显微镜的结构及作用 显微镜的结构图

所在实验室,因为使用率极低,没有配置昂贵的金相显微镜 。偶尔要看看样品的金相或观察不透明物体,非常不方便 。由于给被观察物体的投射光线方式不一样,生物显微镜近距离只能观察透明、半透明物体 。通过多次摸索,仅花很少的钱,给普通双目生物显微镜制作附件,使之具有金相显微镜那样观察不透明物体的功能 。制作原理及过程如下 。
一、生物显微镜与金相显微镜光路的区别
生物显微镜与金相显微镜的光路示意图如下 。当物镜与样品距离很近时,看起来生物显微镜是从下部照光,但由于其投射光部件凹面镜或阿贝集光器的作用,使得透明、半透明样品表面得到均匀光线的照射(图1-1);金相显微镜的光路有两种,一种是物镜倒置(图1-2),另一种是物镜正置(图1-3),都是通过物镜将光线照射到不透明样品上 。其中起关键作用的是光路中的半反半透镜 。

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二、双目生物显微镜的光路结构
这是一台奥林巴斯CH双目生物显微镜(图2):
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【显微镜的结构及作用 显微镜的结构图】
取下目镜组件,了解其双目观察的光路原理(图3):
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打开组件盖板,看见内部光路元件的分布(图4、图5):
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绘出光路结构示意图如下(图6):
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显微镜双目观察的原理:图6中,A是半反半透分光棱镜,B、C、D是直角全反三棱镜 。来自被观察物体的光线通过光路全反棱镜进入A后,分为两路 。一路穿过A(50%光线),经B、C反射后进入左目镜M1;另一路被A反射(50%光线)后进入D,再经D反射进入右目镜M2 。
三、给生物显微镜增加物镜照射光的方法
根据双目生物显微镜的光路结构,光路中有一个半反半透镜A,可以用其中一个目镜孔加装照射光源,用另一个目镜观察样品,起到与用金相显微镜观察相同的效果 。原理示意图如下,它属于正置照射光(图7):
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四、光源制作
光源必须是平行光,利用生物显微镜的5倍目镜及市售LED强光电筒、塑料三通稍加改造而成 。光源结构图如下(图8):
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1、灯光由于是插在镜筒上,负荷不能太重,采用轻便的LED电筒作照明 。用图9这种结构的LED电筒,外径25mm、长120mm,刚好可以插入三通接口中:
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这是可变焦LED强光电筒,俗称“小直”,TB上有售 。该电筒使用美国CREE Q5 LED灯珠,3W功率,正白光,有强、中、弱、爆闪、SOS五档控制,凸透镜伸缩变焦,使用18650充电锂电池,通用耐久 。
为了使光线更加均匀,制作一张直径22mm的光扩散PC树脂(照明灯罩那种)薄圆片,安放在电筒的凸透镜与LED灯珠之间(图10):
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2、准直光使用5倍惠更斯目镜形成准直光 。这种目镜,插口直径23.2mm,普通生物显微镜使用较多 。在TB上,新旧都有售,新品价格20元左右包邮 。使用时,稍加改造,将接目镜(眼睛观看端)的台阶用砂轮磨去,便于插入三通(图11) 。
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3、三通接口采用黑色水管PE等径三通,规格D25 。三通前后孔用于插入目镜及照明电筒,在三通上端孔制作光澜、滤色镜插片的插口 。收到货的三通,实际孔径只有23.6mm,需要用Φ25mm的钻头清一下左右孔,才能将5倍目镜及LED电筒插入(图12):
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用手电钻夹持T型直角旋转锉按照图13位置,在三通上孔内的下部锉出光澜、滤色镜插片的插槽(槽宽4mm,槽深2 mm),或用雕刻刀慢慢加工而成:
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再将直径23.6mm、长16mm的圆木棍破开、制作两个半圆柱体,粘贴上黑色塑料外皮(外径30mm,中心有长方形孔5mm×24mm),形成光澜、滤色片的插槽挡板,并放入三通中孔(图14、图15):