显微镜的结构图、成像原理及常见故障排除

丁忠运

随着现代科学技术的发展，显微镜的类型也在逐渐增多，显微镜以显微原理进行分类可分为偏光显微镜、光学显微镜与电子显微镜和数码显微镜。每种显微镜都有其独特的功能和结构，用途也都不同。下面小编就为大家介绍一下显微镜的结构图、成像原理及常见故障排除。


　显微镜的结构图

显微镜的结构图


　　（1）目镜：放大物像，有5X,10X,40X等等
　　（2）镜筒：连接目镜与物镜
　　（3）转换器：物镜的连接处，用来转换物镜
　　（4）物镜：放大物像，一般有三个，放大倍数一般是4X,10X,40X
　　（5）载物台放置玻片标本，上面还有压片夹
　　（6）通光孔：通过光线
　　（7）遮光器：调节光线强弱
　　（8）压片夹：固定玻片标本
　　（9）粗准焦螺旋：大螺旋称粗调节器，移动时可使镜台作快速和较大幅度的升降，所以能迅速调节物镜和标本之间的距离使物象呈现于视野中，通常在使用低倍镜时，先用粗调节器迅速找到物象。
　　（10）反光镜：使光线射入镜筒（现在显微镜一般都没有这个结构了，都是有电源的，比较方便）
　　（11）细准焦螺旋：小螺旋称细调节器，移动时可使镜台缓慢地升降，多在运用高倍镜时使用，从而得到更清晰的物象，并借以观察标本的不同层次和不同深度的结构。
　　（12）镜臂：连接镜座与镜身的，提握镜身，使用时一般右手握镜臂
　　（13）镜柱：支持镜身
　　（14）镜座：是显微镜的底座，用以支持整个镜体


显微镜的成像原理


　　1、光学显微镜

光学显微镜的原理


　　光学显微镜主要由目镜、物镜、载物台和反光镜组成。目镜和物镜都是凸透镜，焦距不同。物镜的凸透镜焦距小于目镜的凸透镜的焦距。物镜相当于投影仪的镜头，物体通过物镜成倒立、放大的实像。目镜相当于普通的放大镜，该实像又通过目镜成正立、放大的虚像。经显微镜到人眼的物体都成倒立放大的虚像。反光镜用来反射，照亮被观察的物体。反光镜一般有两个反射面：一个是平面镜，在光线较强时使用；一个是凹面镜，在光线较弱时使用，可会聚光线。
　　2、电子显微镜

SEM原理图


　　电子显微镜是根据电子光学原理，用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜，使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器。
　　电子显微镜的分辨能力以它所能分辨的相邻两点的最小间距来表示。20世纪70年代，透射式电子显微镜的分辨率约为0.3纳米(人眼的分辨本领约为0.1毫米)。现在电子显微镜最大放大倍率超过300万倍，而光学显微镜的最大放大倍率约为2000倍，所以通过电子显微镜就能直接观察到某些重金属的原子和晶体中排列整齐的原子点阵。

显微镜的常见故障排除


1、镜筒的自行下滑
　　这是生物显微镜经常发生的故障之一。对于轴套式结构的显微镜解决的办法可分两步进行。
　　第一步:用双手分别握住两个粗调手轮,相对用力旋紧。看能否解决问题,若还不能解决问题,则要用专用的双柱板手把一个粗调手轮旋下,加一片摩擦片,手轮拧紧后,如果转动很费劲,则加的摩擦片太厚了,可调换一片薄的。以手轮转动不费力,镜筒上下移动轻松,而又不自行下滑为准。摩擦片可用废照相底片和小于1毫米厚的软塑料片用打孔器冲制。
　　第二步:检查粗调手轮轴上的齿轮与镜筒身上的齿条啮合状态。镜筒的上下移动是由齿轮带动齿条来完成的。齿轮与齿条的最佳啮合状态在理论上讲是齿条的分度线与齿轮的分度圆相切。在这种状态下,齿轮转动轻松,并且对齿条的磨损最些?有一种错误的做法,就是在齿条后加垫片,使齿条紧紧地压住齿轮来阻止镜筒的下滑。这时齿条的分度线与齿轮的分度圆相交,齿轮和齿条的齿尖都紧紧地顶住对方的齿根。当齿轮转动时,相互间会产生严重的磨削。由于齿条是铜质材料的,齿轮是钢质材料的。所以相互间的磨削,会把齿条上的牙齿磨损坏,齿轮和齿条上会产生许多铜屑。最后齿条会严重磨损而无法使用。因此千万不能用垫高齿条来阻止镜筒下滑。解决镜筒自行下滑的问题,只能用加大粗调手轮和偏心轴套间的摩擦力来实现。但有一种情况例外,那就是齿条的分度线与齿轮的分度圆相离。这时转动粗调手轮时,同样会产生空转打滑的现象,影响镜筒的上下移动。如果这通过调整粗调手轮的偏心轴套,无法调整齿轮与齿条的啮合距离。则只能在齿条后加垫适当的薄片来解决。加垫片调整好齿轮与齿条啮合距离的标准是:转动粗调手轮不费劲,但也不空转。

　　调整好距离后,在齿轮与齿条间加一些中性润滑脂。让镜筒上下移动几下即可以了。最后还须把偏心轴套上的两只压紧螺丝旋紧。不然的话,转动粗调手轮时,偏心轴套可能会跟着转动,而把齿条卡死,使镜简无法上下移动。这时如果转动粗调手轮力量过大的话,可能会损坏齿条和偏心轴套。在旋紧压紧螺丝后,如果发现偏心轴套还是跟着转的话。这是由于压紧螺丝的螺丝孔螺纹没有改好所造成的。因为厂家改螺纹是用机器改丝的,往往会有一到二牙螺纹没改到位。这时即使压紧螺丝也旋不到位,偏心轴套也就压不紧了。发现这种故障,只要用M3的丝攻把螺丝孔的螺纹攻穿就能解决问题。我用此方法彻底解决了我校30台生物显微镜偏心轴套跟转的问题。
　　把以上这些步骤都一一做好后,镜筒自行下滑问题基本上是彻底解决了。
　2、遮光器定位失灵
　　这可能是遮光器固定螺丝太松,定位弹珠逃出定位孔造成。只要把弹珠放回定位孔内,旋紧固定螺丝就行了。如果旋紧后,遮光器转动困难,则需在遮光板与载物台间加一个垫圈。垫圈的厚薄以螺丝旋紧后,遮光器转动轻松,定位弹珠不外逃,遮光器定位正确为佳。

3、物镜转换器转动困难或定位失灵
　　转换器转动困难可能是固定螺丝太紧。使转动困难,并会损坏零件。太松,里面的轴承弹珠就会脱离轨道,挤在一起,同样使转动困难；另外弹珠很可能跑到外面来,弹珠的直径仅有一毫米,很容易遗失。固定螺丝的松紧程度以转换器在转动时轻松自如,垂直方向没有松动的间隙为准。调整好固定螺丝后,应随即把锁定螺丝锁紧。不然的话,转换器转动后,又会发生问题。
　　转换器定位失灵有时可能是定位簧片断裂或弹性变形而造成。一般只要更换簧片就行了。
　4、目镜物镜的镜片被污染或霉变
　　大部分显微镜使用一段时间后都会产生镜片的外面被沾污或发生霉变。尤其是高倍物镜40X,在做《观察植物细胞的质壁分离与复原》实验时,极容易被糖液污染。如镜头被污染不及时清洗干净就会发生霉变。处理的办法是先用干净柔软的绸布蘸温水清洗掉糖液等污染物,后用干绸布擦干,再用长纤维脱脂棉蘸些镜头清洗液清洗,最后用吹风球吹干。要注意的是清洗液千万不能渗入到物镜镜片内部。因为为了达到所需要的放大倍数,高倍物镜的镜片,需要紧紧地胶接在一起。胶是透明的,且非常薄,一旦这层胶被酒精、乙醚等溶剂溶解后,光线通过这两片镜片时,光路就会发生变化。观察效果会受到很大影响。所以在清洗时不要让酒精、乙醚等溶剂渗入到物镜镜片的内部。

　　若是目镜、物镜镜头内部的镜片被污染或霉变,就必须拆开清洗。目镜可直接拧开拆下后进行清洗。但物镜的结构较复杂,镜片的叠放,各镜片间的距离都有非常严格的要求,精度也很高。生产厂家在装配时是经过精确校正而定位的。所以拆开清洗干净后,必须严格按原样装配好。
　　生物显微镜的镜片都是用精密加工过的光学玻璃片制成的,为了增加透光率,都需在光学玻璃片的两面涂上一层很薄的透光膜。这样透光率就可以达到97%—98%。这一层透光膜表面很平整光滑,且很薄,一旦透光膜表面被擦伤留有痕迹,它的透光率就会受到很大影响。观察时会变得模糊不清。所以在擦拭镜片时,一定要用干净柔软的绸布或干净毛笔轻轻擦拭,若用擦镜纸擦拭则更要轻轻擦拭,以免损伤透光膜。
5、镜架镜臀倾斜时固定不住
　　这是镜架和底座的连接螺丝松动所致。可用专用的双头板手或用尖咀钳卡住双眼螺母的两个孔眼用力旋紧即可。如旋紧后不解决问题,则需在螺母里加垫适当的垫片来解决。

　　当显示屏上的图像有切割的时候，就要考虑一下拉杆移动有没有到位；如果没有到位，把相对应的拉杆移动到位就可以了。
　6、使用过程中发现有脏点
　　如果发现显示屏上的图像有脏点，这时候就要考虑是不是标本室有赃物，如果发现标本室里面没有赃物，再检查一下物镜表面有没有赃物，如果有赃物显示器上就会显示有脏点，解决的办法也很简单，只要把物镜表面和标本室里的赃物清除了就可以了。
　7、调节变焦时图像不清晰
　　如果发现调节变焦时图像不清晰，要检查一下高倍调焦是不是清晰，如果不清晰那么只要把它调置最高倍，再做重新调焦即可。
　　上文就是小编为大家整理的显微镜的结构图、成像原理及常见故障排除的全部内容，显微镜帮助了人们可以对微观领域的研究，从传统的普通的双眼观察到通过显示器上再现，从而提高了工作效率。