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相差显微镜的原理、结构和应用 曾晓飞
相差显微镜是荷兰科学家Zernike于1935年发明的，用于观察未染色标本的显微镜。活细胞和未染色的生物标本，因细胞各部细微结构的折射率和厚度的不同，光波通过时，波长和振幅并不发生变化，仅相位发生变化(振幅差)，这种振幅差人眼无法观察。而相差显微镜通过改变这种相位差，并利用光的衍射和干涉现象，把相差变为振幅差来观察活细胞和未染色的标本。相差显微镜和普通显微镜的区别是:用环状光阑代替可变光阑，用带相板的物镜代替普通物镜，并带有一个合轴用的望远镜 1 相差显微镜的基本原理
当一束平行光通过被检测标本,遇到一种物点时,由于各物点对光的吸收程度不同,在显微镜视场中可见到灰度(即明暗度)不同的各物点图像,这是由于光的振幅不同所致。如果标本中的物体近乎透明,视场中就看不出明显的灰度差别。但由于各种物点对光波产生了衍射和折射,使得通过的光波因延迟而发生了偏离,其光程就有了一定的差别,即产生了所谓“位相差”。人眼不能分辨这种位相差,但可以
设法将这种位相差转换成振幅差。相差显微镜就是利用光的干涉原理,将位相差转换成振幅差(即明暗差)的显微镜装置. 2 相差显微镜的基本构成 1） 与聚光镜装在一起的可转换的环状光栏它是一套在黑色的玻璃片中,有一个无色透光圈的装置,分别适配低、中、高倍接物镜和油镜。由光源进入的光,只能通过透光环进入光路中。 2） 带位相板的物镜 是在物镜透镜聚焦平面上加了一圈灰黑色涂层“板”的接物镜(肉眼可以看到黑色的圈)。
3) 调焦(对光)目镜 原理类似一种望远镜,用于在显微镜中对上述两种装置的焦点调节,其长度可以通过手工改变。
4) 一种绿(或青)色的滤光片。
以上4部分均由厂家配套供应,通常在使用前临时装于与之匹配的显微镜上,见图2。目前,国内外销售的高档显微镜,一般都备有相差装置。 3 相差显微镜的使用 1）安装相差装置 将普通显微镜的聚光镜卸下,将带环状光栏的聚光镜装到相匹配的显微镜上;将显微镜的普通物镜卸下,换上带位相板的物镜;将目镜换成相差显微镜专用的调焦目镜;在光源进光处放置专用的绿色滤光片(有时可以不用)。 2） 对光和聚焦 通过调焦目镜和粗细调节螺旋的调节,直至视野中可清晰地看到有一个白圈和一个黑圈。黑圈是固定的,白圈则可通过聚光镜装置上的调节螺旋加以移动,使黑圈与白圈完全重合。取下调焦目镜,换上显微镜原来的目镜,即可进行检查。 4 相差显微镜图像的特点
相差显微镜有暗相差和明相差之分,暗相差显微镜下看到的细胞和细菌,与染色后的见到的大不相同。
5 相差显微镜的应用 1） 血液学检验 2） 尿分析
3） 对活细胞的连续观察 参考文献:
[1]龚尔璋甘平医用物理学[M].北京:科学出版社, 2001. 177-
[2]朱晓辉朱忠勇相差显微镜的原理、结构和临床应用