第03章顯微鏡

1、 第三章第三章 顯微鏡顯微鏡掌握常掌握常用顯微用顯微鏡的結(jié)鏡的結(jié)構(gòu)及性構(gòu)及性能特點(diǎn)能特點(diǎn)熟悉顯微熟悉顯微技術(shù)的基技術(shù)的基礎(chǔ)理論，礎(chǔ)理論，顯微鏡的顯微鏡的應(yīng)用應(yīng)用了解顯微了解顯微鏡的維護(hù)，鏡的維護(hù)，顯微技術(shù)顯微技術(shù)的進(jìn)展的進(jìn)展教教 學(xué)學(xué) 基基 本本 要要 求求內(nèi)內(nèi) 容容 提提 要要第一節(jié)第一節(jié) 光學(xué)顯微鏡光學(xué)顯微鏡第二節(jié)第二節(jié) 電子顯微鏡電子顯微鏡第三節(jié)第三節(jié) 特殊特殊顯微鏡顯微鏡第四節(jié)第四節(jié) 顯微鏡的性能參數(shù)、使用、維護(hù)顯微鏡的性能參數(shù)、使用、維護(hù)、常見(jiàn)故障及排除常見(jiàn)故障及排除第一節(jié)第一節(jié) 光光 學(xué)學(xué) 顯顯 微微 鏡鏡一、光學(xué)顯微鏡工作原理一、光學(xué)顯微鏡工作原理二、光學(xué)顯微鏡基本結(jié)構(gòu)二、光學(xué)顯

2、微鏡基本結(jié)構(gòu)三、光學(xué)顯微鏡性能參數(shù)三、光學(xué)顯微鏡性能參數(shù)四、光學(xué)顯微鏡不足之處四、光學(xué)顯微鏡不足之處一、光學(xué)顯微鏡的工作原理一、光學(xué)顯微鏡的工作原理 顯微鏡是由兩組會(huì)聚透鏡組成的光學(xué)折射成像系統(tǒng)。把顯微鏡是由兩組會(huì)聚透鏡組成的光學(xué)折射成像系統(tǒng)。把焦距較短、靠近觀察物、成實(shí)像的透鏡組稱為物鏡（焦距較短、靠近觀察物、成實(shí)像的透鏡組稱為物鏡（object lens），而焦距較長(zhǎng)，靠近眼睛、成虛像的透鏡組稱為目鏡），而焦距較長(zhǎng)，靠近眼睛、成虛像的透鏡組稱為目鏡（ocular lens）。被觀察物體位于物鏡的前方，被物鏡作第）。被觀察物體位于物鏡的前方，被物鏡作第一級(jí)放大后成一倒立的實(shí)像，然后此實(shí)像再被

3、目鏡作第二級(jí)一級(jí)放大后成一倒立的實(shí)像，然后此實(shí)像再被目鏡作第二級(jí)放大，放大， 得到最大放大效果的倒立的虛像，位于人眼的明視距得到最大放大效果的倒立的虛像，位于人眼的明視距離處。離處。光學(xué)顯微鏡的工作原理圖光學(xué)顯微鏡的工作原理圖二、光學(xué)顯微鏡的基本結(jié)構(gòu)二、光學(xué)顯微鏡的基本結(jié)構(gòu)三、光學(xué)顯微鏡的性能參數(shù)三、光學(xué)顯微鏡的性能參數(shù)(一一)數(shù)值孔徑數(shù)值孔徑(二二)分辨率分辨率(三三)放大率放大率(四四)視野視野(五五) 景深與焦長(zhǎng)景深與焦長(zhǎng)(六六)鏡像亮度和清晰度鏡像亮度和清晰度(七七)工作距離工作距離(一一) 數(shù)數(shù) 值值 孔孔 徑徑 數(shù)值孔徑數(shù)值孔徑(numerical aperture)又叫鏡又叫鏡口

4、率，是物體與物鏡間媒質(zhì)的折射率口率，是物體與物鏡間媒質(zhì)的折射率n與物與物鏡孔徑角的一半鏡孔徑角的一半()正弦值的乘積，通?？s正弦值的乘積，通?？s寫為寫為NA，即，即 NA=nsin 顯微鏡的數(shù)值孔徑與其放大率成正比，顯微鏡的數(shù)值孔徑與其放大率成正比，與分辨率、景深成反比，它的平方與圖像與分辨率、景深成反比，它的平方與圖像亮度成正比。亮度成正比。 NA=nsinNA=nsin 最高數(shù)值孔徑最高數(shù)值孔徑油浸物鏡油浸物鏡 較高數(shù)值孔徑較高數(shù)值孔徑干物鏡干物鏡 低數(shù)值孔徑低數(shù)值孔徑干物鏡干物鏡 油油油油(一一) 數(shù)數(shù) 值值 孔孔 徑徑 分辨率：顯微鏡的最重要參數(shù)，指透鏡分辨率：顯微鏡的最重要參數(shù)，指透

5、鏡能分辨兩點(diǎn)之間的最小距離。能分辨兩點(diǎn)之間的最小距離。D=0.61Nsin/2D：分：分 辨辨 率率 ：光波的波長(zhǎng)：光波的波長(zhǎng)N：介質(zhì)折射率：介質(zhì)折射率 ：物鏡鏡口角：物鏡鏡口角N與與D成反比成反比 ，與與D成正比成正比(二二) 分分 辨辨 率率提高顯微鏡分辨率的方法提高顯微鏡分辨率的方法 （1）增大物鏡的數(shù)值孔徑）增大物鏡的數(shù)值孔徑 在物鏡和蓋玻片之間充以在物鏡和蓋玻片之間充以n 較大的油，較大的油，如香柏油如香柏油n =1.52,不僅使不僅使n 增大，而且孔徑增大，而且孔徑角也增大。角也增大。 （2）用短波長(zhǎng)的光照射）用短波長(zhǎng)的光照射 如紫外光顯微鏡，電子顯微鏡。如紫外光顯微鏡，電子顯微鏡

6、。(三三) 放放 大大 率率 顯微鏡的放大率顯微鏡的放大率(amplification)或稱放大倍數(shù)是或稱放大倍數(shù)是指顯微鏡經(jīng)多次成像后最終所成指顯微鏡經(jīng)多次成像后最終所成(放大的放大的)像的大小相像的大小相對(duì)于原物體大小的比值，常記作對(duì)于原物體大小的比值，常記作M。 M=maq M是顯微鏡的總放大倍數(shù)；是顯微鏡的總放大倍數(shù)；m是物鏡的放大倍數(shù)；是物鏡的放大倍數(shù)；a是目鏡的放大是目鏡的放大倍率，一般表達(dá)為明視距離倍率，一般表達(dá)為明視距離(正常視力者為正常視力者為25cm)與目鏡焦距之比；與目鏡焦距之比；q為為在雙目顯微鏡中所增設(shè)的棱鏡所起的放大倍數(shù)，一般取值為在雙目顯微鏡中所增設(shè)的棱鏡所起的放

7、大倍數(shù)，一般取值為1.6倍。倍。 (四四) 視視 野野 視野視野(visual field)又稱視場(chǎng)又稱視場(chǎng)(field)，是指通過(guò)顯微鏡所能看到，是指通過(guò)顯微鏡所能看到標(biāo)本所在空間的范圍。標(biāo)本所在空間的范圍。 (五五) 景景 深深 與與 焦焦 長(zhǎng)長(zhǎng) 景深景深(depth of field)又稱焦點(diǎn)深度，又稱焦點(diǎn)深度，是指在成一幅清晰像的前提下，像平面是指在成一幅清晰像的前提下，像平面不變，景物沿光軸前后移動(dòng)的距離稱不變，景物沿光軸前后移動(dòng)的距離稱“景深景深”。 景物不動(dòng)，像平面沿光軸前后移動(dòng)景物不動(dòng)，像平面沿光軸前后移動(dòng)的距離稱的距離稱“焦長(zhǎng)焦長(zhǎng)”。 (六六) 鏡鏡 像像 亮亮 度度 和和

8、清清 晰晰 度度 鏡像亮度即顯微鏡的圖像亮度的簡(jiǎn)稱。鏡像亮度即顯微鏡的圖像亮度的簡(jiǎn)稱。高倍率工作條件下的暗場(chǎng)、偏光、攝影顯高倍率工作條件下的暗場(chǎng)、偏光、攝影顯微鏡等都需要足夠的亮度，與照明及物鏡微鏡等都需要足夠的亮度，與照明及物鏡的性能參數(shù)相關(guān)。的性能參數(shù)相關(guān)。 鏡像清晰度是指圖像的輪廓清晰、襯鏡像清晰度是指圖像的輪廓清晰、襯度適中的程度。度適中的程度。 (七七) 工工 作作 距距 離離 工作距離是指從物鏡前表面中心到被觀察標(biāo)本工作距離是指從物鏡前表面中心到被觀察標(biāo)本間滿足工作要求的距離范圍，與物鏡的數(shù)值孔徑成間滿足工作要求的距離范圍，與物鏡的數(shù)值孔徑成反比。反比。 一般情況下，物鏡的數(shù)值孔徑

9、赿大，其工作距一般情況下，物鏡的數(shù)值孔徑赿大，其工作距離赿小。離赿小。四、光學(xué)顯微鏡的不足之處四、光學(xué)顯微鏡的不足之處1.1.放大倍數(shù)的極限放大倍數(shù)的極限 20002000 2.2.分辨率的極限分辨率的極限 0.20.2 m m （可見(jiàn)光照明）（可見(jiàn)光照明）3.3.景深的極限景深的極限 0.10.1 m m （要求金相準(zhǔn)備）（要求金相準(zhǔn)備）4.4.不能分析化學(xué)成分不能分析化學(xué)成分第第 二節(jié)二節(jié) 電電 子子 顯顯 微微 鏡鏡一、電子顯微鏡的基本結(jié)構(gòu)一、電子顯微鏡的基本結(jié)構(gòu)二、電子顯微鏡的分類及其應(yīng)用二、電子顯微鏡的分類及其應(yīng)用 一、電子顯微鏡的基本結(jié)構(gòu)一、電子顯微鏡的基本結(jié)構(gòu) 電子光學(xué)系統(tǒng)電子光

10、學(xué)系統(tǒng) 真空系統(tǒng)真空系統(tǒng) 供電系統(tǒng)供電系統(tǒng) 機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng) 觀察顯示系統(tǒng)觀察顯示系統(tǒng)照明系統(tǒng)照明系統(tǒng)成像系統(tǒng)成像系統(tǒng)（一）電子光學(xué)系統(tǒng)（一）電子光學(xué)系統(tǒng)-照明系統(tǒng)照明系統(tǒng) 電子光學(xué)系統(tǒng)主要由電子光學(xué)系統(tǒng)主要由電子槍電子槍和和聚光鏡聚光鏡組成。組成。 電子槍是發(fā)射電子的照明光源。電子槍是發(fā)射電子的照明光源。 聚光鏡是把電子槍發(fā)射出來(lái)的電子會(huì)聚而成的交聚光鏡是把電子槍發(fā)射出來(lái)的電子會(huì)聚而成的交叉點(diǎn)進(jìn)一步會(huì)聚后照射到樣品上。叉點(diǎn)進(jìn)一步會(huì)聚后照射到樣品上。 照明系統(tǒng)的作用就是提供一束亮度高、照明孔徑照明系統(tǒng)的作用就是提供一束亮度高、照明孔徑角小、平行度好、束流穩(wěn)定的照明源。角小、平行度好、束流穩(wěn)定的

11、照明源。 1. 電電 子子 槍槍 電子槍是電鏡的電子發(fā)射源，其作用電子槍是電鏡的電子發(fā)射源，其作用是形成電子束，并控制電子束的發(fā)射，獲是形成電子束，并控制電子束的發(fā)射，獲得一高亮度和高穩(wěn)定度的照明電子光源。得一高亮度和高穩(wěn)定度的照明電子光源。 常用的電子槍是熱陰極三極電子槍，常用的電子槍是熱陰極三極電子槍，它由發(fā)夾形鎢絲陰極、柵極和陽(yáng)極組成。它由發(fā)夾形鎢絲陰極、柵極和陽(yáng)極組成。 電子槍的結(jié)構(gòu)及工作原理圖電子槍的結(jié)構(gòu)及工作原理圖燈燈 絲絲2. 聚聚 光光 鏡鏡 聚光鏡用來(lái)會(huì)聚電子槍射出的電子束，聚光鏡用來(lái)會(huì)聚電子槍射出的電子束，以最小的損失照明樣品，調(diào)節(jié)照明強(qiáng)度、以最小的損失照明樣品，調(diào)節(jié)照明強(qiáng)

12、度、孔徑角和束斑大小。一般都采用雙聚光鏡孔徑角和束斑大小。一般都采用雙聚光鏡系統(tǒng)。第一聚光鏡是強(qiáng)激磁透鏡而第二聚系統(tǒng)。第一聚光鏡是強(qiáng)激磁透鏡而第二聚光鏡是弱激磁透鏡。光鏡是弱激磁透鏡。（一）電子光學(xué)系統(tǒng)（一）電子光學(xué)系統(tǒng)成像系統(tǒng)成像系統(tǒng) 電子透鏡：能使電子束聚焦的裝置電子透鏡：能使電子束聚焦的裝置 電子透鏡是電鏡的核心部件，其工作方式是電子透鏡是電鏡的核心部件，其工作方式是利用復(fù)雜的電極和線圈結(jié)構(gòu)形成靜電場(chǎng)和磁場(chǎng)。利用復(fù)雜的電極和線圈結(jié)構(gòu)形成靜電場(chǎng)和磁場(chǎng)。 電子透鏡存在各種像差（電子透鏡存在各種像差（aberrationaberration），這），這是影響成像質(zhì)量的主要因素。是影響成像質(zhì)量的

13、主要因素。 電子透鏡電子透鏡電電 子子 透透 鏡鏡 的的 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 電子電子電子源電子源電子軌跡電子軌跡銅導(dǎo)線銅導(dǎo)線軟鐵殼軟鐵殼軟鐵殼軟鐵殼焦點(diǎn)焦點(diǎn)(二二) 真真 空空 系系 統(tǒng)統(tǒng) 主要由機(jī)械泵、油擴(kuò)散泵或離子泵、主要由機(jī)械泵、油擴(kuò)散泵或離子泵、聯(lián)動(dòng)控制閥門、真空排氣管道、空氣聯(lián)動(dòng)控制閥門、真空排氣管道、空氣過(guò)濾器和用于真空度指示的真空測(cè)量過(guò)濾器和用于真空度指示的真空測(cè)量規(guī)等組成。規(guī)等組成。(三三) 供供 電電 系系 統(tǒng)統(tǒng) 供電系統(tǒng)包括高壓電源、真空供電系統(tǒng)包括高壓電源、真空系統(tǒng)供電電源、透鏡電源、輔助系統(tǒng)供電電源、透鏡電源、輔助電源及安全保護(hù)系統(tǒng)的電源等。電源及安全保護(hù)系統(tǒng)的電源等。 (四

14、四) 機(jī)機(jī) 械械 系系 統(tǒng)統(tǒng) 機(jī)械系統(tǒng)包括電鏡座、標(biāo)本室、機(jī)械系統(tǒng)包括電鏡座、標(biāo)本室、磁屏蔽外殼、鏡筒、制冷系統(tǒng)及控制磁屏蔽外殼、鏡筒、制冷系統(tǒng)及控制工作臺(tái)等，這些部分都有著相當(dāng)高的工作臺(tái)等，這些部分都有著相當(dāng)高的性能。性能。 (五五) 觀觀 察察 顯顯 示示 系系 統(tǒng)統(tǒng) 觀察顯示系統(tǒng)由熒光屏和照相室兩部觀察顯示系統(tǒng)由熒光屏和照相室兩部分組成。分組成。 電鏡通過(guò)顯像管的熒光屏把電子所成電鏡通過(guò)顯像管的熒光屏把電子所成的像轉(zhuǎn)換成光學(xué)影像后供肉眼觀察。的像轉(zhuǎn)換成光學(xué)影像后供肉眼觀察。 電子感光板是常用的記錄手段之一，電子感光板是常用的記錄手段之一，可以利用照相機(jī)在照相室內(nèi)拍照。可以利用照相機(jī)在照相

15、室內(nèi)拍照。二、電子顯微鏡的分類及其應(yīng)用二、電子顯微鏡的分類及其應(yīng)用電子顯微鏡的電子顯微鏡的（一）透（一）透 射射 電電 子子 顯顯 微微 鏡鏡（Transmission electron Microscope，TEM）光鏡、透射電鏡和掃描電鏡的工作原理圖光鏡、透射電鏡和掃描電鏡的工作原理圖1. 成成 像像 原原 理理電子束和固體樣品的作用電子束和固體樣品的作用2. 的的 工工 作作 原原 理理 透射電子顯微鏡是以電子束透過(guò)樣品透射電子顯微鏡是以電子束透過(guò)樣品經(jīng)過(guò)聚焦與放大后所產(chǎn)生的物像，經(jīng)過(guò)聚焦與放大后所產(chǎn)生的物像， 投射到投射到熒光屏上或照相底片上進(jìn)行觀察。熒光屏上或照相底片上進(jìn)行觀察。 透

16、射電鏡的分辨率為透射電鏡的分辨率為0.10.10.2nm0.2nm，放，放大倍數(shù)為幾萬(wàn)幾十萬(wàn)倍。大倍數(shù)為幾萬(wàn)幾十萬(wàn)倍。3. 的的 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 照明系統(tǒng)照明系統(tǒng) 成像系統(tǒng)成像系統(tǒng) 放大系統(tǒng)放大系統(tǒng) 紀(jì)錄系統(tǒng)紀(jì)錄系統(tǒng)電子槍電子槍聚光鏡聚光鏡物鏡物鏡中間鏡中間鏡投影鏡投影鏡3. 的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)成像系統(tǒng)成像系統(tǒng) 物鏡是用來(lái)形成第一幅高分辨率電子顯微圖物鏡是用來(lái)形成第一幅高分辨率電子顯微圖像或電子衍射花樣的透鏡。透射電子顯微鏡分辨像或電子衍射花樣的透鏡。透射電子顯微鏡分辨本領(lǐng)的高低主要取決于物鏡。因?yàn)槲镧R的任何缺本領(lǐng)的高低主要取決于物鏡。因?yàn)槲镧R的任何缺陷都被成像系統(tǒng)中其它透鏡進(jìn)一步放大。欲獲得陷都被成像

17、系統(tǒng)中其它透鏡進(jìn)一步放大。欲獲得物鏡的高分辨率，必須盡可能降低像差。通常采物鏡的高分辨率，必須盡可能降低像差。通常采用強(qiáng)激磁，短焦距的物鏡。用強(qiáng)激磁，短焦距的物鏡。3. 的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)成像系統(tǒng)成像系統(tǒng) 中間鏡是一個(gè)弱激磁的長(zhǎng)焦距變倍中間鏡是一個(gè)弱激磁的長(zhǎng)焦距變倍透鏡，可在透鏡，可在0 02020倍范圍調(diào)節(jié)。在電鏡操倍范圍調(diào)節(jié)。在電鏡操作過(guò)程中，主要是利用中間鏡的可變倍作過(guò)程中，主要是利用中間鏡的可變倍率來(lái)控制電鏡的放大倍數(shù)。率來(lái)控制電鏡的放大倍數(shù)。 3. 的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)成像系統(tǒng)成像系統(tǒng) 如果把中間鏡的物平面和物鏡的像平面如果把中間鏡的物平面和物鏡的像平面重合，則在熒光屏上得到一幅放大像，這就重合，

18、則在熒光屏上得到一幅放大像，這就是電子顯微鏡中的成像操作。如果把中間鏡是電子顯微鏡中的成像操作。如果把中間鏡的物平面和物鏡的后焦面重合，則在熒光屏的物平面和物鏡的后焦面重合，則在熒光屏上得到一幅電子衍射花樣，這就是電子顯微上得到一幅電子衍射花樣，這就是電子顯微鏡中的電子衍射操作。鏡中的電子衍射操作。3. 的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)成像系統(tǒng)成像系統(tǒng) 投影鏡的作用是把經(jīng)中間鏡放大（或縮?。┩队扮R的作用是把經(jīng)中間鏡放大（或縮小）的像進(jìn)一步放大，并投影到熒光屏上，它和物鏡的像進(jìn)一步放大，并投影到熒光屏上，它和物鏡一樣，是一個(gè)短焦距的強(qiáng)磁透鏡。投影鏡的激磁一樣，是一個(gè)短焦距的強(qiáng)磁透鏡。投影鏡的激磁電流是固定的。因?yàn)槌?/p>

19、像電子束進(jìn)入投影鏡時(shí)孔電流是固定的。因?yàn)槌上耠娮邮M(jìn)入投影鏡時(shí)孔鏡角很小，因此它的景深和焦距都非常大。即使鏡角很小，因此它的景深和焦距都非常大。即使改變中間鏡的放大倍數(shù)，使顯微鏡的總放大倍數(shù)改變中間鏡的放大倍數(shù)，使顯微鏡的總放大倍數(shù)有很大的變化，也不會(huì)影響圖像的清晰度。有很大的變化，也不會(huì)影響圖像的清晰度。4. 透透 射射 電電 鏡鏡 的的 主主 要要 部部 件件 樣品臺(tái)的作用是承載樣品，并使樣樣品臺(tái)的作用是承載樣品，并使樣品能作平移、傾斜、旋轉(zhuǎn)，以選擇感興趣的品能作平移、傾斜、旋轉(zhuǎn)，以選擇感興趣的樣品區(qū)域或位向進(jìn)行觀察分析。樣品區(qū)域或位向進(jìn)行觀察分析。 樣品臺(tái)樣品臺(tái)4. 透透 射射 電電 鏡

20、鏡 的的 主主 要要 部部 件件 消像散器可以是機(jī)械式的，可以是電磁式消像散器可以是機(jī)械式的，可以是電磁式的。機(jī)械式的是在電磁透鏡的磁場(chǎng)周圍放置幾塊的。機(jī)械式的是在電磁透鏡的磁場(chǎng)周圍放置幾塊位置可以調(diào)節(jié)的導(dǎo)磁體，用它們來(lái)吸引一部分磁位置可以調(diào)節(jié)的導(dǎo)磁體，用它們來(lái)吸引一部分磁場(chǎng)，把固有的橢圓形磁場(chǎng)校正成接近旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的場(chǎng)，把固有的橢圓形磁場(chǎng)校正成接近旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的磁場(chǎng)。電磁式的是通過(guò)電磁極間的吸引和排斥來(lái)磁場(chǎng)。電磁式的是通過(guò)電磁極間的吸引和排斥來(lái)校正橢圓形磁場(chǎng)的。校正橢圓形磁場(chǎng)的。 消像散器消像散器4. 透透 射射 電電 鏡鏡 的的 主主 要要 部部 件件 在透射電子顯微鏡中有許多固定光在透射電子顯微

21、鏡中有許多固定光闌和可動(dòng)光闌，它們的作用主要是擋掉闌和可動(dòng)光闌，它們的作用主要是擋掉發(fā)散的電子，保證電子束的相干性和照發(fā)散的電子，保證電子束的相干性和照射區(qū)域。射區(qū)域。光闌光闌5. 透射電子顯微鏡的優(yōu)點(diǎn)透射電子顯微鏡的優(yōu)點(diǎn) 主要優(yōu)點(diǎn)：分辨率高，可用來(lái)主要優(yōu)點(diǎn)：分辨率高，可用來(lái)觀察組織和細(xì)胞內(nèi)部的超微結(jié)構(gòu)以觀察組織和細(xì)胞內(nèi)部的超微結(jié)構(gòu)以及微生物和生物大分子的全貎。及微生物和生物大分子的全貎。 掃描電子顯微鏡的工作原理是用一束掃描電子顯微鏡的工作原理是用一束極細(xì)的電子束掃描樣品，在樣品表面激發(fā)極細(xì)的電子束掃描樣品，在樣品表面激發(fā)出次級(jí)電子，次級(jí)電子由探測(cè)體收集，并出次級(jí)電子，次級(jí)電子由探測(cè)體收集，

22、并在那里被閃爍器轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，再經(jīng)光電在那里被閃爍器轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，再經(jīng)光電倍增管和放大器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)來(lái)控制熒光倍增管和放大器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)來(lái)控制熒光屏上電子束的強(qiáng)度，顯示出與電子束同步屏上電子束的強(qiáng)度，顯示出與電子束同步的掃描圖像。的掃描圖像。 2. 掃掃 描描 電電 鏡鏡 的的 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)二次電子探測(cè)器的工作原理圖二次電子探測(cè)器的工作原理圖3. 掃掃 描描 電電 鏡鏡 的的 特特 點(diǎn)點(diǎn)分辨率高分辨率高(可達(dá)可達(dá)3nm)3. 掃掃 描描 電電 鏡鏡 的的 特特 點(diǎn)點(diǎn)立立體體感感強(qiáng)強(qiáng)3. 掃掃 描描 電電 鏡鏡 的的 特特 點(diǎn)點(diǎn)放大倍率范圍廣放大倍率范圍廣( (可放大十幾倍到幾十萬(wàn)倍可放大十幾倍到

23、幾十萬(wàn)倍) )腦細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)小鼠腦細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)小鼠3. 掃掃 描描 電電 鏡鏡 的的 特特 點(diǎn)點(diǎn)樣品適應(yīng)性大樣品適應(yīng)性大應(yīng)用范圍廣應(yīng)用范圍廣樣品臺(tái)樣品臺(tái)探針探針步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)雙螺旋雙螺旋測(cè)微頭測(cè)微頭1.掃描隧道顯微鏡的工作原理掃描隧道顯微鏡的工作原理 掃描隧道顯微鏡是根據(jù)量子力學(xué)原理中的隧道掃描隧道顯微鏡是根據(jù)量子力學(xué)原理中的隧道效應(yīng)和三維掃描而設(shè)計(jì)。當(dāng)原子尺度的針尖在不到效應(yīng)和三維掃描而設(shè)計(jì)。當(dāng)原子尺度的針尖在不到一個(gè)納米的高度上掃描樣品時(shí)，此處電子云重疊，一個(gè)納米的高度上掃描樣品時(shí)，此處電子云重疊，外加一電壓（外加一電壓（2mV2mV2V2V），針尖與樣品之間產(chǎn)生隧），針尖與樣品之間產(chǎn)生隧道

24、效應(yīng)而有電子逸出，形成隧道電流，通過(guò)隧道電道效應(yīng)而有電子逸出，形成隧道電流，通過(guò)隧道電流獲取顯微圖像，而不需要光源和透鏡。流獲取顯微圖像，而不需要光源和透鏡。“掃描隧掃描隧道顯微鏡道顯微鏡”因此而得名。因此而得名。掃描隧道顯微鏡的工作原理圖掃描隧道顯微鏡的工作原理圖2. STM 的的 基基 本本 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) STM STM 儀器由具有減振系統(tǒng)的儀器由具有減振系統(tǒng)的STM STM 頭部頭部( (含探針和含探針和樣品臺(tái)樣品臺(tái)) )、電子學(xué)控制系統(tǒng)和包括、電子學(xué)控制系統(tǒng)和包括A/D A/D 多功能卡的計(jì)多功能卡的計(jì)算機(jī)組成。算機(jī)組成。2. STM 的的 重重 要要 部部 件件 隧道針尖的結(jié)構(gòu)是掃描隧

25、道顯微技術(shù)要解決的主隧道針尖的結(jié)構(gòu)是掃描隧道顯微技術(shù)要解決的主要問(wèn)題之一。針尖的大小、形狀和化學(xué)同一性不僅影要問(wèn)題之一。針尖的大小、形狀和化學(xué)同一性不僅影響著掃描隧道顯微鏡圖像的分辨率和圖像的形狀，而響著掃描隧道顯微鏡圖像的分辨率和圖像的形狀，而且也影響著測(cè)定的電子態(tài)。且也影響著測(cè)定的電子態(tài)。針尖、壓電陶瓷針尖、壓電陶瓷 、三維掃描控制器、減震系統(tǒng)、三維掃描控制器、減震系統(tǒng)3. STM 的的 工工 作作 模模 式式恒恒 高高 模模 式式3. STM 的的 工工 作作 模模 式式恒恒 流流 模模 式式4. STM 的的 特特 點(diǎn)點(diǎn)分辨率高：橫向分辨率可達(dá)分辨率高：橫向分辨率可達(dá)0.1nm0.1n

26、m，縱向分辨率可，縱向分辨率可達(dá)達(dá)0.01nm0.01nm可在真空、大氣、液體等條件下工作可在真空、大氣、液體等條件下工作非破壞性測(cè)量非破壞性測(cè)量可實(shí)時(shí)地得到實(shí)空間中表面的三維圖像，可用于可實(shí)時(shí)地得到實(shí)空間中表面的三維圖像，可用于具有周期性或不具備周期性的表面結(jié)構(gòu)研究。具有周期性或不具備周期性的表面結(jié)構(gòu)研究。配合掃描隧道譜可以得到有關(guān)表面結(jié)構(gòu)的信息配合掃描隧道譜可以得到有關(guān)表面結(jié)構(gòu)的信息第三節(jié)第三節(jié) 特殊顯微鏡特殊顯微鏡一、熒光顯微鏡一、熒光顯微鏡二、相襯顯微鏡二、相襯顯微鏡三、倒置顯微鏡三、倒置顯微鏡四、暗視野顯微鏡四、暗視野顯微鏡五、偏光顯微鏡五、偏光顯微鏡六、激光掃描共聚焦顯微鏡六、激光

27、掃描共聚焦顯微鏡七、紫外光顯微鏡七、紫外光顯微鏡八、干涉相襯顯微鏡八、干涉相襯顯微鏡九、近場(chǎng)掃描光學(xué)顯微鏡九、近場(chǎng)掃描光學(xué)顯微鏡一、熒一、熒 光光 顯顯 微微 鏡鏡 熒光顯微鏡熒光顯微鏡 (fluorescence microscopy)(fluorescence microscopy)是以是以紫外線為光源來(lái)激發(fā)生物標(biāo)本中的熒光物質(zhì)，產(chǎn)生紫外線為光源來(lái)激發(fā)生物標(biāo)本中的熒光物質(zhì)，產(chǎn)生能觀察到各種顏色熒光的一種光學(xué)顯微鏡。利用它能觀察到各種顏色熒光的一種光學(xué)顯微鏡。利用它可研究熒光物質(zhì)在組織和細(xì)胞內(nèi)的分布?？裳芯繜晒馕镔|(zhì)在組織和細(xì)胞內(nèi)的分布。 為防止紫外線進(jìn)入物鏡，可以采用暗視場(chǎng)照明。為防止紫外線

28、進(jìn)入物鏡，可以采用暗視場(chǎng)照明。 一、熒一、熒 光光 顯顯 微微 鏡鏡熒光（熒光（FluorescenceFluorescence）：）： 細(xì)胞中的某些物質(zhì)（如葉綠素）經(jīng)紫外線照細(xì)胞中的某些物質(zhì)（如葉綠素）經(jīng)紫外線照射后能發(fā)出可見(jiàn)光線，稱為熒光。射后能發(fā)出可見(jiàn)光線，稱為熒光。 自發(fā)熒光：由細(xì)胞本身存在的物質(zhì)經(jīng)紫外線自發(fā)熒光：由細(xì)胞本身存在的物質(zhì)經(jīng)紫外線照射后發(fā)出的熒光。照射后發(fā)出的熒光。 熒光（熒光（FluorescenceFluorescence）：）： 誘發(fā)熒光：一些細(xì)胞成分本身經(jīng)紫外線照射誘發(fā)熒光：一些細(xì)胞成分本身經(jīng)紫外線照射后不發(fā)熒光，但用熒光染料（酸性品紅、甲基綠、后不發(fā)熒光，但用熒光

29、染料（酸性品紅、甲基綠、吖叮橙等熒光色素）進(jìn)行活體染色或固定后切片吖叮橙等熒光色素）進(jìn)行活體染色或固定后切片染色，就能在熒光鏡下看見(jiàn)熒光，這種熒光叫誘染色，就能在熒光鏡下看見(jiàn)熒光，這種熒光叫誘發(fā)熒光。發(fā)熒光。透透 射射 熒熒 光光 顯顯 微微 鏡鏡 原原 理理落落 射射 熒熒 光光 顯顯 微微 鏡鏡 原原 理理二、相二、相 襯襯 顯顯 微微 鏡鏡 光線只有通過(guò)染色標(biāo)本時(shí)其波長(zhǎng)、振幅發(fā)生光線只有通過(guò)染色標(biāo)本時(shí)其波長(zhǎng)、振幅發(fā)生變化，人眼才能看見(jiàn)。變化，人眼才能看見(jiàn)。 活細(xì)胞和未染色的標(biāo)本由于光的波長(zhǎng)和振幅活細(xì)胞和未染色的標(biāo)本由于光的波長(zhǎng)和振幅不發(fā)生變化，人眼看不到，但其相位有變化，因不發(fā)生變化，人

30、眼看不到，但其相位有變化，因此利用光的干涉和衍射效應(yīng)把透過(guò)標(biāo)本不同區(qū)域此利用光的干涉和衍射效應(yīng)把透過(guò)標(biāo)本不同區(qū)域的光波光程差轉(zhuǎn)變成振幅差，使細(xì)胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)的光波光程差轉(zhuǎn)變成振幅差，使細(xì)胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)之間呈現(xiàn)清晰可見(jiàn)的明暗對(duì)比。之間呈現(xiàn)清晰可見(jiàn)的明暗對(duì)比。 二、相二、相 襯襯 顯顯 微微 鏡鏡 相襯顯微鏡比普通光學(xué)顯微鏡多了相襯顯微鏡比普通光學(xué)顯微鏡多了2 2個(gè)部件：個(gè)部件： 在聚光器上增加一個(gè)環(huán)形光闌；在聚光器上增加一個(gè)環(huán)形光闌； 在物鏡后焦面增加一個(gè)相板，相板上有一個(gè)在物鏡后焦面增加一個(gè)相板，相板上有一個(gè)環(huán)形區(qū)，通過(guò)環(huán)形區(qū)的光比從其它區(qū)域透過(guò)的光環(huán)形區(qū)，通過(guò)環(huán)形區(qū)的光比從其它區(qū)域透過(guò)的光超前或

31、滯后超前或滯后1/41/4，這樣就使通過(guò)標(biāo)本不同區(qū)域光，這樣就使通過(guò)標(biāo)本不同區(qū)域光波的相位差轉(zhuǎn)變?yōu)檎穹?。波的相位差轉(zhuǎn)變?yōu)檎穹?。相襯顯微鏡照明原理相襯顯微鏡照明原理二、相二、相 襯襯 顯顯 微微 鏡鏡 光通過(guò)標(biāo)本致密區(qū)時(shí)發(fā)生衍射，產(chǎn)生偏折光，光通過(guò)標(biāo)本致密區(qū)時(shí)發(fā)生衍射，產(chǎn)生偏折光，相位和未受影響的直射光相比被推遲了相位和未受影響的直射光相比被推遲了1/41/4。只有未發(fā)生偏折的的直射光可通過(guò)相位板的環(huán)形只有未發(fā)生偏折的的直射光可通過(guò)相位板的環(huán)形區(qū)，其它的偏折光在物鏡的后焦面上產(chǎn)生了一個(gè)區(qū)，其它的偏折光在物鏡的后焦面上產(chǎn)生了一個(gè)與通過(guò)相位板的環(huán)形區(qū)的光不同的與通過(guò)相位板的環(huán)形區(qū)的光不同的1/4

32、1/4的光程的光程差。兩組光在平面上成像。差。兩組光在平面上成像。二、相二、相 襯襯 顯顯 微微 鏡鏡 如果相板的環(huán)形區(qū)使直射光超前如果相板的環(huán)形區(qū)使直射光超前1/41/4，加上，加上開(kāi)始直射光超前的開(kāi)始直射光超前的1/41/4，直射光共超前，直射光共超前1/21/2，直，直射光和偏折光疊加形成的合成波振幅減少，產(chǎn)生暗射光和偏折光疊加形成的合成波振幅減少，產(chǎn)生暗反差。反差。 如果相板的環(huán)形區(qū)使直射光滯后如果相板的環(huán)形區(qū)使直射光滯后1/41/4，加上，加上開(kāi)始直射光超前的開(kāi)始直射光超前的1/41/4，兩者相抵直射光不發(fā)生，兩者相抵直射光不發(fā)生變化，直射光和偏折光無(wú)相位變化，形成的合成波變化，直射

33、光和偏折光無(wú)相位變化，形成的合成波振幅增加，產(chǎn)生明反差。振幅增加，產(chǎn)生明反差。三、倒三、倒 置置 顯顯 微微 鏡鏡 倒置顯微鏡倒置顯微鏡(Inverted Microscope)(Inverted Microscope)的的組成和普通顯微鏡一樣，只不過(guò)物鏡與照組成和普通顯微鏡一樣，只不過(guò)物鏡與照明系統(tǒng)顛倒，前者在載物臺(tái)之下，后者在明系統(tǒng)顛倒，前者在載物臺(tái)之下，后者在載物臺(tái)之上，用于觀察培養(yǎng)的活細(xì)胞，具載物臺(tái)之上，用于觀察培養(yǎng)的活細(xì)胞，具有相差物鏡。有相差物鏡。倒置顯微鏡倒置顯微鏡四、暗視野顯微鏡四、暗視野顯微鏡 暗視野顯微鏡（暗視野顯微鏡（dark field microscope）的聚光鏡中

34、央有檔光片，使）的聚光鏡中央有檔光片，使照明光線不直接進(jìn)入物鏡，只允許被標(biāo)本照明光線不直接進(jìn)入物鏡，只允許被標(biāo)本反射和衍射的光線進(jìn)入物鏡，因而視野的反射和衍射的光線進(jìn)入物鏡，因而視野的背景是黑的，物體的邊緣是亮的。利用這背景是黑的，物體的邊緣是亮的。利用這種顯微鏡能見(jiàn)到小至種顯微鏡能見(jiàn)到小至 4nm200nm的微粒的微粒子，分辨率可比普通顯微鏡高子，分辨率可比普通顯微鏡高50倍。倍。暗視野照明方式 五、偏五、偏 光光 顯顯 微微 鏡鏡 偏光顯微鏡是利用光的偏振特性，對(duì)具有雙折偏光顯微鏡是利用光的偏振特性，對(duì)具有雙折射性射性( (即可以使一束入射光經(jīng)折射后分成兩束折射即可以使一束入射光經(jīng)折射后分

35、成兩束折射光光) )的晶體、液晶態(tài)物質(zhì)進(jìn)行觀察和研究的重要光的晶體、液晶態(tài)物質(zhì)進(jìn)行觀察和研究的重要光學(xué)儀器。學(xué)儀器。 利用它可以清楚地觀察到纖維絲、紡錘體、膠利用它可以清楚地觀察到纖維絲、紡錘體、膠原、染色體、卵巢、骨骼、毛發(fā)、活細(xì)胞的結(jié)晶或原、染色體、卵巢、骨骼、毛發(fā)、活細(xì)胞的結(jié)晶或液晶態(tài)的內(nèi)含物、神經(jīng)纖維、肌肉纖維、植物纖維液晶態(tài)的內(nèi)含物、神經(jīng)纖維、肌肉纖維、植物纖維等的細(xì)微結(jié)構(gòu)，從而可以分析細(xì)胞、組織的變化過(guò)等的細(xì)微結(jié)構(gòu)，從而可以分析細(xì)胞、組織的變化過(guò)程。程。 五、偏五、偏 光光 顯顯 微微 鏡鏡 偏光顯微鏡是在一般顯微鏡的基礎(chǔ)上偏光顯微鏡是在一般顯微鏡的基礎(chǔ)上增添了使普通光轉(zhuǎn)變成線偏振

36、光和檢測(cè)偏振增添了使普通光轉(zhuǎn)變成線偏振光和檢測(cè)偏振光的裝置或觀察干涉圖樣的特殊透鏡。即光光的裝置或觀察干涉圖樣的特殊透鏡。即光源前有偏振片（起偏器），使進(jìn)入顯微鏡的源前有偏振片（起偏器），使進(jìn)入顯微鏡的光線為偏振光，鏡筒中有檢偏器（一個(gè)偏振光線為偏振光，鏡筒中有檢偏器（一個(gè)偏振方向與起偏器垂直的起偏器）。方向與起偏器垂直的起偏器）。五、偏五、偏 光光 顯顯 微微 鏡鏡 偏光顯微鏡的載物臺(tái)是可以旋轉(zhuǎn)的。偏光顯微鏡的載物臺(tái)是可以旋轉(zhuǎn)的。當(dāng)載物臺(tái)無(wú)樣品時(shí)，無(wú)論如何旋轉(zhuǎn)載物臺(tái)，當(dāng)載物臺(tái)無(wú)樣品時(shí)，無(wú)論如何旋轉(zhuǎn)載物臺(tái)，由于兩個(gè)偏振片是垂直的，顯微鏡里看不到由于兩個(gè)偏振片是垂直的，顯微鏡里看不到光線。而放入

37、旋光性物質(zhì)后，由于光線通過(guò)光線。而放入旋光性物質(zhì)后，由于光線通過(guò)這類物質(zhì)時(shí)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因此旋轉(zhuǎn)載物臺(tái)便能這類物質(zhì)時(shí)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因此旋轉(zhuǎn)載物臺(tái)便能檢測(cè)到這種物體。檢測(cè)到這種物體。偏光顯微鏡的結(jié)構(gòu)偏光顯微鏡的結(jié)構(gòu)激光掃描共聚焦顯微鏡原理圖激光掃描共聚焦顯微鏡原理圖六、激光掃描共聚焦顯微鏡六、激光掃描共聚焦顯微鏡激光掃描共聚焦顯微鏡實(shí)物圖激光掃描共聚焦顯微鏡實(shí)物圖1. 激光掃描共聚焦顯微鏡工作原理激光掃描共聚焦顯微鏡工作原理 激光掃描共聚焦顯微鏡是在熒光顯激光掃描共聚焦顯微鏡是在熒光顯微鏡成像的基礎(chǔ)上裝有激光掃描裝置，以微鏡成像的基礎(chǔ)上裝有激光掃描裝置，以單色激光作為光源，使樣品被激發(fā)出熒光，單色激光作

38、為光源，使樣品被激發(fā)出熒光，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理，從而得到細(xì)胞利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理，從而得到細(xì)胞或組織內(nèi)部微細(xì)結(jié)構(gòu)的熒光圖像?；蚪M織內(nèi)部微細(xì)結(jié)構(gòu)的熒光圖像。1. 激光掃描共聚焦顯微鏡工作原理激光掃描共聚焦顯微鏡工作原理 共聚焦顯微鏡利用激光掃描束經(jīng)照明孔形成點(diǎn)共聚焦顯微鏡利用激光掃描束經(jīng)照明孔形成點(diǎn)光源對(duì)標(biāo)本內(nèi)焦平面上的每一點(diǎn)掃描，由于照明孔光源對(duì)標(biāo)本內(nèi)焦平面上的每一點(diǎn)掃描，由于照明孔與檢測(cè)孔相對(duì)于物鏡焦平面是共軛的，焦平面上的與檢測(cè)孔相對(duì)于物鏡焦平面是共軛的，焦平面上的點(diǎn)同時(shí)聚焦于照明孔和檢測(cè)孔，焦平面以外的點(diǎn)不點(diǎn)同時(shí)聚焦于照明孔和檢測(cè)孔，焦平面以外的點(diǎn)不會(huì)在檢測(cè)孔處成像，這樣就得到了標(biāo)

39、本清晰的光學(xué)會(huì)在檢測(cè)孔處成像，這樣就得到了標(biāo)本清晰的光學(xué)切面圖，克服了普通光鏡圖像模糊的缺點(diǎn)。切面圖，克服了普通光鏡圖像模糊的缺點(diǎn)。 1. 激光掃描共聚焦顯微鏡工作原理激光掃描共聚焦顯微鏡工作原理 在顯微鏡載物臺(tái)上加一個(gè)微量步進(jìn)馬在顯微鏡載物臺(tái)上加一個(gè)微量步進(jìn)馬達(dá)，使載物臺(tái)上下移動(dòng)，改變焦平面，不達(dá)，使載物臺(tái)上下移動(dòng)，改變焦平面，不同層次的光切面圖像經(jīng)計(jì)算機(jī)圖像三維重同層次的光切面圖像經(jīng)計(jì)算機(jī)圖像三維重組，就能獲得樣品的立體結(jié)構(gòu)圖像。組，就能獲得樣品的立體結(jié)構(gòu)圖像。2. 激光掃描共聚焦顯微鏡的基本結(jié)構(gòu)激光掃描共聚焦顯微鏡的基本結(jié)構(gòu)1.1.抑制圖像的模糊，獲得清晰的圖像抑制圖像的模糊，獲得清晰的

40、圖像2.2.具有更高的軸向分辨率，并可獲取連續(xù)光具有更高的軸向分辨率，并可獲取連續(xù)光學(xué)切片學(xué)切片3.3.增加側(cè)向分辨率增加側(cè)向分辨率4.4.由于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)掃描去除了雜散光的影響由于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)掃描去除了雜散光的影響3. 共焦顯微鏡與傳統(tǒng)顯微鏡的區(qū)別共焦顯微鏡與傳統(tǒng)顯微鏡的區(qū)別4. LSCM在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中的應(yīng)用在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中的應(yīng)用1 1細(xì)胞的三維重建細(xì)胞的三維重建 2 2細(xì)胞定量熒光測(cè)定細(xì)胞定量熒光測(cè)定 3 3 細(xì)胞內(nèi)鈣離子、細(xì)胞內(nèi)鈣離子、pHpH值和其他離子的動(dòng)態(tài)分析值和其他離子的動(dòng)態(tài)分析 4 4 細(xì)胞間通訊和膜的流動(dòng)性細(xì)胞間通訊和膜的流動(dòng)性 七、紫七、紫 外外 光光 顯顯 微微 鏡鏡 紫外光源可以明顯提高

41、顯微鏡的分辨率，對(duì)紫外光源可以明顯提高顯微鏡的分辨率，對(duì)于生物樣品使用紫外光照明還具有獨(dú)特的效果。細(xì)于生物樣品使用紫外光照明還具有獨(dú)特的效果。細(xì)胞中的原生質(zhì)對(duì)可見(jiàn)光幾乎是不吸收的，而蛋白質(zhì)胞中的原生質(zhì)對(duì)可見(jiàn)光幾乎是不吸收的，而蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子對(duì)紫外光具有特殊的吸收作用。和核酸等生物大分子對(duì)紫外光具有特殊的吸收作用。因此，可以使用紫外光顯微鏡（因此，可以使用紫外光顯微鏡（ultraviolet ultraviolet microscopemicroscope）研究單個(gè)細(xì)胞的組成與變化情況。）研究單個(gè)細(xì)胞的組成與變化情況。 八、干涉相襯顯微鏡八、干涉相襯顯微鏡 干涉相襯顯微鏡利用偏振光，有

42、四個(gè)特殊的光干涉相襯顯微鏡利用偏振光，有四個(gè)特殊的光學(xué)組件：偏振器、棱鏡、滑行器和檢偏器。學(xué)組件：偏振器、棱鏡、滑行器和檢偏器。 偏振器直接裝在聚光系統(tǒng)的前面，使光線發(fā)生偏振器直接裝在聚光系統(tǒng)的前面，使光線發(fā)生線性偏振。在聚光器中安裝了石英線性偏振。在聚光器中安裝了石英Wollaston棱鏡，棱鏡，可將一束光分解成偏振方向不同的兩束光（可將一束光分解成偏振方向不同的兩束光（x和和y），），二者成一小夾角。聚光器將兩束光調(diào)整成與顯微鏡二者成一小夾角。聚光器將兩束光調(diào)整成與顯微鏡光軸平行的方向。最初兩束光相位一致，在穿過(guò)標(biāo)光軸平行的方向。最初兩束光相位一致，在穿過(guò)標(biāo)本相鄰的區(qū)域后，由于標(biāo)本的厚度和

43、折射率不同，本相鄰的區(qū)域后，由于標(biāo)本的厚度和折射率不同，引起兩束光發(fā)生光程差。引起兩束光發(fā)生光程差。八、干涉相襯顯微鏡八、干涉相襯顯微鏡 在物鏡的后焦面處安裝了第二個(gè)在物鏡的后焦面處安裝了第二個(gè)WollastonWollaston棱鏡棱鏡( (滑行器滑行器) )，把兩束光波合并成一束。這時(shí)兩束光的，把兩束光波合并成一束。這時(shí)兩束光的偏振面（偏振面（x x和和y y）仍然存在。）仍然存在。 最后光束穿過(guò)第二個(gè)偏振裝置最后光束穿過(guò)第二個(gè)偏振裝置( (檢偏器檢偏器) )，檢偏，檢偏器將兩束垂直的光波組合成具有相同偏振面的兩束器將兩束垂直的光波組合成具有相同偏振面的兩束光，使二者發(fā)生干涉。光，使二者發(fā)

44、生干涉。八、干涉相襯顯微鏡八、干涉相襯顯微鏡 x x和和y y波的光程差決定著透射光的多波的光程差決定著透射光的多少，光程差值為少，光程差值為0 0時(shí)，沒(méi)有光穿過(guò)檢偏時(shí)，沒(méi)有光穿過(guò)檢偏器；光程差值等于波長(zhǎng)一半時(shí)，穿過(guò)的器；光程差值等于波長(zhǎng)一半時(shí)，穿過(guò)的光達(dá)到最大值。于是在灰色的背景上，光達(dá)到最大值。于是在灰色的背景上，標(biāo)本結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)明暗差。標(biāo)本結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)明暗差。八、干涉相襯顯微鏡八、干涉相襯顯微鏡 為了使影像的反差達(dá)到最佳狀態(tài)，可調(diào)為了使影像的反差達(dá)到最佳狀態(tài)，可調(diào)節(jié)滑行器的縱行微調(diào)改變光程差，光程差可節(jié)滑行器的縱行微調(diào)改變光程差，光程差可改變影像的亮度。調(diào)節(jié)滑行器可使標(biāo)本的細(xì)改變影像的亮度。調(diào)節(jié)

45、滑行器可使標(biāo)本的細(xì)微結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出正或負(fù)的投影形象，通常是一微結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出正或負(fù)的投影形象，通常是一側(cè)亮，而另一側(cè)暗，這便造成了標(biāo)本的人為側(cè)亮，而另一側(cè)暗，這便造成了標(biāo)本的人為三維立體感，類似大理石上的浮雕。三維立體感，類似大理石上的浮雕。干涉相襯顯微鏡的光路圖干涉相襯顯微鏡的光路圖九、近場(chǎng)掃描光學(xué)顯微鏡九、近場(chǎng)掃描光學(xué)顯微鏡 近場(chǎng)掃描光學(xué)顯微鏡的微探頭是一個(gè)中空的、近場(chǎng)掃描光學(xué)顯微鏡的微探頭是一個(gè)中空的、針狀的、頂部小于針狀的、頂部小于150nm150nm，內(nèi)孔直徑為，內(nèi)孔直徑為50nm50nm的玻璃的玻璃微管，管壁鍍鋁膜，最終使光線只能從直徑為微管，管壁鍍鋁膜，最終使光線只能從直徑為50nm50

46、nm（可見(jiàn)波長(zhǎng)的（可見(jiàn)波長(zhǎng)的1/101/10左右）的內(nèi)孔射入，微管左右）的內(nèi)孔射入，微管的尾部接上十分靈敏的光量子探測(cè)器測(cè)量進(jìn)入內(nèi)的尾部接上十分靈敏的光量子探測(cè)器測(cè)量進(jìn)入內(nèi)孔的光量。孔的光量。九、近場(chǎng)掃描光學(xué)顯微鏡九、近場(chǎng)掃描光學(xué)顯微鏡 近場(chǎng)掃描光學(xué)顯微鏡技術(shù)的理論分辨率極限約近場(chǎng)掃描光學(xué)顯微鏡技術(shù)的理論分辨率極限約10nm10nm。由于采用可見(jiàn)光對(duì)生物樣品損害很少，而且。由于采用可見(jiàn)光對(duì)生物樣品損害很少，而且既可以用在空氣中（與電子顯微鏡在真空條件下相既可以用在空氣中（與電子顯微鏡在真空條件下相比要優(yōu)越），又可以用在水中（與一般的光學(xué)顯微比要優(yōu)越），又可以用在水中（與一般的光學(xué)顯微鏡相比也有

47、優(yōu)越性）。鏡相比也有優(yōu)越性）。 近場(chǎng)掃描光學(xué)顯微鏡技術(shù)將對(duì)研究活體中的病近場(chǎng)掃描光學(xué)顯微鏡技術(shù)將對(duì)研究活體中的病毒和染色體等生物物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和形態(tài)發(fā)揮作用。毒和染色體等生物物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和形態(tài)發(fā)揮作用。 第四節(jié)第四節(jié) 顯微鏡的維護(hù)、常見(jiàn)故障及其排除顯微鏡的維護(hù)、常見(jiàn)故障及其排除一、光學(xué)顯微鏡的使用一、光學(xué)顯微鏡的使用二、光學(xué)顯微鏡的維護(hù)與保養(yǎng)二、光學(xué)顯微鏡的維護(hù)與保養(yǎng)三、光學(xué)顯微鏡的常見(jiàn)故障及排除三、光學(xué)顯微鏡的常見(jiàn)故障及排除四、顯微鏡拆裝的注意事項(xiàng)四、顯微鏡拆裝的注意事項(xiàng)五、電子顯微鏡的維護(hù)及常見(jiàn)故障排除五、電子顯微鏡的維護(hù)及常見(jiàn)故障排除一、一、 光學(xué)顯微鏡的使用光學(xué)顯微鏡的使用低倍鏡的使用：低倍

48、鏡的使用： 1.1.對(duì)光對(duì)光 轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)節(jié)螺旋，降低載物臺(tái)；旋轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)節(jié)螺旋，降低載物臺(tái)；旋轉(zhuǎn)物鏡轉(zhuǎn)換器，使轉(zhuǎn)物鏡轉(zhuǎn)換器，使1010倍物鏡頭對(duì)準(zhǔn)鏡臺(tái)孔；然后倍物鏡頭對(duì)準(zhǔn)鏡臺(tái)孔；然后升高聚光鏡，打開(kāi)光圈，將反光鏡的凹面對(duì)準(zhǔn)光升高聚光鏡，打開(kāi)光圈，將反光鏡的凹面對(duì)準(zhǔn)光源，直至視野明亮為止。源，直至視野明亮為止。 2.2.將要觀察的切片放在載物臺(tái)上，固定好，將要觀察的切片放在載物臺(tái)上，固定好，并將要觀察的部位移至中央。并將要觀察的部位移至中央。 一、一、 光學(xué)顯微鏡的使用方法光學(xué)顯微鏡的使用方法低倍鏡的使用：低倍鏡的使用： 3.3.調(diào)焦距調(diào)焦距 旋轉(zhuǎn)粗調(diào)螺旋，升高載物臺(tái)，至物鏡旋轉(zhuǎn)粗調(diào)螺旋，升高載物臺(tái)

49、，至物鏡距玻片約距玻片約0.5cm0.5cm時(shí)，再緩慢降低鏡臺(tái)，直到看清圖像時(shí)，再緩慢降低鏡臺(tái)，直到看清圖像為止。為止。 4.4.調(diào)節(jié)兩瞳孔間的距離調(diào)節(jié)兩瞳孔間的距離 一邊用雙眼自目鏡中觀一邊用雙眼自目鏡中觀察，一邊用雙手握住兩個(gè)目鏡管，前后或左右移動(dòng)，察，一邊用雙手握住兩個(gè)目鏡管，前后或左右移動(dòng)，直到雙眼看到一共同視野為止。直到雙眼看到一共同視野為止。 5.5.為使右眼圖像更清晰，可輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)螺旋，為使右眼圖像更清晰，可輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)螺旋，欲使左眼圖像清晰，需旋轉(zhuǎn)鏡管長(zhǎng)度調(diào)節(jié)環(huán)。欲使左眼圖像清晰，需旋轉(zhuǎn)鏡管長(zhǎng)度調(diào)節(jié)環(huán)。一、光學(xué)顯微鏡的使用一、光學(xué)顯微鏡的使用高倍鏡的使用：高倍鏡的使用： 用低

50、倍鏡看清圖像后，將要進(jìn)一步放大的結(jié)用低倍鏡看清圖像后，將要進(jìn)一步放大的結(jié)構(gòu)移至視野中央，一邊從側(cè)面觀察，一邊旋轉(zhuǎn)物構(gòu)移至視野中央，一邊從側(cè)面觀察，一邊旋轉(zhuǎn)物鏡轉(zhuǎn)換器，將高倍鏡頭對(duì)準(zhǔn)鏡臺(tái)孔；升高聚光鏡，鏡轉(zhuǎn)換器，將高倍鏡頭對(duì)準(zhǔn)鏡臺(tái)孔；升高聚光鏡，將光線調(diào)節(jié)到最亮的程度；然后，稍微轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)將光線調(diào)節(jié)到最亮的程度；然后，稍微轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)螺旋，即可觀察到清晰的圖像。螺旋，即可觀察到清晰的圖像。一、光學(xué)顯微鏡的使用一、光學(xué)顯微鏡的使用油鏡的使用：油鏡的使用： 用低倍鏡看清圖像后，將所要觀察的結(jié)構(gòu)移用低倍鏡看清圖像后，將所要觀察的結(jié)構(gòu)移至視野中央，在標(biāo)本所要觀察的部位滴一滴鏡油，至視野中央，在標(biāo)本所要觀察的部

51、位滴一滴鏡油，旋轉(zhuǎn)物鏡轉(zhuǎn)換器，將油鏡頭對(duì)準(zhǔn)鏡臺(tái)孔，使油鏡旋轉(zhuǎn)物鏡轉(zhuǎn)換器，將油鏡頭對(duì)準(zhǔn)鏡臺(tái)孔，使油鏡頭下端與鏡油接觸，然后，輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)螺旋，頭下端與鏡油接觸，然后，輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)螺旋，即可看清物像。使用油鏡時(shí)，應(yīng)把聚光鏡的光圈即可看清物像。使用油鏡時(shí)，應(yīng)把聚光鏡的光圈充分開(kāi)大。用完油鏡后，必須用擦鏡紙蘸清洗劑，充分開(kāi)大。用完油鏡后，必須用擦鏡紙蘸清洗劑，將鏡頭和玻片擦凈。將鏡頭和玻片擦凈。二、光學(xué)顯微鏡的維護(hù)二、光學(xué)顯微鏡的維護(hù) 1. 1.搬動(dòng)顯微鏡時(shí)，應(yīng)該用右手握鏡臂搬動(dòng)顯微鏡時(shí)，應(yīng)該用右手握鏡臂, ,左手托左手托鏡座，平貼胸前，以防撞碰。切勿用一只手斜提，鏡座，平貼胸前，以防撞碰。切勿用一只

52、手斜提，前后搖擺。前后搖擺。 2.2.每次使用顯微鏡前，要檢查顯微鏡的主要部每次使用顯微鏡前，要檢查顯微鏡的主要部件有無(wú)缺損，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)報(bào)告。使用時(shí)，要嚴(yán)件有無(wú)缺損，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)報(bào)告。使用時(shí)，要嚴(yán)格按操作程序，正確地緩慢移動(dòng)有關(guān)機(jī)械部分。格按操作程序，正確地緩慢移動(dòng)有關(guān)機(jī)械部分。 二、光學(xué)顯微鏡的維護(hù)二、光學(xué)顯微鏡的維護(hù) 3. 3.禁止拆卸顯微鏡的各個(gè)部件，更不允許與其禁止拆卸顯微鏡的各個(gè)部件，更不允許與其它顯微鏡對(duì)換，以免安裝不當(dāng)影響觀察效果。它顯微鏡對(duì)換，以免安裝不當(dāng)影響觀察效果。 4.4.如鏡頭表面有灰塵，應(yīng)該用擦鏡紙擦，不允如鏡頭表面有灰塵，應(yīng)該用擦鏡紙擦，不允許用口吹、手指抹，

53、或用其他紙、布擦。許用口吹、手指抹，或用其他紙、布擦。 5.5.顯微鏡用完后，將顯微鏡用完后，將4 4倍鏡頭對(duì)準(zhǔn)鏡臺(tái)孔，升倍鏡頭對(duì)準(zhǔn)鏡臺(tái)孔，升高鏡臺(tái)，降下聚光器，打開(kāi)光圈，蓋好防塵罩，放高鏡臺(tái)，降下聚光器，打開(kāi)光圈，蓋好防塵罩，放回原處?；卦帯Ｈ?、光學(xué)顯微鏡的常見(jiàn)故障及排除 ( (一一) ) 常見(jiàn)光學(xué)故障及排除常見(jiàn)光學(xué)故障及排除 1 1鏡頭成像質(zhì)量降低鏡頭成像質(zhì)量降低 2 2雙像不重合雙像不重合 3 3視場(chǎng)中的光線不均勻視場(chǎng)中的光線不均勻 4 4視場(chǎng)中有污物視場(chǎng)中有污物三、光學(xué)顯微鏡的常見(jiàn)故障及排除( (二二) )常見(jiàn)機(jī)械故障及排除常見(jiàn)機(jī)械故障及排除 1 1粗調(diào)的自動(dòng)下滑粗調(diào)的自動(dòng)下滑 2.

54、 2. 升降時(shí)手輪梗跳升降時(shí)手輪梗跳 3 3微調(diào)裝置的故障微調(diào)裝置的故障四、電子顯微鏡的維護(hù)及常見(jiàn)故障的排除四、電子顯微鏡的維護(hù)及常見(jiàn)故障的排除( (一一) )電子顯微鏡的日常維護(hù)電子顯微鏡的日常維護(hù) 1 1鏡筒部分要保持高度潔凈鏡筒部分要保持高度潔凈 2 2真空系統(tǒng)的維護(hù)真空系統(tǒng)的維護(hù) 3 3電器部分的維護(hù)電器部分的維護(hù)四、電子顯微鏡的維護(hù)及常見(jiàn)故障的排除四、電子顯微鏡的維護(hù)及常見(jiàn)故障的排除( (二二) )電子顯微鏡的常見(jiàn)故障及排除電子顯微鏡的常見(jiàn)故障及排除 電子顯微鏡的常見(jiàn)故障，就是燈絲損電子顯微鏡的常見(jiàn)故障，就是燈絲損壞，通常壞，通常3 3個(gè)月左右更換一次。在安裝燈絲個(gè)月左右更換一次。在安裝燈絲時(shí)，必須使燈絲尖端與柵極孔的中心嚴(yán)格時(shí)，必須使燈絲尖端與柵極孔的中心嚴(yán)格對(duì)正。對(duì)正。 第五節(jié)第五節(jié) 顯顯 微微 攝攝 影影 術(shù)術(shù) 利用顯微攝影裝置拍攝顯微鏡利用顯微攝影裝置拍攝顯微鏡( (或解剖鏡或解剖鏡) )視野中物像的技術(shù)稱為視野中物像的技術(shù)稱為顯微攝影顯微攝影。 顯微