉。
  調整好距離后,在齒輪與齒條間加一些中性潤滑脂。讓鏡筒上下移動幾下即可以了。zui后還須把偏心軸套上的兩只壓緊螺絲旋緊。不然的話,轉動粗調手輪時,偏心軸套可能會跟著轉動,而把齒條卡死,使鏡簡無法上下移動。這時如果轉動粗調手輪力量過大的話,可能會損壞齒條和偏心軸套。在旋緊壓緊螺絲后,如果發現偏心軸套還是跟著轉的話。這是由于壓緊螺絲的螺絲孔螺紋沒有改好所造成的。因為廠家改螺紋是用機器改絲的,往往會有一到二牙螺紋沒改到位。這時即使壓緊螺絲也旋不到位,偏心軸套也就壓不緊了。發現這種故障,只要用M3的絲攻把螺絲孔的螺紋攻穿就能解決問題。我用此方法徹底解決了我校30臺生物顯微鏡偏心軸套跟轉的問題。
  把以上這些步驟都一一做好后,鏡筒自行下滑問題基本上是徹底解決了。
  2.遮光器定位失靈:這可能是遮光器固定螺絲太松,定位彈珠逃出定位孔造成。只要把彈珠放回定位孔內,旋緊固定螺絲就行了。如果旋緊后,遮光器轉動困難,則需在遮光板與載物臺間加一個墊圈。墊圈的厚薄以螺絲旋緊后,遮光器轉動輕松,定位彈珠不外逃,遮光器定位正確為佳。
  3、物鏡轉換器轉動困難或定位失靈:轉換器轉動困難可能是固定螺絲太緊。使轉動困難,并會損壞零件。太松,里面的軸承彈珠就會脫離軌道,擠在一起,同樣使轉動困難;另外彈珠很可能跑到外面來,彈珠的直徑僅有一毫米,很容易遺失。固定螺絲的松緊程度以轉換器在轉動時輕松自如,垂直方向沒有松動的間隙為準。調整好固定螺絲后,應隨即把鎖定螺絲鎖緊。不然的話,轉換器轉動后,又會發生問題。
  轉換器定位失靈有時可能是定位簧片斷裂或彈性變形而造成。一般只要更換簧片就行了。
  4.目鏡、物鏡的鏡片被污染或霉變:大部分顯微鏡使用一段時間后都會產生鏡片的外面被沾污或發生霉變。尤其是高倍物鏡40X ,在做《觀察植物細胞的質壁分離與復原》實驗時,極容易被糖液污染。如鏡頭被污染不及時清洗干凈就會發生霉變。處理的辦法是先用干凈柔軟的綢布蘸溫水清洗掉糖液等污染物,后用干綢布擦干,再用長纖維脫脂棉蘸些鏡頭清洗液清洗,zui后用吹風球吹干。要注意的是清洗液千萬不能滲入到物鏡鏡片內部。因為為了達到所需要的放大倍數,高倍物鏡的鏡片,需要緊緊地膠接在一起。膠是透明的,且非常暴?一旦這層膠被酒精、乙醚等溶劑溶解后,光線通過這兩片鏡片時,光路就會發生變化。觀察效果會受到很大影響。所以在清洗時不要讓酒精、乙醚等溶劑滲入到物鏡鏡片的內部。?
  5.鏡架、鏡臀傾斜時固定不住:這是鏡架和底座的連接螺絲松動所致??捎玫碾p頭板手或用尖咀鉗卡住雙眼螺母的兩個孔眼用力旋緊即可。如旋緊后不解決問題,則需在螺母里加墊適當的墊片來解決。
  若是目鏡、物鏡鏡頭內部的鏡片被污染或霉變,就必須拆開清洗。目鏡可直接擰開拆下后進行清洗。但物鏡的結構較復雜,鏡片的疊放,各鏡片間的距離都有非常嚴格的要求,精度也很高。生產廠家在裝配時是經過校正而定位的。所以拆開清洗干凈后,必須嚴格按原樣裝配好。
  生物顯微鏡的鏡片都是用精密加工過的光學玻璃片制成的,為了增加透光率,都需在光學玻璃片的兩面涂上一層很薄的透光膜。這樣透光率就可以達到97%— 98%。這一層透光膜表面很平整光滑,且很薄,一旦透光膜表面被擦傷留有痕跡,它的透光率就會受到很大影響。觀察時會變得模糊不清。所以在擦拭鏡片時,一定要用干凈柔軟的綢布或干凈毛筆輕輕擦拭,若用擦鏡紙擦拭則更要輕輕擦拭,以免損傷透光膜。
  6.當顯示屏上的圖像有切割的時候,就要考慮一下拉桿移動有沒有到位;如果沒有到位,把相對應的拉桿移動到位就可以了。
  7.如果發現顯示屏上的圖像有臟點,這時候就要考慮是不是標本室有贓物,如果發現標本室里面沒有贓物,再檢查一下物鏡表面有沒有贓物,如果有贓物顯示器上就會顯示有臟點,解決的辦法也很簡單,只要把物鏡表面和標本室里的贓物清除了就可以了。
  8.如果發現調節變焦時圖像不清晰,要檢查一下高倍調焦是不是清晰,如果不清晰那么只要把它調置zui高倍,再做重新調焦即可。

 

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