各种特殊生物显微镜的原理和使用共92页文档
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实验一特殊显微镜的工作原理和使用特殊显微镜是一种能够观察微观尺度物体的仪器,它通过利用光学、电子、声波等原理来放大和显示样品的细节。
特殊显微镜在科学研究、医学诊断、材料分析等领域起着重要的作用。
本文将重点介绍光学、电子和声学显微镜的工作原理和使用。
一、光学显微镜光学显微镜是一种利用可见光作为照明源的显微镜,其主要由物镜、目镜、调焦机构和光源构成。
它的工作原理是通过物镜将样品上的光聚焦到目镜上形成放大的影像。
光学显微镜的使用步骤如下:1.确保显微镜放置在平稳的台面上,并保持垂直。
2.调节光源亮度,使其能够提供足够的照明。
3.将样品放在载物台上,并使用样品夹夹紧。
4.用粗调焦机构将物镜与样品靠近,然后用细调焦机构调节焦距,直到看到清晰的影像。
5.调节目镜,使影像更为清晰。
6.根据需要,可以使用滤光片或偏振片来改变光的属性。
7.使用目镜检查样品,并调节焦距和目镜,如有需要。
光学显微镜的优点是成本较低、易于操作,并且可以观察到样品的活体细胞。
缺点是分辨率有限,仅能观察到大约200-300纳米的细节。
二、电子显微镜电子显微镜是一种利用电子束取代可见光来照射样品的显微镜,它可以提供比光学显微镜更高的分辨率和放大倍数。
电子显微镜的工作原理是通过电子束的散射、透射和反射来获得样品的影像。
具体而言,电子束通过电子枪产生,然后经过准直系统和电子透镜聚焦。
在样品中穿透或被散射后,电子束最终落在屏幕或探测器上生成影像。
电子显微镜的使用步骤如下:1.准备样品,通常需要制备薄片并清洁表面。
2.打开电子显微镜,等待其预热。
3.将样品放置在样品台上,并将其安装在显微镜中。
4.调节电子束的对焦,使其尽可能锐利。
5.对样品进行调节,以便获得所需的放大倍数和分辨率。
6.观察和记录样品的影像,可以使用照相机或电子影像探测器。
电子显微镜的优点是具有更高的分辨率和放大倍数,可以观察到更小的细节,如原子尺度。
缺点是设备复杂、操作困难,并且样品必须处于真空环境中才能进行观察。
生物显微镜的成像原理与应用1. 什么是生物显微镜?生物显微镜是用来观察生物领域中微小结构和细胞组织的一种仪器。
它通过放大和增强微观图像来帮助研究者观察和了解微生物、细胞、组织等的结构和功能。
生物显微镜的成像原理和应用范围对于生物科学研究起着重要的作用。
2. 生物显微镜的成像原理生物显微镜的成像原理有以下几种常见类型:2.1 光学显微镜光学显微镜是最常见的生物显微镜类型之一。
它基于光的成像原理,利用透镜、物镜和目镜的组合来放大样本上反射或透射的光线。
通过物镜放大倍数的调节,可以观察到样本的微小细节。
光学显微镜适用于观察生物组织、细胞和微生物等。
2.2 电子显微镜电子显微镜利用电子束的成像原理,通过束缚在负电极上的电子的快速加速、聚焦和定位,来形成样本的高分辨率图像。
与光学显微镜相比,电子显微镜的分辨率更高,可以观察到更加微小的结构。
电子显微镜常用于观察细胞的内部结构和超微结构等。
2.3 荧光显微镜荧光显微镜利用特殊的荧光标记染料和特定波长的光源来观察样本中的特定分子和结构。
当样本中的某种结构被荧光染料标记后,通过荧光显微镜可以观察到该结构在样本中的分布和活动情况。
荧光显微镜广泛应用于细胞生物学、生物化学、遗传学等领域。
3. 生物显微镜的应用生物显微镜在生物科学研究中有着广泛的应用,以下列举了几个常见的应用领域:3.1 细胞生物学生物显微镜在细胞生物学研究中起着关键的作用。
通过观察细胞的形态、结构和功能的变化,研究者可以了解细胞的生命周期、分裂过程和细胞器的运动等。
生物显微镜可以帮助研究者观察并记录细胞内部的微观变化,从而揭示细胞的生命活动和功能。
3.2 组织学生物显微镜在组织学研究中也具有重要作用。
通过对组织样本的处理和染色,生物显微镜可以观察和分析不同组织的结构和组织器官的组成。
研究者可以通过生物显微镜观察组织的基本组织结构、细胞排列方式和细胞间的相互作用等,从而进一步研究组织的生理和病理变化。
显微镜的原理与应用显微镜是一种重要的科学仪器,被广泛应用于生物学、医学、材料科学等领域。
它通过放大被观察物体的细微结构和显微特征,使我们能够看到肉眼无法触及的微观世界。
本文将介绍显微镜的原理和它在不同领域的应用。
一、显微镜的原理显微镜的原理基于光学和电子学的知识,主要包括光学显微镜和电子显微镜两种类型。
1. 光学显微镜光学显微镜利用透镜和光学系统来聚焦可见光,并通过物眼直接观察样本。
其主要原理有以下几个方面:(1)放大原理:光学显微镜的放大原理是通过透镜组合将样本所发出或反射的光束聚焦到眼睛或者相机上,以增强人眼对细小物体的观察能力。
(2)分辨率原理:分辨率是显微镜的一个重要参数,表示显微镜可以区分出两个非常接近的点。
根据分辨率公式,分辨率与波长成反比,并与透镜的数值孔径相关。
(3)调焦原理:调焦是为了使样本清晰可见。
通过调节物镜和目镜的距离来改变焦距,从而实现样本的清晰成像。
2. 电子显微镜电子显微镜利用聚焦的电子束代替光束,以获得更高的分辨率和更大的放大倍数。
其主要原理有以下几个方面:(1)电子束原理:电子显微镜使用电子枪发射出高速电子束,通过磁场控制电子束的聚焦和偏转。
(2)电磁透镜原理:电子显微镜中的磁场感应透镜用于聚束电子束,起到与透镜在光学显微镜中类似的作用。
(3)样本制备原理:电子显微镜需要对样本进行复杂的制备过程,如剖切、镀金等,以使样本具有适合观察的特性。
二、显微镜的应用显微镜在不同领域有广泛的应用,以下是几个主要领域的应用举例:1. 生物学在生物学中,显微镜是最基本的工具之一。
它可以帮助科学家观察细胞结构、细胞分裂、细菌、病毒和其他微生物。
显微镜的应用使得生物学家能够研究生物体的构成和功能,并推动了生命科学的发展。
2. 医学在医学领域,显微镜对于病理诊断非常重要。
医生通过显微镜观察组织切片,帮助诊断疾病并制定治疗方案。
此外,显微镜还被应用于手术中的显微外科手术和显微血管手术等领域。
特殊显微镜的原理与使用◆载物台、聚光镜、光源和支架等部件组成。
昆虫-暗视野显微镜甲虫腿-荧光显微镜长脚蜘蛛的眼睛-共聚焦显微镜甲虫-立体显微镜藻-偏振光特殊显微镜的原理与使用1.暗视野显微镜2.相差显微镜3.荧光显微镜4. 激光共聚焦显微镜实验目的◆ 1.了解和掌握暗视野显微镜、相差显微镜、荧光显微镜和激光共聚焦显微镜的构造原理;◆ 2.学习相差显微镜、荧光显微镜和激光共聚焦显微镜的使用。
1. 暗视野显微镜⏹根据丁达尔效应原理设计的一种在黑色背景条件下观察被检物体的显微镜⏹观察到明场看不到的极其微小的物体⏹最高分辨率可达0.004微米(普通显微镜最大的分辨率为0.2微米)⏹可用以观察活细胞的结构和细胞内微粒的运动等。
使用中央遮光板或暗视野聚光器,使光源的中央光束被阻挡。
不能由下而上地通过标本进入物镜。
从而使光线改变途径,倾斜地照射在观察的标本上,标本遇光发生反射或散射,散射的光线投入物镜内,而整个视野是黑暗的。
结构特点暗视野挡板的制作(1)选择要观察的物镜。
(2)转动聚光器孔径光阑调节环,使与相应倍数的物镜相对应,对标本准焦。
(3)从显微镜上卸下聚光器,用圆规量出孔径光阑开孔的直径,以上测直径在相纸上绘一圆。
(4)再测量聚光器下方滤片支架的直径。
以上测直径在相纸上作另一同心圆。
(5)在两圆之间绘出三条连接的支架,用剪刀剪下两圆,放入滤片支架中。
(6)将聚光器安装回显微镜,即得该物镜的暗视野挡板。
昆虫-暗视野显微镜2.相差显微镜波长(频率)变化表现为颜色不同,振幅变化表现为明暗的不同,而相位不同肉眼感觉不到。
和普通光学显微镜相比,它在物镜中增加了相板,在聚光器增加了环状光阑,可以将肉眼看不到的相差,利用衍射和干涉现象,变为可辨明暗的振幅差。
利用相差显微镜,可以观察活细胞或未染色标本的细微结构。
(1)环状光阑(2)相板a共轭面和补偿面b吸收膜和相位膜C正(暗)反差和负(明)反差(3)合轴调节望远镜(4)绿色滤光片相板环状光阑倒置相差显微镜3.荧光显微镜和普通光学显微镜相比,它利用较短波长的紫外光照射标本,使样品受到激发,产生较长波长的荧光,可以用来观察和分析样品中产生荧光的成分和结构、位置。
生物显微镜的成像原理及使用只有当物体对人眼的张角不小于某一值时,肉眼才能区别其各个细部,该量称为目视分辨率ε。
在最佳条件下,即物体的照度为50~70lx及其对比度较大时,可达到1’。
为易于观测,一般将该量加大到2’,并取此为平均目镜分辨率。
物体视角的大小与该物体的长度尺寸和物体至眼睛的距离有关。
有公式y=Lε距离L不能取得很小,因为眼睛的调节能力有一定限度,尤其是眼睛在接近调节能力的极限范围工作时,会使视力极度疲劳。
对于标准(正视)而言,最佳的视距规定为250mm(明视距离)。
这意味着,在没有仪器的条件下,目视分辨率ε=2’的眼睛,能清楚地区分大小为0.15mm的物体细节。
在观测视角小于1’的物体时,必须使用放大仪器。
放大镜和显微镜是用于观测放置在观测人员近处应予放大的物体的。
(几何成像)只有当物体对人眼的张角不小于某一值时,肉眼才能区别其各个细部,该量称为目视分辨率ε。
在最佳条件下,即物体的照度为50~70lx及其对比度较大时,可达到1’。
为易于观测,一般将该量加大到2’,并取此为平均目镜分辨率。
物体视角的大小与该物体的长度尺寸和物体至眼睛的距离有关。
有公式y=Lε距离L不能取得很小,因为眼睛的调节能力有一定限度,尤其是眼睛在接近调节能力的极限范围工作时,会使视力极度疲劳。
对于标准(正视)而言,最佳的视距规定为250mm(明视距离)。
这意味着,在没有仪器的条件下,目视分辨率ε=2’的眼睛,能清楚地区分大小为0.15mm的物体细节。
在观测视角小于1’的物体时,必须使用放大仪器。
放大镜和显微镜是用于观测放置在观测人员近处应予放大的物体的。
是将两个凸透镜系统适当地组合在仪器上对标本进行放大,经物镜形成倒立实像,经目镜放大成虚像。
1、照明系统:光源(普通光线可见光)、折光镜、聚光镜、滤光片2、光学放大系统:两组玻璃透镜——目镜、物镜3、机械装置:保证光学系统的准确配置和灵活调控1.取镜和安放:显微镜平时存放在柜或箱中,用时从柜中取出,右手紧握镜臂,左一手托住镜座,将显微镜放在自己左肩前方的实验台上,略偏左(显微镜放在距实验台边缘7cm 左右处),镜座后端距桌边4-6cm为宜,便于坐着操作。
生物显微镜原理生物显微镜是一种用来观察生物细胞、组织和微生物的仪器,它能够放大微小的生物结构,使我们能够更清晰地观察它们的形态和结构。
生物显微镜的原理是基于光学原理和物理原理,通过透镜和光源的配合,使得被观察的生物样本能够放大并投影到眼睛或摄像设备上。
下面我们将详细介绍生物显微镜的原理。
首先,生物显微镜的放大原理是基于透镜的光学原理。
生物显微镜通常采用的是复合透镜系统,包括物镜和目镜。
物镜是放置在样本上方的透镜,它能够将样本放大;目镜是放置在眼睛前的透镜,它能够进一步放大物镜成像的样本。
通过这样的透镜组合,我们能够获得较高倍数的放大效果,从而观察到微小的生物结构。
其次,生物显微镜的成像原理是基于光源和样本的配合。
生物显微镜通常采用的是透射光源,光线穿过样本后被透镜放大成像。
在观察过程中,我们可以通过调节光源的亮度和方向,来获得更清晰的成像效果。
此外,生物显微镜还可以采用荧光、偏振等特殊成像技术,使得我们能够观察到生物样本的特定结构和功能。
最后,生物显微镜的分辨原理是基于物理原理。
生物显微镜的分辨率是指它能够分辨两个相邻物体的最小距离,通常用最小可见分辨物来表示。
分辨率受到波长和透镜直径的影响,波长越短、透镜直径越大,分辨率越高。
因此,生物显微镜在成像时需要使用较短波长的光源,并且需要精密的透镜系统,以获得较高的分辨率。
总之,生物显微镜的原理是基于光学原理和物理原理的结合,通过透镜和光源的配合,使得我们能够观察到微小的生物结构。
生物显微镜的放大原理、成像原理和分辨原理共同作用,使得我们能够深入了解生物世界的微观结构和功能。
希望通过本文的介绍,能够让大家对生物显微镜的原理有更深入的了解。