顯微鏡的成象原理

顯微鏡的基本放大原理如圖所示。其放大作用主要由焦距很短的物鏡和焦距較長的目鏡來完成。為了減少象差，顯微鏡的目鏡和物鏡都是由透鏡組構成復雜的光學系統，其中物鏡的構造尤為復雜。為了便于說明，圖中的物鏡和目鏡都簡化為單透鏡。物體AB位于物鏡的前焦點外但很靠近焦點的位置上，經過物鏡形成一個倒立放大的實象A′B′，這個象位于目鏡的物方焦距內但很靠近焦點的位置上，作為目鏡的物體。目鏡將物鏡放大的實象再放大成虛象A"B",位于觀察者的明視距離(距人眼250mm)處，供眼睛觀察，在視網膜上成最終的實象A B

以上利用幾何光學原理對顯微鏡的成象過程進行了分析。但是實際上金相顯微鏡所觀察的顯微組織，往往幾何尺寸很小，小至可與光波的波長相比較，根據光的電磁波理論，此時不能再近似地把光線看成是直線傳播，而要考慮衍射的影響。另一方面，顯微鏡中的光線總是部分相干的。因此，顯微鏡的成象過程是一個比較復雜的衍射相干過程。事實上，由于衍射等因素的影響，顯微鏡的分辨能力和放大能力都受到一定限制 目前金相顯微鏡可觀察的最小尺寸一般是0.2μm左右，有效放大率最大為1500~1600倍