实验一显微镜的构造及使用方法
一、目的要求
1.了解显微镜的构造、性能及成像原理。
2.掌握显微镜的正确适用及维护方法。
二、实验器材
1.显微镜、纱布、绸布
2.酵母菌示教标本
三、普通光学显微镜简介
微生物的最显著的特点就是个体微小，必须借助显微镜才能观察到它们的个体形态和细胞结构。熟悉显微镜并掌握其操作技术是研究微生物不可缺少的手段。
显微镜可分为电子显微镜和光学显微镜两大类。光学显微镜包括：明视野显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、偏光显微镜、荧光显微镜、立体显微镜等。其中明视野显微镜为最常用普通光学显微镜，其它显微镜都是在此基础上发展而来的，基本结构相同，只是在某些部分作了一些改变。明视野显微镜简称显微镜。
（一）显微镜的构造
普通光学显微镜的构造可以分为机械和光学系统两大部分。
图1-1 显微镜构造
1.目镜
2.镜筒
3.镜臂
4.标本片移动钮 6.粗细调焦钮7.聚光镜调节钮
8.底座9.反光镜10.虹彩光圈11.聚光器12.载物台13.物镜14.转换器
1.机械系统：
（1）镜座Base：在显微镜的底部，呈马蹄形、长方形、三角形等。
（2）镜臂Arm：连接镜座和镜筒之间的部分，呈圆弧形，作为移动显微镜时的握持部分。
（3）镜筒Tube：位于镜臂上端的空心圆筒，是光线的通道。镜筒的上端可插入接目镜，下面可与转换器相连接。镜筒的长度一般为160mm。显微镜分为直筒式和斜筒式；
有单筒式的，也有双筒式的。
（4）旋转器Nosepiece：位于镜筒下端，是一个可以旋转的圆盘。有3~4个孔，用于安装不同放大倍数的接物镜。
（5）载物台Stage：是支持被检标本的平台，呈方形或圆形。中央有孔可透过光线，台
上有用来固定标本的夹子和标本移动器。
（6） 调焦旋钮：包括粗调焦钮Coarse adjustment knob 和细调焦钮Fine adjustment knob ，
是调节载物台或镜筒上下移动的装置。
2. 光学系统
（1） 接物镜Objective lens ，常称为镜头，简称物镜，是显微镜中最重要的部分，由许多
块透镜组成。其作用是将标本上的待检物进行放大，形成一个倒立的实像，一般显微镜有3~4和物镜，根据使用方法的差异可分为干燥系和油浸系两组。干燥系物镜包括低倍物镜（4~10x ）和高倍物镜（40~45x ），使用时物镜与标本之间的介质是空气；油浸系物镜（90~100x ）在使用时，物镜与标本之间加有一种折射率与玻璃折射率几乎相等的油类物质（香柏油）作为介质。
（2） 接目镜Eyepiece lens ：通常称为目镜，一般由2~3块透镜组成。其作用将由物镜所
形成的实像进一步放大，并形成虚像而印入眼帘。一般显微镜的标准目镜是10x 。
（3） 聚光镜Condenser ：位于载物台的下方，由两个或几个透镜组成，其作用是将由光源
来的光线聚成一个锥形光拄。聚光镜可以通过位于载物台下方的聚光镜调节旋钮进行上下调节，以求得最适光度。聚光器还俯有虹彩光圈（Iris diaphragm ）,此调节锥形光拄的角度和大小，以控制进入物镜的光的量。
（4） 反光镜：反光镜是一个双面镜，一面是平面，另一面是凹面，起着把外来光线变成
平行光线进入聚光镜的作用。使用内光源的显微镜就无需反光镜。
（5） 光源：日光和灯光均可，以日光较好，其光色和光强都比较容易控制，有的显微镜
采用装在底座内的内光源。
（二）显微镜的成像原理
显微镜的放大作用是由物镜和目镜共同完成的。标本经物镜放大后，在目镜的焦平面上形成一个倒立的实像，再经目镜的进一步放大形成一个虚像，被人的眼睛所观察到。
图1-2 显微镜成像原理
（三）显微镜的性能
1. 分辨率和数值口径
衡量显微镜性能好坏的指标主要是显微镜的分辨率，显微镜的分辨率（Resolving power ）是指显微镜将样品上相互接近的两点清晰分辨出来的能力。它主要取决于物镜的分辨能力，物镜的分辨力是所用光的波长和物镜数值口径的函数。分辨力用镜头所能分辨出的两点间的最小距离表示，距离越小，分辨能力越好。可用公式表示：
A
N D .21λ=
物镜的数值口径（Numberical aperture ），简写为（N.A ）：表示从聚光镜发出的锥形光柱照射在观察标本上，能被物镜所聚集的量。可用公式表示：θsin .n A N =
n ——标本和物镜之间介质的折射率
θ——由光源投射到透镜上的光线和光轴之间的最大夹角
光线投射到物镜的角度越大，数值口径就越大。如果采用一些高折射率的物质作介质，如使用油镜时采用香柏油作介质，则数值口径增大，从而提高分辩能力。物镜镜筒上标有数值口径，低倍镜为0.25，高倍镜为0.65，油浸镜为1.25。这些数值是在其它条件都适宜的情况下的最高值，实际使用时，往往低于所标的值。
2. 放大倍数、焦距和工作距离
显微镜的放大倍数是武物镜和目镜放大倍数的乘积。放大倍数一样时，由于目镜和物镜搭配不同，其分辨率也不同。一般来说，增加放大倍数应该是尽量用放大倍数高的物镜。物镜的放大倍数越大，焦距越短，物镜和样品之间的距离（工作距离）便越短。
（四）显微镜的使用指南
1. 观察前的准备：
显微镜的安置：取放显微镜时应一手握住镜臂、一手托住底座，使显微镜保持直立、平稳。置显微镜于平整的实验台上，镜座距实验台边缘3~4cm 。镜检时姿势要端正。
接通电源，根据所用物镜的放大倍数，调节光亮度调节钮、调节虹彩光圈的大小，使视野内的光线均匀、亮度适宜。
2. 显微观察：
（1）接通电源，采用白炽灯为光源时，应在聚光镜下加一蓝色的滤色片，除去黄光。一般情况下，对于初学者，进行显微观察时应遵从低倍镜到高倍镜再到油浸镜的观察程序，因为低倍镜视野较大，易发现目标及确定检查的位置。
（2）低倍镜观察，将做好的酵母标本片固定在载物台上，用标本夹夹住，移动推进器使观察对象处在物镜的正下放。旋转旋转器，将10x 物镜调至光路中央。旋转粗调焦钮将载物台升起，从侧面注视小心调节物镜接近标本片，然后用目镜观察，慢慢降载物台，使标本在视野中初步聚焦，再使用细调节钮调节图像清晰。通过玻片夹推进器慢慢移动玻片，认真观察标本个部位，找到合适的目的物，仔细观察并记录所观察的结果。调焦时只应降载物台，以免一时的误操作而损坏镜头。注意无论使用单筒显微镜或双筒显微镜均应双眼同时睁开观察，以减少眼睛的疲劳，也便于边观察边绘图记录。
（3）高倍镜观察，在低倍镜下找到合适的观察目标并将其移至视野中心，轻轻转动物镜转换器将高倍镜移至工作位置。对聚光镜光圈及视野亮度进行适当调节后微调细调节钮使物像清晰，仔细观察并记录。如果，高倍镜和低倍镜不同焦，则按照低倍镜的调焦方法从新调节焦距。
（4）油浸镜观察，在高倍镜或低倍镜下找到要观察的样品区域，用粗调焦钮先降载物台，然后将油镜转到工作位置。在待观察的样品区域加一滴香柏油，从侧面注视，用粗调节钮将载物台小心地上升，使油浸镜浸在香柏油并几乎与标本片相接。将聚光镜升至最高位置并开足光圈。慢慢地降载物台至视野中出现清晰图像为止，仔细观察并作记录。
3. 显微镜的维护：
（1） 观察结束后，先降载物台，取下载玻片。
（2） 用擦镜纸分别擦拭物镜和目镜。
（3） 用擦镜纸拭去镜头上的油，然后用擦镜纸蘸少许二甲苯擦去镜头上残留的油迹，最后
再用干净的擦镜纸擦去残留的二甲苯。
（4） 清洁显微镜的金属部件。
（5） 将各部分还原，将物镜转成“八”字形，同时把聚光镜将下，以免物镜和聚光镜发生
碰撞危险。
（6）把显微镜放回原处。
四、实验报告
1.根据讲义报告，对照实物，熟悉显微镜的构造。
2.按显微镜的使用方法，分别用低倍镜和高倍镜对酵母细胞示教标本进行观察。
3.哪个物镜的工作距离最短？
4.有哪些部件可以调节视野中光的强弱？
5.有哪些方法可以提高显微镜的分辨率？
6.为什么在用高倍镜和油镜观察标本之前要先用低倍镜进行观察。
实验1 显微镜的使用实验报告 班级：10生科二班/星期三上午第二大节课/第二小组 姓名：杨袁予童组员：杨方、朱树生 实验时间2113年 3月 6 日 一、实验名称显微镜的使用方法 二、实验目的: 1、掌握显微镜的构造，熟练使用显微镜进行试验观察。 2、能够分析显微镜常见故障的原因，并作适当处理。 三、实验内容： 1、利用高、低倍显微镜和油镜观察一些永久装片。 2、将所观察到的镜像绘制成图片。 三、实验器材: 显微镜、装片或切片等。 四、实验原理： 1、显微镜的用途 显微镜是一种精密的放大仪器，是研究生物学不可缺少的工具。在学习生物学的过程中，要研究许多细微的结构，必须借助显微镜进行观察。 2、显微镜的构造 光学显微镜由机械装置和光学系统两大部分组成，其中光学系统主要包括物镜、目镜、遮光器和光源等。 3、显微镜的成像原理 光学显微镜的光学系统两由大部分组成。由目镜和物镜组成成像系统，由反光镜和旋转光样构成照明系统。
五、实验步骤: 1、低倍镜的使用 （1）取镜和放置：右手握住镜臂,左手托住镜座。把显微镜轻轻地放在实验桌上略偏左、离实验桌边缘5cm为宜。 （2）对光：转动转换器：使低倍物镜正对通光孔(镜端与孔保持2厘米距离)。转动遮光器，使大的光圈对准通光孔。左眼注视目镜内，右眼睁开同时用手转动反光镜对向光源。直到目镜里看到白亮的视野。（3）放置玻片标本：把要观察的装片放在载物台上，有标本的一面向上使标本正对通光孔的中心，然后用压片夹压住。 （4）调节焦距：下降镜筒，侧目注视物镜头，用手旋转粗准焦螺旋直到物镜头接近装片为止。上升镜筒，左眼注视目镜内，用手旋转粗准焦螺旋使镜筒缓缓上升，直到从目镜内看清物像为止。再轻微来回转动细焦螺旋，使物像更清晰。 2、高倍镜的使用 （1）选好目标：一定要先在低倍镜下把需进一步观察的部位调到中心，同时把物像调节最清晰的程度，才能进行高倍镜的观察。 （2）转动转换器：调换上高倍镜头，转换高倍镜时转动速度要慢，并从侧面进行观察（防止高倍镜头碰撞玻片），如高倍镜头碰到玻片，说明低倍镜的焦距没有调好，应重新操作。 （3）调节焦距：转换好高倍镜后，用左眼在目镜上观察。调节细准焦螺旋。如果视野的亮度不合适，可用集光器和光圈加以调节。
实验一光学显微镜的使用与微生物观察 第一节普通光学显微镜的使用 一、实验目的 1、了解普通光学显微镜的基本构造和工作原理。 2、学习并掌握普通光学显微镜，重点是油镜的使用技术和维护知识。 3、在油镜下观察微生物的几种基本形态。 二、基本原理 （一）普通光学显微镜的构造 普通光学显微镜由机械系统和光学系统两部分组成（图1-1）。 1、机械系统 机械系统包括镜座、镜臂、镜筒、物镜转换器、载物台、调节器等。 （1）镜座：它是显微镜的基座，可使显微镜平稳地放置在平台上。 （2）镜臂：用以支持镜筒，也是移动显微镜时手握的部位。 （3）镜筒：它是连接接目镜（简称目镜）和接物镜（简称物镜）的金属圆筒。镜筒上端插入目镜，下端与物镜转换器相接。镜筒长度一般固定，通常是160mm。有些显微镜的镜筒长度可以调节。 （4）物镜转换器：它是一个用于安装物镜的圆盘，位于镜筒下端，其上装有3～5个不同放大倍数的物镜。为了使用方便，物镜一般按由低倍到高倍的顺序安装。转动物镜转换器可以选用合适的物镜。转换物镜时，必须用手旋转圆盘，切勿用手推动物镜，以免松脱物镜而招致损坏。 （5）载物台：载物台又称镜台，是放置标本的地方，呈方形或圆形。载物台上装有压片夹，可以固定被检标本；有标本移动器，转动螺旋可以使标本前后和左右移动。有些标本移动器上刻有标尺，可指示标本的位置，便于重复观察。 （6）调节器：调节器又称调焦装置，由粗调螺旋和细调螺旋组成，用于调节物镜与标本间的距离，使物像更清晰。粗调螺旋转动一圈可使镜筒升降约10mm，细调螺旋转动一圈可使镜筒升降约0.1mm。 图1-1 普通光学显微镜的构造 1. 镜座 2. 镜臂 3. 镜筒 4. 转换器 5. 载物台 6. 压片夹 7. 标本移动器 8. 粗调螺旋 9. 细调螺旋 10. 目镜 11. 物镜 12. 虹彩光阑（光圈）13. 聚光器14. 反光镜 2、光学系统 光学系统包括目镜、物镜、聚光器、反光镜等。 （1）目镜：它的功能是把物镜放大的物像再次放大。目镜一般由两块透镜组成。上面一块称接目透镜，下面一块称场镜。在两块透镜之间或在场镜下方有一光阑。由于光阑的大小决定着视野的大小，故它又称为视野光阑。标本成像于光阑限定的范围之内，在光阑上粘一小段细发可用作指针，指示视野中标本的位置。在进行显微测量
实验一显微镜的构造及使用方法 一、目的要求 1.了解显微镜的构造、性能及成像原理。 2.掌握显微镜的正确适用及维护方法。 二、实验器材 1.显微镜、纱布、绸布 2.酵母菌示教标本 三、普通光学显微镜简介 微生物的最显著的特点就是个体微小，必须借助显微镜才能观察到它们的个体形态和细胞结构。熟悉显微镜并掌握其操作技术是研究微生物不可缺少的手段。 显微镜可分为电子显微镜和光学显微镜两大类。光学显微镜包括：明视野显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、偏光显微镜、荧光显微镜、立体显微镜等。其中明视野显微镜为最常用普通光学显微镜，其它显微镜都是在此基础上发展而来的，基本结构相同，只是在某些部分作了一些改变。明视野显微镜简称显微镜。 （一）显微镜的构造 普通光学显微镜的构造可以分为机械和光学系统两大部分。 图1-1 显微镜构造 1.目镜 2.镜筒 3. 转换器 4. 物镜 5. 载物台 6. 聚光器 7. 虹彩光圈 8. 聚光镜调节钮9.反光镜10. 底座11. 镜臂12. 标本片移动钮 13. 细调焦旋钮14. 粗调焦旋钮15.电源开关16.光亮调节钮17.光源 1.机械系统： （1）镜座Base：在显微镜的底部，呈马蹄形、长方形、三角形等。 （2）镜臂Arm：连接镜座和镜筒之间的部分，呈圆弧形，作为移动显微镜时的握持部分。 （3）镜筒Tube：位于镜臂上端的空心圆筒，是光线的通道。镜筒的上端可插入接目镜，下面可与转换器相连接。镜筒的长度一般为160mm。显微镜分为直筒式和斜筒式； 有单筒式的，也有双筒式的。 （4）旋转器Nosepiece：位于镜筒下端，是一个可以旋转的圆盘。有3~4个孔，用于安
高中生物实验：普通光学显微镜的使用方法 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 镜座：是显微镜的底座，用以支持整个镜体。 镜柱：是镜座上面直立的部分，用以连接镜座和镜臂。 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。 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。 物镜转换器(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。 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。 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。 粗调节器(粗螺旋)：大螺旋称粗调节器，移动时可使镜台作快
速和较大辐度的升降，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。 照明部分 装在镜台下方，包括反光镜，集光器。 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。 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。 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。 光学部分 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。 物镜：装在镜筒下端的旋转器上，一般有3-4个物镜，其中最短的刻有“10*”符号的为低倍镜，较长的刻有“40*”符号的为高倍镜，最长的刻有“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。 在物镜上，还有镜口率(N.A.)的标志，它反应该镜头分辨力的大小，其数字越大，表示分辨率越高，各物镜的镜口率如下表：
实验一显微镜的使用及生物绘图法 一、实验目的： 了解一般光学显微镜的构造，初步掌握显微镜的使用方法。 掌握生物学绘图的基本方法。 二、实验内容： 观察显微镜的基本构造，了解显微镜的基本性能。 通过对永久装片的观察，学习使用显微镜的方法。 学会并使用生物绘图法绘制生物图。 三、材料与用具： 复式光学显微镜、杨树三年茎永久装片、椴树二年茎永久装片、玉米茎横切、水稻茎横切、铅笔（2H、HB各一只）、绘图橡皮、直尺、绘图纸。 四、操作及观察： (一) 显微镜的使用方法： 1.安放镜座：用右手握镜臂，左手托镜座，将显微镜放置在自己身体的左前方，镜筒 向前，镜臂向后。 2.对光：使用低倍物镜对准通光孔，调节反射镜，在目镜中能看见大片白色视野为佳。 3.低倍镜的使用：将永久装片放置于载物台上，将标本与通光孔重合，转动粗准焦螺 旋，使镜筒下降到一定高度，在目镜中可见一模糊实像，继续使用粗准焦螺旋调节 镜筒高度，使目镜中的像清晰可辨。 4.高倍镜的使用：在低倍镜中观察不清，分辨不明的可以在高倍镜中观察。将要观察 的部位调节至视野正中，转动镜头转换器，换成高倍镜，转动细准焦螺旋，使目镜 中的像清晰。高倍镜的视野小，光线暗，观察时可以适当调节进光量，使视野清晰。 (二) 使用显微镜的注意事项： 1.取用显微镜时必须使用左手握镜臂，右手托镜座，以免碰撞及目镜脱落。 2.放置显微镜时要轻，防止剧烈震动。 3.目镜、物镜上落有灰尘时严禁用手指擦拭，防止汗水污损镜头。镜头有专用的擦 镜纸擦拭，严禁使用其他纸张与手帕擦拭。 4.放置装片时，应将有盖玻片的一面向上，否则会压坏标本或物镜。 5.严禁自行拆卸显微镜，防止零件丢失及损坏。 6.调节准焦螺旋时要慢、轻，防止损坏齿轮。 7.观察时双眼都要睁开，左眼观察，左手调节，右眼右手用于绘图和调整标本。
第二单元生物体的结构层次 第一章细胞是生命活动的基本单位 第一节练习使用显微镜 1.下面有关显微镜的叙述错误的是( ) A.低倍镜换上高倍镜后视野内细胞数目增多 B.目镜和物镜都能放大物像 C.对光时光线太暗应选用凹面镜、大光圈 D.如果视野中物像模糊不清,可以转动细准焦螺旋使物像清晰 解析:低倍镜换上高倍镜后,放大倍数变大,看到的细胞体积就越大,数目就越少;反之相反。 答案:A 2.当显微镜视野过暗时,应该怎样调亮?( ) ①选用大光圈②选用小光圈③选用平面反光镜④选用凹面反光镜 A.①③ B.②④ C.①④ D.②③ 解析:大光圈使光线透过的较多,凹面镜有聚光作用,因此光线过暗时应用大光圈和凹面镜。 答案:C 3.用显微镜进行观察时,如果转动目镜和移动玻片标本都未能把污点从视野中移走,那么可以断定污点在( ) A.目镜上 B.物镜上 C.玻片上 D.反光镜上 解析:污点可能存在的位置是目镜、物镜和玻片标本。转动目镜,污点随着动,则污点在目镜上;若移动玻片标本,污点随着动,则污点就在玻片标本上,换一个物镜,污点消失,则污点就一定在物镜上。 答案:B 4.在低倍镜下观察时视野内所见的图像是“上”和“6”,那么载玻片上的物像是( ) A.“上”和“6” B.“下”和“9” C.“上”和“9” D.“上”和“6” 解析:从显微镜中看到的像是倒像。所以看到的物像分别是“上”和“9”。 答案:C
5.某同学在显微镜的一个视野中看到了一行细胞如右图,此时显微镜镜头的读数是“10×”和“10×”,如果将镜头换成“10×”和“40×”,则可以看到的细胞数目是( ) A.1个 B.2个 C.4个 D.8个 解析:由低倍镜头(10倍)换成高倍镜头(40倍),看到的细胞就放大为原来的4倍,数目相应减少为原来的1/4,即在低倍镜下能看到8个细胞,在高倍镜下只能看到2个细胞。故选B项。 答案:B 6.用显微镜观察人的血涂片,发现视野内有一淋巴细胞(如右图)。为了进一步对该细胞进行观察,应将其移到视野正中央。则临时装片的移动方向为( ) A.右上方 B.右下方 C.左上方 D.左下方 解析:标本与物像的移动方向相反。本题中若要将物像移至中央,中央在视野中淋巴细胞的左下方,根据像与物移动方向相反的原理,临时装片的移动方向应为右上方。 答案:A 7.取用安装有镜头的显微镜时,如果只用一只手握住镜臂,将易滑出、跌落、损坏的是( ) A.目镜 B.物镜 C.标本 D.反光镜 解析:目镜与镜筒之间没有螺纹连接,容易滑出。 答案:A 8.使用显微镜对光时,应在一条直线上的结构是( ) A.目镜、物镜、通光孔、反光镜 B.目镜、镜筒、物镜、通光孔 C.目镜、镜筒、物镜、反光镜 D.目镜、物镜、转换器、反光镜 答案:A 9.下列部件中对物体起放大作用的一组是( ) A.反光镜、目镜 B.物镜、目镜 C.遮光器、镜筒 D.转换器、光圈 答案:B 10.要除去目镜上的灰尘,擦拭目镜的正确方法是( ) A.纱布 B.绒布 C.擦镜纸 D.手绢 答案:C
大学物理实验报告 【实验名称】望远镜和显微镜 【实验目的】 （1）了解望远镜和显微镜的构造及其放大原理，并掌握其使用方法； （2）了解视放大率等概念并掌握其测量方法； （3）进一步熟悉透镜成像规律。 【实验原理】 （一）望远镜 1．望远镜基本光学系统 基本的望远系统是由物镜和目镜组成的无焦系统，物镜L0的像方焦点'o F与目镜e L的物方焦点e F重合，如图所示。无穷远物体发出的光经物镜后在物镜焦平面上成一倒立缩小的实像，再利用目镜（短焦距）将此实像成像于无穷远处，使视角增大，利于人眼观察。为了利于对远处物体的观测，望远镜物镜的焦距一般较长。 1. 望远镜的基本光学系统 图示望远镜，物镜与目镜均为会聚透镜，这种望远镜称为开普勒望远镜，其优点是可在物镜与目镜之间的中间像平面上安装分划板（其上有叉丝和刻尺）以供瞄准或测量。实验装置中用到的望远镜（如分光计上的望远镜，光杠杆系统中的望远镜等）均为开普勒望远镜，在中间像平面上装有分划板。 实际上，为方便人眼观察，物体经望远镜后一般不是成像于无穷远，而是成虚像于人眼明视距离处；而且为实现对远近不同物体的观察，物镜与目镜的间距即镜筒长度可调，物镜的像方焦点与目镜的物方焦点可能会不重合。使用望远镜时，观察者应先调目镜看清分划板，使分划板成像于人眼明视距离处，再调节望远镜镜筒长度，即改变物镜、目镜间距，使被观察物清晰可见并与分划板叉丝无视差。 2. 望远镜的视放大率 视放大率Γ定义为目视光学仪器所成的像对人眼的张角（记为ω’）的正切与物体直接对人眼的张角（记为ω）的正切之比，即：
tan 'tan ωωΓ= 对图示望远镜，有： y'''tan ,tan ''o e e y y f f f ω=ω== 因此，望远镜的视放大率T Γ为 T o '=' e f f Γ 其中，e f 、'e f 分别是e L 的物方焦距、像方焦距，e f ＝'e f 。 实际测量望远镜无焦系统的视放大率时，可以利用图示光路。 用仪器测出像高''y ，从三角关系可得出： ''''' o o T e e f f y f f y Γ= == 因此无焦系统的视放大率可测出。 测量望远镜的视放大率图 3. 物像共面时的视放大率 当望远镜的被观察物位于有限远时，望远镜的视放大率可以通过移动目镜把像''y 推远到与物y 在一个平面上来测量。如图所示：
显微镜的使用实验报告 班级：姓名：小组其他成员： 实验地点：实验时间：年月日一、实验名称： 显微镜的使用 二、实验目的: 练习使用显微镜 三、实验器材: 显微镜(J2702)、装片或切片，擦镜纸、纱布。 四、实验步骤: 1.检查实验器材是否完备。 2.取镜和安放。 ⑴取镜：右手握住镜臂,左手托住镜座 ⑵安放：把显微镜轻轻地放在实验桌上略偏左、离实验桌边缘7厘米处。 ⑶用手转动粗准焦螺旋，使镜筒升高，安装好物镜和目镜 3.对光。 ⑴转动转换器,使低倍物镜正对通光孔(镜端与孔保持2厘米距离)。 ⑵转动遮光器，使大的光圈对准通光孔。 ⑶左眼注视目镜内，右眼睁开，同时，用手转动反光镜对向光源，直到目镜里看到白亮的视野(图3-3)。
4.观察： ⑴安放装片。把要观察的装片放在载物台上，有标本的一面向上，使标本正对通光孔的中心，然后用压片夹压住。 ⑵下降镜筒。侧目注视物镜头，用手旋转粗准焦螺旋，直到物镜头接近装片为止 ⑶上升镜筒。左眼注视目镜内，用手旋转粗准焦螺旋，使镜筒缓缓上升，直到从目镜内看清物像为止。再轻微来回转动细焦螺旋，使物像更清晰 5.整理实验器材： ⑴把装片取下放回原处。 ⑵把显微镜外表擦拭干净。转动转换器。使两物镜偏到通光孔两侧，再把镜筒降低到最低位置最后把显微镜装进镜箱，送回原处。 五、思考与讨论： 1、使用显微镜时，为什么在下降镜筒时眼睛要从旁边注视物镜？ 2、在显微镜下看到写在透明玻片上的“F“字，看到的像是什么字？ 3、玻片标本移动方向跟像移动方向是相同还是相反？ 六、教师评语：签名：成绩： 检测练习：
1.小明在显微镜的视野中看到一个“P”字，请问透明纸上写的是什么字？（） A.p B.q C.d D.b 2.如果显微镜目镜的放大倍数是10倍，物镜的放大倍数是45倍，那么观察到的物像放大了（） A．10倍 B．45倍 C．55倍 D．450倍 3．某同学用显微镜观察洋葱鳞片叶的表皮细胞，看到的物像如图中①所示，若要观察的物像达到图1中②所示效果，他应将装片向______移动。( ) A．右下方 B．左下方 C．右上方D．左上方 4.用下列四台显微镜观察洋葱表皮细胞，视野中细胞数目最多的是（） A．目镜5X 物镜8X B．目镜10X 物镜40X C．目镜15X 物镜10 D．目镜20X 物镜45X
显微镜的使用实验教案 一、教学内容分析 《练习使用显微镜》这一节内容，可以说是高中第一次带领学生接触实验仪器，走进生物学微观的世界。生命科学是一门实验科学，显微镜是生物学研究中最常用、最基本的观察工具，显微镜的使用作为本册教材中第一个技能性实验，就显得尤其重要了。在实验过程中应由教师引导，以学生为中心；教师及时解决学生遇到的困难，督促学生养成良好的实验习惯，培养学生的观察、实验和思维能力。 二、教学对象分析 学生在初中已经初步接触过显微镜，但对显微镜的结构和原理相关知识会淡忘，对显微镜的使用缺乏规范和熟练，并且没有养成良好的实验习惯。青少年好奇心盛，对于动手实验有很浓厚的兴趣。利用这种好奇心组织教学，会收到比较好的效果。 三、教学重点和难点 1、教学重点 （1）显微镜的原理 （2）显微镜的使用方法 （3）临时装片的制作方法 2、教学难点 （1）规范使用显微镜，观察到清晰的物象 （2）制作出色的易于观察的临时装片 四、教学目标 1、知识目标 （1）识别显微镜的结构和各部分功能 （2）能依据显微镜的操作规范，熟练操作显微镜，并掌握显微镜的保养措施 （3）认识植物细胞的构造 2、能力目标 掌握一般的显微镜制片方法 3、情感目标 （1）通过显微镜的使用训练，培养认真细致的工作作风，养成遵守实验室纪律的行为习惯，养成科学实验的良好习惯 （2）在实验中体验严谨求实的科学态度和敢于探索、质疑的科学精神，养成实事求是的科学态度 五、实验准备 1、材料 各种切片，洋葱鳞叶；碘液，清水。 显微镜，擦镜纸，镊子，小剪，载玻片，盖玻片，解剖针，表面皿，吸水纸。 六、教学过程
七、教学反思 这节实验课设计的教学过程能达到既定的教学目标，让学生既习得一种技能，又获得一种体验。对于实验材料，如果有充分的时间和条件准备的话，可以多选择几种作为制作临时装片的备选材料，供有余力的同学观察，最好同时有动物材料和植物材料，以作比较。在实验过程中可能会出现一些突发状况，教师应保持清醒的头脑，冷静的解决，尤其应注意实验室安全。 八、板书设计 实验一、显微镜的使用 一、显微镜的原理
实验一 油镜的使用 一、显微镜的结构 镜臂粗调旋扭 镜台调节旋扭光源调节旋扭 (开关)场光阑杆光源彩虹光阑瞳孔间距调节 目镜 物镜转换器 台下聚光器载物台 目镜 镜体 细调旋扭 镜简 二、显微镜的光通路与成象 光通路 虚象 三、油镜的原理 微生物学研究用的显微镜通常有低倍物镜(16mm ，10?)高倍物镜(4mm ，40-45?)和油镜 (1.8mm ，95-100?)三种。油镜常标有黑圈或红圈，它是三者中放大倍数最大的。 使用油镜时，油镜与其他物镜的不同是载玻片与接物镜之间，不是隔一层空气，而是隔一层油质，称为油浸系。这种油常选用香柏油，因香柏油的折射率n ＝1.52，与玻璃基本相同。当光线通过载玻片后，可直接通过香柏油进入物镜而不发生折射。如果玻片与物镜之间的介质为空气，则称为干燥系；当光线通过玻片后，受到折射发生散射现象，进入物镜的光线显
然减少，这样视野的照明度就减低了。 利用油镜不但能增加照明度；更主要的是能增大数值口径。因为显微镜的放大效能由其数值孔径决定的。所谓数值孔径，即光线投射到物镜上的最大角度(称镜口角)一半的正弦值，乘上玻片与物镜间介质折射率所得的乘积，可用下列公式表示： NA= 2sin α?n 式中 NA=数值孔径 介质折射率=n 最大入射角，即镜口 =α 数值孔径的大小又是衡量一台显微镜分辨率强弱的依 据；分辨率是指显微镜能辨别物体两点间最小距离( D )的能 力，D 值越小分辨率越高。 分辨率（D ）= NA 2λ=2 /sin 2αλn （NA=2sin α?n ） 式中：λ=光波波长 由上述可知若n 值和α角越大则N·A 越大或光波波长越短，则显微镜的分辨力越大(图Ⅰ-2)。 一些物质的折射率（n ）： 水 1.33； 玻璃 1.52； 空气 1.0； 香柏油 1.515。 四、实验器材 1、仪器 显微镜； 2、材料 大肠杆菌、酿成酵母等标本片，香柏油，二甲苯，擦镜纸。 五、显微镜使用操作步骤 1、取镜 显微镜是光学精密仪器，使用时应特别小心。使用前检查各部零件是否完全合用，镜身有无尘土，镜头是否清洁。做好必要的清洁和调整工作。 2、调节光源 1) 将低倍物镜旋到镜筒下方，旋转粗调旋扭，使镜头和载物台距离约为0.5厘米左右。 2) 上升聚光器，使之与载物台表面相距1毫米左右。 3) 打开电源，调节光线强弱，直至视野内得到最均匀最适宜的照明为止。 一般染色标本油镜检查对，光度宜强，可将光圈开大，聚光器上升到最高；未染色标本，在低倍镜或高倍镜观察时，应适当地缩小光圈，下降聚光器，调整光源旋扭降低光亮度，否则光线过强不易观察。 3、低倍镜观察
自组显微镜 显微镜由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器，用来放大微小物体的像，是放大虚像的透镜系统。当把待观察物体放在物镜焦点外侧靠近焦点处时，在物镜后所成的实像恰在目镜焦点内侧靠近焦点处，经目镜再次放大成一虚像，观察到的是经两次放大后的倒立虚像。 【实验目的】 1、了解显微镜的基本原理和结构，并掌握其调节、使用和测量放大率的一种方法。 2、了解视觉放大率的概念并掌握其测量方法。 3、进一步熟悉透镜的成像规律。 【实验仪器】 光学平台、带有毛玻璃的白炽灯光源S 、1/10mm 分划板F 、显微物镜L 0（焦距f 0＝1.5cm ）、显微目镜Le （去掉物镜头的读数显微镜，焦距f e ＝1.25cm ）、读数显微镜架SZ －38、二维调整架SZ －07（2个）、底座4个。 【实验原理】 由于人眼分辩能力的限制，在观察远处物体或微小物体时，分辩不清物体的细节。为此人们发明了望远镜、放大镜、显微镜等仪器以增大对眼的视角。仪器增大视角的能力用视角放大率来描述。若人眼通过光学仪器观察物体时（实际是物体的像）的张角为φ，不通过光学仪器直接观察物体的张角为ψ，则视角放大率M 定义为： 显微镜的光学系统如图所示，它的物镜L0和目镜Le 都是会聚透镜。被观察的物体y1位于物镜前面一倍焦距f 0和二倍焦距之间，经物镜L 0后成倒立放大实像y 2，y 2应成图 1显微镜的工作原理
像在Le的第一焦点f e之内，经过目镜Le后成一放大的虚像y3。y3应该位于人的明视距离处。为了适合观察近处的小物体，显微镜物镜L0的焦距f0应该选取比较小，一般在-30.0mm左右。目镜主要作为放大镜，观察中间像y2。 显微镜的视角放大率M定义为最后的虚像和物体在明视距离处对人眼的张角之比。 由上式可知，显微镜的视角放大率等于它的物镜的垂轴放大率和目镜的视角放大率的乘积。其中，D＝250mm为明视距离，△为显微镜的物镜与目镜焦点之间的距离，称为光学间隔。 【实验内容】 1、用已知焦距的透镜组组装显微镜。 2、计算显微镜的放大倍数。 【实验步骤】 图2 实验光路图 1．带有毛玻璃的白炽灯光源S； 2. 1/10mm分划板F1；3．二维调整架 SZ-07；4．物镜Lo：f o=15mm；5．5、二维调整架SZ-07；6．测微目镜Le （去掉物镜头的读数显微镜）；7．读数显微镜架SZ-38；8．三维底座SZ-01； 9．一维底座SZ-03；10．一维底座SZ-03；11．通用底座SZ-04 1、根据组装显微镜对透镜焦距的要求，按图组装相应的器件。 2、把全部器件按图2的顺序摆放在平台上，靠拢后目测调至共轴。 3、固定透镜L0的位置，调节分划板F，位于透镜L0的焦距外侧。 4、将光源紧挨F装置。 5、沿标尺导轨前后移动Le，直至在显微镜系统中看清分划板F的刻线。
微生物学实验 微生物实验室规则及要求 ?实验前要预习，写好预习报告。 ?保持室内整洁，不要随意走动。 ?如若发生意外，及时报告老师。 ?作好实验记录，写好实验报告。 ?对于实验材料，写好姓名组号。 ?牢记无菌概念，保持清洁卫生。 ?上课认真听讲，课后积极讨论。 ?上课不许闲聊，不得随意走动。 ?注意实验安全，祝你实验顺利。 实验二、显微镜的使用以及细菌形态观察 一、目的要求：学习并掌握油镜的原理和使用方法 二、材料用具：显微镜擦镜纸香柏油标本 三、显微镜的构造及工作原理 （一）显微镜的构造 微生物学研究用的显微镜物镜通常有： 低倍物镜(16mm，10?); 高倍物镜(4mm，40-45?); 油镜(1.8mm，95-100?) 普通光学显微镜的构造可分为两大部分：一为机械装置，一为光学系统，这两部分很好的配合，才能发挥显微镜的作用。 1.光学部分:接目镜、接物镜、照明装置(聚光镜、虹彩光圈、反光镜等). 它使检视物放大,造成物象. 2.机械部分:镜座、镜臂、镜筒、物镜转换器、载物台、载物台转移器、粗调节器、细调节器等部件.它起着支持调节固定等作用. (1)光源 (2)聚光器聚光器在载物台下面，它是由聚光透镜、虹彩光圈和升降螺旋组成的。 （3）物镜安装在镜筒前端转换器上的接物透镜利用光线使被检物体第一次造像，物镜成像的质量，对分辨力有着决定性的影响。物镜的性能取决于物镜的数值孔径（numerical apeature简写为NA），每个物镜的数值孔径都标在物镜的外壳上，数值孔径越大，物镜的性
能越好。 (二) 油镜工作原理 油镜常标有黑圈或红圈，它是三者中放大倍数最大的。 使用油镜时，油镜与其他物镜的不同是载玻片与接物镜之间，不是隔一层空气，而是隔一层油质，称为油浸系。 这种油常选用香柏油，香柏油的折射率n ＝1.52，而玻璃的折射率n ＝1.52。 当光线通过载玻片后，可直接通过香柏油进入物镜而不发生折射。 如果玻片与物镜之间的介质为空气，则称为干燥系；当光线通过玻片后，受到折射发生散射现象，进入物镜的光线显然减少，这样视野的照明度就减低了 1 数值孔径 利用油镜不但能增加照明度；更主要的是能增加数值孔径。因为 显微镜的放大效能由其数值孔径决定的。所谓数值孔径，即光线 投射到物镜上的最大角度(称镜口角)的一半正弦，乘上玻片与物镜 间介质折射率所得的乘积，可用下列公式表示： ? NA=数值孔径;n= 介质折射率α—最大入射角 即镜口角 数值孔径的大小又是衡量一台显微镜分辨力强弱的依据； 2、分辨力（D ）:分辨力是指显微镜能辨别物体两点间最小距离的能力。 ? 可见光的波长为0.4-0.7微米，平均波长为0.55微米。若用数值孔径为0.65的物镜， 则D=0.55微米/2×0.65=0.42微米。这表示被检物体在0.42微米以上时可被观察到，若小于0.42微米就不能视见。如果使用数值孔径为1.25的物镜，则D=0.22微米。凡被检物体长度大于这个数值，均能视见。 由此可见，D 值愈小，分辨力愈高，物象愈清楚。 根据上式，可通过：（1）减低波长；（2）增大折射率；（3）加大镜口角来提高分辨力。 紫外线作光源的显微镜和电子显微镜就是利用短光波来提高分辨力以检视较小的物体的。物镜分辨力的高低与造象是否清楚有密切的关系。目镜没有这种性能，目镜只放大物镜所造的 A N =2λ D 2sin α =n A N ?
各位老师：大家好！ 我今天我说课的内容是义务教育课程标准实验教科书生物学七年级上册中的第二单元第一章第一节——《练习使用显微镜》。下面，我将从教材分析、教学目标、教学重点、教学难点，课前准备，教学过程和板书设计七个方面，对这节课的教学总体设计进行说明。 一．教材分析 1.知识与技能 本节内容主要是学习显微镜各部位的名称、作用和方法，认识显微镜的结构，掌握使用显微镜的基本步骤。初步学会规范操作显微镜，并且能观察到清晰的物像。 2．思想与方法 本着“以人为本，文化关怀”的理念，以全面提高学生的生物科学素养为宗旨，以培养学生的创新精神和实践能力为重点，以促进学生转变学习方式变被动接受式学习为主动探究式学习为突破口，以学生终身发展为追求，力求更加关注学生已有的生活经验，强调学生的主动学习。通过动手实际操作，增加学生的感性认识，使知识更深入的理解；通过了解显微镜的构造、使用方法和注意事项，从而对学生进行爱护显微镜的思想教育；在探究能力、学习能力和解决问题能力方面有更多的发展。 3．教育价值 显微镜是生物学研究中最常用、最基本的观察工具，初步学会独立使用显微镜是初中阶段十分重要的生物技能之一，学习认识、使用显微镜是学生在后面进一步从微观认识动植物，乃至学习生物学知识的基础，有十分重要的意义。本课属于新课标十大主题中第二大主题──生物体的结构层次中的内容。显微镜是生物学研究中最常用、最基本的观察工具，初步学会独立使用显微镜是初中阶段十分重要的生物课的技能之一，学习认识、使用显微镜对学生在后面进一步从微观认识动植物，乃至学习生物学知识的基础，有重要意义。在学习过程中，重点是让学生学会使用显微镜，应让学生通过不断的练习，达到熟练使用显微镜的目的。为为以后各种生物细胞的观察打下良好的基础。 4．研究该问题的方法 由于本节课内容比较抽象，让学生直接动手操作有一定的难度，因此本节课的教学方法主要是实验指导法，小组合作学习法，小组竞赛等多种形式，通过教师的演示指导每个小组的讨论总结使学生明确规范操作的方法。 二．教学目标：依据全日制义务教育生物课程标准（实验稿）的规定，以及新 的课程理念的要求，确立本节课的三维目标为： （1）知识目标：学习显微镜各部位的名称、作用和方法，认识显微镜的结构，掌握使用显微镜的基本步骤。 （2）能力目标：初步学会规范操作显微镜，并且能观察到清晰的物像。 （3）情感目标：认同显微镜的规范操作方法；爱护显微镜，爱护实验用品。并在正确的科学态度和科学方法的熏陶中，树立初步的科学意识。 三.教学的重点
望远镜和显微镜 实验报告 BME8 鲍小凡 2008013215 【实验目的】 （1）了解望远镜和显微镜的构造及其放大原理，并掌握其使用方法； （2）了解放大率等的概念并掌握其测量方法； （3）进一步熟悉透镜成像规律。 【实验原理】 一、望远镜 1、望远镜的基本光学系统 无穷远处物体发出的光经物镜后在物镜焦平面上成一倒立缩小的实像，再利用目镜将此实像成像于无穷远处，使视角增大，利于人眼观察。 图1 望远镜的基本光学系统 使用望远镜时，应先调目镜，看清分划板，再调镜筒长度。使被观察物清晰可见并与分划板叉丝无视差（中间像落在分划板平面上）。 2、望远镜的视放大率。 记目视光学仪器所成的像对人眼的张角为ω’，物体直接对人眼的张角为ω，则视放大率： tan 'tan ωωΓ= 由几何光路可知： 0'''tan ,tan '''e e y y y f f f ωω= == 因此，望远镜的视放大率： 0' 'T e f f Γ= 实际测量望远镜无焦系统的视放大率时，利用图二所示的光路图。当物y 较近时，即物距： () 100'1''e L f f f <+ 时，物镜所成的像会位于O e 右侧（实像）或左侧（虚像），经目镜后，即成缩小的实像y’’，于是视放大率： 00'''''T e e f f y f f y Γ= ==
图2 测望远镜的视放大率图 3、物像共面时的视放大率。 当望远镜的被观测物位于有限远时，望远镜的视放大率可以通过移动目镜把像y’’推远到与物y 在一个平面上来测量。如图三。此时： ''tan ',tan y y L L ωω= = 于是可以得到望远镜物像共面时的视放大率： ()() 010''''''e T e L f f y y f L f +Γ= =- 可见，当物距L 1大于20倍物镜焦距时，它和无穷远时的视放大率差别很小。 图3 测望远镜物象共面时的视放大率 二、显微镜 1、显微镜的基本光学系统 显微镜的物镜、目镜都是会聚透镜，位于物镜物方焦点外侧附近的微小物体经物镜放大后先成一放大的实像，此实像再经目镜成像于无穷远处，这两次放大都使得视角增大。为了适于观察近处的物体，显微镜的焦距都很短。 图4 显微镜基本光学系统 使用时需先进行视度调节使分划板叉丝的像位于人眼明视距离处，再调焦使被观察物清晰可见并与分划板叉丝的像无视差。 2、显微镜的视放大率。 显微镜的视放大率定义为像对人眼的张角的正切和物在明视距离D =250㎜处时直接对人眼的张角的正切之比。于是由三角关系得： 00''''''e M e e e y f Dy D y D f y f f δ βΓ= ===Γ
实验一显微镜的使用 一、实验目的: 练习使用显微镜二、实验器材: 显微镜(J2702)、装片或切片，擦镜纸、纱布。三、实验步骤: 1.检查实验器材是否完备。 2.取镜和安放。 ⑴取镜：右手握住镜臂,左手托住镜座 ⑵安放：把显微镜轻轻地放在实验桌上略偏左、离实验桌边缘7厘米处。 ⑶用手转动粗准焦螺旋，使镜筒升高，安装好物镜和目镜 3.对光。 ⑴转动转换器,使低倍物镜正对通光孔(镜端与孔保持2厘米距离)。 ⑵转动遮光器，使大的光圈对准通光孔。 ⑶左眼注视目镜内，右眼睁开，同时，用手转动反光镜对向光源，直到目镜里看到白亮的视野(图3-3)。 4.观察： ⑴安放装片。把要观察的装片放在载物台上，有标本的一面向上，使标本正对通光孔的中心，然后用压片夹压住。 ⑵下降镜筒。侧目注视物镜头，用手旋转粗准焦螺旋，直到物镜头接近装片为止 ⑶上升镜筒。左眼注视目镜内，用手旋转粗准焦螺旋，使镜筒缓缓上升，直到从目镜内看清物像为止。再轻微来回转动细焦螺旋，使物像更清晰 5.整理实验器材： ⑴把装片取下放回原处。 ⑵把显微镜外表擦拭干净。转动转换器。使两物镜偏到通光孔两侧，再把镜筒降低到最低位置最后把显微镜装进镜箱，送回原处。四、注意事项： 1.注意保护显微镜镜头，切勿用手触摸镜头里的透镜。必要时，只能用专门擦镜纸擦拭镜头。 2.保护载物台清洁，不要让装片上水液或染液接触载物台。一般也不要将显微镜后倾。 3.对光时，反光镜不可对直射强光。 4.不要随意迅速用手转动粗准焦螺旋，以免损坏镜内部齿轮。观察时一定先用粗焦螺旋慢慢调节，待看清物像后，再用细准焦螺旋微调。镜筒下降时，要侧目注视物镜头，以免物镜头与玻片相挤压。 5.从目镜中看到的物像是倒像，因此，玻片上标本移动方向与视野里像移动方向相反。 实验二临时装片的制作、观察植物细胞 一、实验目的： 1.练习制作临时装片。 2.观察洋葱表皮细胞。 3.练习使用显微镜。二、实验器材、药品 洋葱鳞茎、镊子、刀片、解剖针、载玻片、盖玻片、清水、稀释的碘酒(或红墨水)、滴管、纱布、吸水
原子力显微镜实验报告 刘文凯匡亚明学院111242020 一，引言 在当今的科学技术中，如何观察、测量、分析尺寸小于可见光波长的物体，是一个重要的研究方向。扫描隧道显微镜(STM) 使人们首次能够真正实时地观察到单个原子在物体表面的排列方式和与表面电子行为有关的物理、化学性质。 STM要求样品表面能够导电，从而使得STM只能直接观察导体和半导体的表面结构。为了克服STM 的不足之处，推出了原子力显微镜(AFM)。AFM是通过探针与被测样品之间微弱的相互作用力(原子力) 来获得物质表面形貌的信息。因此，AFM除导电样品外，还能够观测非导电样品的表面结构，且不需要用导电薄膜覆盖,其应用领域将更为广阔。除物理，化学生物等领域外，AFM在为微电子，微机械学，新型材料，医学等领域有着广泛的应用，以STM和AFM为基础，衍生出一系列的扫描探针显微镜，有激光里显微镜，磁力显微镜，扫描探针显微镜主要用于对物质表面在纳米线上进行成像和分析。 二，实验目的 1了解原子力显微镜的工作原理 2掌握用原子力显微镜进行表面观测的方法 三，原子力显微镜结构及工作原理 （1） AFM的工作原理 在原子力显微镜的系统中，可分成三个部分：力检测部分、位置检测部分、反馈系统。 主要工作原理如下图：
在AFM中用一个安装在对微弱力极敏感的微悬臂上的极细探针。当探针与样品接触时,由于它们原子之间存在极微弱的作用力(吸引或排斥力) ,引起微悬臂偏转。扫描时控制这种作用力恒定,带针尖的微悬臂将对应于原子间作用力的等位面,在垂直于样品表面方向上起伏运动, 因而会使反射光的位置改变而造成偏移量，通过光电检测系统(通常利用光学、电容或隧道电流方法) 对微悬臂的偏转进行扫描,测得微悬臂对应于扫描各点的位置变化, 此时激光检测器会记录此偏移量，也会把此时的信号给反馈系统，以利于系统做适当的调整。将信号放大与转换从而得到样品表面原子级的三维立体形貌图像。 AFM 的核心部件是力的传感器件, 包括微悬臂(Cantilever) 和固定于其一端的针尖。根据物理学原理,施加到Cantilever 末端力的表达式为： F = KΔZ。 ΔZ 表示针尖相对于试样间的距离, K 为Can2tilever 的弹性系数，力的变化均可以通过Cantilever 被检测。 （2） AFM关键部位： AFM关键部份是力敏感元件和力敏感检测装置。所以微悬臂和针尖是决定AFM灵敏度的核心。为了能够准确地反映出样品表面与针尖之间微弱的相互作用力的变化,得到更真实的样品表面形貌,提高AFM 的灵敏度,微悬臂的设计通常要求满足下述条件: ①较低的力学弹性系数,使很小的力就可以产生可观测的位移; ②较高的力学共振频率; ③高的横向刚性,针尖与样品表面的摩擦不会使它发生弯曲; ④微悬臂长度尽可能短;⑤微悬臂带有能够通过光学、电容或隧道电流方法检测其动态位移的镜子或电极; ⑥针尖尽可能尖锐。 (3) AFM的针尖技术 探针是AFM的核心部件。如右图。目前, 一般的探针式表面形貌测量仪垂直分辨率已 达到0.1 nm ,因此足以检测出物质表面的微 观形貌。但是,探针针尖曲率半径的大小将 直接影响到测量的水平分辨率。当样品的尺 寸大小与探针针尖的曲率半径相当或更小时, 会出现“扩宽效应”,即实际观测到的样品宽 度偏大。这种误差来源于针尖边壁同样品的 相互作用以及微悬臂受力变形。某些AFM 图像的失真在于针尖受到污染。一般的机械触针为金刚石材料,其最小曲率半径约20 nm。普通的AFM 探针材料是硅、氧化硅或氮化硅(Si3N4 ) ,其最小曲率半径可达10 nm。由于可能存在“扩宽效应”,针尖技术的发展在AFM中非常重要。其一是发展制得更尖锐的探针,如用电子沉积法制得的探针,其针尖曲率半径在5～10 nm 之间。其二是对探针进行修饰,从而发展起针尖修饰技术。 探针针尖的几何物理特性制约着针尖的敏感性及样品图像的空间分辨率。因此针尖技术的发展有赖于对针尖进行能动的、功能化的分子水平的设计。只有设计出更尖锐、更功能化的探针, 改善AFM 的力调制成像(force modulation imaging) 技术和相位成像(phase imaging)技术的成像环境,同时改进被测样品的制备方法,才能真正地提高样品表面形貌图像的质量。
实验一普通光学显微镜的使用 一目的要求 1．了解普通光学显微镜的各部分构造、性能和基本原理。 2．学会显微镜的正确使用方法，了解显微镜的维护和保养方法。 二显微镜的构造与成像原理 （一）显微镜的构造包括机械部分和光学部分 1．机械部分：镜座、镜臂、镜筒、物镜转换器、载物台、移动器、粗调节器和细调节器。 2．光学部分：目镜、物镜、聚光器、光圈、反光镜。 (二）显微镜的成像原理 显微镜的放大是通过透镜来完成的，单透镜成像具有像差，影响像质。由单透镜组合而成的透镜组相当于一个凸透镜，放大作用更好。 （三）显微镜的性能 显微镜分辨能力的高低决定于光学系统的各种条件。被观察的物体必须放大率高，而且清晰，物体放大后，能否呈现清晰的细微结构，首先取决于物镜的性能，其次为目镜和聚光镜的性能。 三实验材料 1．显微镜 1 台，载玻片数片，盖玻片数片。 2．细菌、霉菌、酵母菌标本片。 3．香柏油、二甲苯、察镜纸等。 四显微镜的操作及注意事项 显微镜结构精密，使用时必须细心，要按下述操作步骤进行。 正确放置显微镜→调节光照→低倍镜观察→确定目标→高倍镜观察→油镜观察→镜头的维护 操作要点： 1．调节光照：不带光源的显微镜，可利用灯光或自然光通过反光镜来调节光照，但不能用直射阳光，直射阳光会影响物像的清晰并刺激眼睛。 将低倍镜转入光孔，将聚光器上的虹彩光圈打开到最大位置，用左眼观察目镜中视野的亮度，转动反光镜，使视野的光照达到最明亮最均匀为止。光线较强时，用平面反光镜，光线较弱时，用凹面反光镜。自带光源的显微镜，可通过调节电流旋钮来调节光照强弱。 2．低倍镜观察：镜检任何标本都要养成必须先用低倍镜观察的习惯。因为低倍镜视野较大，易于发现目标和确定检查的位置。 将标本片放置在载物台上，用标本夹夹住，移动推动器，使被观察的标本处在物镜正下方，转动粗调节旋钮，使物镜调至接近标本处，用目镜观察并同时用粗调节旋钮慢慢升起镜筒（或下降载物台），直至物像出现，再用细调节旋钮使物像清晰为止。用推动器移动标本片，找到合适的目标并将它移到视野中央进行观察。 3．高倍镜观察：在低倍物镜观察的基础上转换高倍物镜。较好的显微镜，低倍、高倍镜头是同焦的，在正常情况下，高倍物镜的转换不应碰到载玻片或其上的盖玻片。 4.油镜观察：油浸物镜的工作距离（指物镜前透镜的表面到被检物体之间的距离）很短，一般在 0.2mm 以内，再加上一般光学显微镜的油浸物镜没有“弹簧装置”，因此使用油浸物镜时要特别细心，避免由于“调焦”不慎而压碎标本片并使物镜受损。 使用油镜按下列步骤操作： （1）先用粗调节旋钮将镜筒提升（或将载物台下降）约 2cm，并将高倍镜转出。