知识科普——你真的了解光学显微镜吗？

光的传播

1、反射

光在传播到不同物质时，在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象叫做光的反射。反射光线与入射光线、法线在同平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角 。光具有可逆性。光的反射现象中，光路上是可逆的。

2、折射

光从种透明介质斜射入另种透明介质时，传播方向般会发生变化，这种现象叫光的折射。反射光光速与入射光相同 ，折射光光速与入射光不同。

3、干涉

干涉是两列或两列以上的波在空间中重叠时发生叠加从而形成新的波形的现象。 两列频率相同的光波在空中相遇时发生叠加，在某些区域总加强，在另外些区域总减弱，出现明暗相间的条纹或者是彩色条纹的现象叫做光的干涉。 只有两列光波的频率相同，位相差恒定，振动方向致的相干光源才能产生光的干涉。

4、衍射

光在传播过程中遇到障碍物或小孔时，光将偏离直线传播的路径而绕到障碍物后面传播。小孔或障碍物的尺寸和光波的波长差不多或者比波长小时，光才能发生明显的衍射现象。

显微成像方式

1、明场

成像过程中靠透射光直接成像。在明场中，背景为亮，目标为暗。

2、暗场

在显微镜的观察方式中，暗场与明场相对应，是光线倾斜照射到样的表面。 暗视场照明无论在光程布置上，照明效果上都与明视场照明有显著的差别。 除去观测物体以外的光线或电子进入物镜，使目镜中观测到的视野背景是黑的，只有物体的边缘是亮的。 利用这个方法能见到小至 4~200nm的微粒子，分辨率可比普通显微法高50倍。

3、偏光

偏光显微镜用于研究透明与不透明各向异性材料，在地质学等理工科专业中有重要应用。 具有双折射的物质，偏光显微镜都能分辨清楚。

4、荧光

荧光显微镜以紫外线为光源，照射被检物体，使其发出荧光，然后在显微镜下观察物体的形状及其所在位置。

5、相衬

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（x相位差），这种相位差人眼无法观察。 相差显微镜通过改变相位差，利用光的干涉和衍射现象，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，并带有个合轴用的望远镜，和普通显微镜有着明显区别。

6、微分干涉

微光干涉利用两束光线通过光学系统中相位的变化发生相互干涉从而增强样反差，实现对非染色活细胞观察。 微分干涉显微镜适于研究活细胞中较大的细胞器。

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