顯微攝影
顯微攝影的反差強一些為好,影響反差的因素有以下五個方面:標本本身對反差的影響 標本切片厚會產(chǎn)生光的折反射,同時細部結構產(chǎn)生重疊。標本新鮮、色彩鮮艷反差強。標本載物片厚或蓋片厚、有色、有水紋都會降低反差。照明對反差的影響:照明應適中,否則會降低反差,太亮會沖擊標本細部結構,太暗會使光路中的臟物呈現(xiàn)在影屏上。光束直徑與視場直徑一致時反差強,光束直徑大于視場直徑就會降低反差。集光器與虹彩對反差的影響:集光器過低、虹彩與光欄小,都會降低反差,所以要依具體情況升降集光器或開放虹彩。虹彩光闌的直徑必須與物鏡口徑一致。濾色片對反差的影響:用補色濾色片反差強,用統(tǒng)一色濾色片反差弱。 光學顯微攝影的反差雖然是大些為好,但也要適當處理,不然反差過大就會損失細部結構,同時也會影響分辨率,同樣不能得到完美的效果。 現(xiàn)代光學顯微鏡,基于不同用途、種類繁多,如有生物顯微鏡、金相顯微鏡,解剖顯微鏡 等,但基本結構仍為光學和機械兩個部分。 單式光學顯微鏡(通常用的放大鏡、解剖鏡等)光學結構簡單、放大倍數(shù)小、光行差明顯,不宜進行顯微攝影,在這里就不作介紹了。
復式顯微鏡光學系統(tǒng)比較完善、機械裝置比較復雜,適合于顯微工作的開展: 1.顯微鏡的成像
顯微鏡的成象光路:
它通過目鏡、物鏡等光學器件構成放大光路,而使所得虛像A“B”的距離恰好等于人眼的鳴視距離——250毫米,以獲得將標本放大10~200倍的可見影像。
2.光學顯微鏡的基本結構
光學顯微鏡的基本構造分為兩部分。一部分是光學系統(tǒng),如接目鏡、接物鏡、聚光器、光源等,另一部分是機械系統(tǒng),如鏡腳、鏡臂、鏡筒、載物臺、物鏡轉換器、大小螺旋、推進器等。 (1)接物鏡
接物鏡是光學顯微鏡的關鍵部件,整個顯微鏡系統(tǒng)的成像質量與分辨率都由接物鏡決定。它 由一組精密的透鏡組成,其作用是將檢視標本做第一次放大。顯微接物鏡生產(chǎn)時做過各種像 差校正,它有一個光闌——孔徑光闌,可以控制入射光束的直徑,其作用是減小或擴大視場 而不改變像的明亮度。 接物鏡有不同倍率其中干燥系用在正常情況下觀察。水浸系或油浸系在觀察時要 在接物鏡口與標本結合處點水或點油。
由于接物鏡的成像質量影響攝影效果和觀察效果,所以接物鏡也是顯微攝影的重要組成部分。
接物鏡有三個主要參數(shù)——數(shù)值孔徑N·A值、放大率和蓋片厚度。它們都標在鏡頭殼上。 ①N·A值
數(shù)值孔徑N·A是標志物鏡工作性能的重要參數(shù),它決定了物鏡的分辨率。N·A=n·sinθ 式中n為介質折射系數(shù),Q為入射角。 表明了物鏡數(shù)值孔徑與介質折射系數(shù)、入射角的關系。理論上的最大入射角為180°,它的一半(90°)的正弦等于1,而空氣的折射系數(shù)為1.0,水的折射系數(shù)為1.33,松節(jié)油的折射系數(shù)為1.5,所以在同樣入射角情況下液浸物鏡數(shù)值孔徑比干燥物鏡的大,因此分辨能力也大得多。 N·A值越大,分辨率越大,N·A值越小,景深與焦深越長。
N·A值尚與鏡口角有關,鏡口角越大,進光量越大,所視像野中的影像越清楚,分辨率就越 大。反之,分辨率就小以致看不清楚。由于低倍物鏡的鏡口角小于高倍物鏡的鏡口角,所以低倍物鏡的分辨率就不如高倍物鏡的分辨率大。(這是指干燥系而言,油浸系物鏡有介 質的折射率,可提高分辨率。 分辨率還受照明強度及光源波長的影響,在一定范圍內(nèi),照明強度大,分辨力就大。
②放大率
放大率是指檢視的放大倍率(即虛像放大倍率),倍率越大,工作距離越近。對每個具體物 鏡來講,它的放大倍率是不變的,工作距離也是不變的。如果采用10×目鏡、40×物鏡,觀 察時放大了400倍,但對顯微攝影來講,由于要增加目鏡到 感光片的這段距離就不是400倍了,有些顯微攝影的攝影倍率是顯微鏡放大倍率的1/2。
③對蓋片厚度的要求
顯微鏡對蓋片的厚度要求為抽筒的1/100,達0.16~0.17毫米,每差±0.01毫米抽筒則必須相 應改動10毫米,否則其放大倍率就不是標示的倍率了。
油浸鏡是借點油的折射率來提高視野的亮度和分辨率。點油后使接物鏡 與標本構成一個光具組。 常用于油浸鏡的點油及折射率為:
洋杉木油1.51
檀香木油1.51
甘油1.46
蘇合香1.58
折射率越大呈像亮度越強,分辨率也就越大。
(2)接目鏡
接目鏡主要有以下兩個作用一是將物鏡送來的初級放大影像再作第二次放大。
二是矯正接物鏡成像中的相差、色差和照度。接目鏡的放大率一般從×4~×25,其鏡筒長的放大倍率大,反之,放大倍率則小。
眼點是目鏡的一個主要參數(shù),在顯微攝影中為尤重要。眼點即顯微鏡對清焦點后在目鏡上形 成的出射點。一般眼點距離目鏡0.5厘米左右,放大倍率越大,這段距離越短,放大倍率越 小,這段距離越長。目視時,瞳孔恰與此點相接,用帶鏡 頭的照相機攝影時,鏡頭的前片透鏡表面要與此點相接,用不帶鏡頭的攝影裝置拍攝時,要 從眼點計算所加近攝裝置(伸縮皮腔形式或近攝接圈)的伸長尺寸,以計算實際倍率。 (3)聚光器
顯微鏡的聚光器有明視野聚光器、暗視野聚光器和特殊用途聚光器(如偏振光、相位差等等)。 ①明視野聚光器
明視野聚光器由集光器、虹彩、濾色鏡環(huán)和反射鏡四個部分組成。
其中集光鏡由兩個或兩個以上透鏡組成,象一個簡單的照相機鏡頭,它的數(shù)值孔徑(N·A) 值為1.20~1.40左右。它的主要作用是提高象野的亮度和提高接物鏡對標本的分辨率。
②虹彩
結構像照相機的光圈,它不但可以調(diào)節(jié)照明強度,同時還具有改變分辨率和反差的作用,即:虹彩開大,分辨力高,反差弱,虹彩縮小則相反。濾色鏡環(huán)用來放置濾色片或毛玻璃,可 用來改變光色或亮度。 反光鏡分為平凹兩面,并要使光束正好對準反光鏡中央。 暗視野聚光器通常用于拍攝極微小的物體,如化學明膠、梅毒螺旋體或明視野看不見、看不 清沒有染色的標本。它也常常用于熒光顯微攝影。使用暗視野聚光器拍攝時光源亮度要強些,不能使用濾色鏡。為防止外來光線干擾,暗視野 顯微攝影最好在暗室中進行。
3.光學顯微鏡的主要性能
光學顯微鏡的主要性能從兩方面體現(xiàn),即放大倍率和分辨率。
(1)放大倍率
理論上講,光學顯微鏡的放大倍率在鏡筒長度為16~17厘米時為物鏡×目鏡倍率,但是我們 要 將實物看清,不僅僅是要將其放大,更主要的是分辨出它的細部形態(tài),所以放大倍率要與物 鏡、分辨率同時考慮。如,同樣是放大200倍的顯微鏡目鏡與物鏡,可以有三種組合方式,4 0×5、20×10、10×20,但是三種組合形式的分辨率、焦點深度與成像面的亮度、拍攝時需 要使用的快門速度有很大差別。
物鏡(1) 20×10 (2) 41×5 (3) 10×20
物鏡的數(shù)值孔經(jīng) 分辨能力 焦點深度 焦平面亮度比 照相快門速度 0.40 0.70μ 1.25μ 1.0 1/30秒 0.65 0.43μ 0.77μ 0.8 1/200秒 0.25 1.1μ 2.0μ 0.4 1/40秒 在顯微攝影中,其放大倍率與出射點至感光片的距離有關,所以顯微攝影的放大 倍率的計算公式為M=物鏡倍率×目鏡倍率×目鏡出射點至底片的距離/250毫米。這個公式說 明,只有當目鏡出射 點至感光片的距離為250毫米時,顯微攝影的放大倍率才等于物鏡倍率×目鏡倍率,若將目 鏡 出射點到感光片的距離加大,其放大倍率也隨著加大,但這只是形態(tài)增大而分辨率不變。將 底片用來放大照片時也只是形態(tài)的放大,而不增加分辨率。