1.顯微鏡的分類
科學(xué)上將顯微鏡分為在可見光線條件下工作的光學(xué)類顯微鏡和在不可見光線(包括電子射線)條件下工作的非光學(xué)類顯微鏡兩大類。在實際工作中人們常根據(jù)顯微鏡的性能和用途命名顯微鏡,并根據(jù)顯微鏡的放大倍率、照明的方式、成像的形式、鏡體的結(jié)構(gòu)、功能和用途等進行分類。
(1)按放大倍率進行分類
①低倍顯微鏡：總放大倍率在200倍以下。這種顯微鏡質(zhì)量輕,體積小,結(jié)構(gòu)簡單,一般配有10倍或12.5倍日鏡一只,10倍或16倍物鏡一只。適合于觀察動植物標本,如細小昆蟲、種子胚芽等,也可用于植物保護、家庭教育等方面。
②普及型顯微鏡：總放大倍率在200倍以上、1000倍以下的顯微鏡。這種顯微鏡常采用直筒形結(jié)構(gòu),精度較低倍顯微鏡為高。一般配有5倍、10倍、16倍目鏡和4倍、10倍、40倍(或者60倍)物鏡。普遍配合為640倍以下組合,適合于生物實驗以及農(nóng)、林、牧業(yè)從事檢驗、育種等方面。這種機型價廉物美,應(yīng)用面較廣。
③高倍顯微鏡：總放大倍率在1000~1600倍左右。這種顯微鏡常采用斜式目鏡筒結(jié)構(gòu),造型講究,精度很高,最高配有16倍目鏡和100倍物鏡,適合于醫(yī)、農(nóng)、牧業(yè)科研單位作化驗、生物研究、臨床試驗用。有時為擴展功能,還配有各種附件。
④超高倍顯微鏡：總放大倍率在1萬倍以上,有的電子顯微鏡已達100萬倍。這種顯微鏡供專門研究部門用于研究病毒、物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)、分析晶體等方面。
(2)按鏡體結(jié)構(gòu)進行分類
①直筒顯微鏡：一般低倍、普及型以及操作要求不高的高倍型都采用這種結(jié)構(gòu),其特點是經(jīng)濟實惠,操作方便,便于攜帶。其不足之處是觀察者比較辛苦,若將鏡筒傾斜,切片上的液態(tài)物質(zhì)流動,使觀察物體受到一定限制。
②單目斜筒顯微鏡：這種顯微鏡在目鏡筒內(nèi)增加了一片棱鏡,使光路與垂直線成45°傾斜,使用時觀察者感到輕松,不需改變切片的水平位置。由于一般采用自然光照明,因此使用范圍受到一定局限。
③雙目斜筒顯微鏡：這種顯微鏡在折光棱鏡后又增加了一組分光棱鏡,用兩只目鏡筒同時觀察,適于觀察者長期工作,眼睛不會感到疲勞。一般高倍顯微鏡和科研用顯微鏡都采用這種結(jié)構(gòu),其雙目鏡筒之間的距離可根據(jù)觀察者需要進行調(diào)節(jié)。這種顯微鏡的底座一般制成盒狀,內(nèi)部裝備有人工光源照明,可提供各種要求的照明,為顯微鏡擴展功能、擴大使用范圍提供了條件,適合于從事實驗、科研等用途。
④體視顯微鏡
⑤倒置顯微鏡：這種顯微鏡的觀察物放在物鏡的上方,物鏡從下面向上進行觀察,即直接從培養(yǎng)皿或燒杯的底部,透過容器底部石英玻璃觀察,適合于一些特殊用途的研究。此外,金相顯微鏡一般也采用這種結(jié)構(gòu)。由于被觀察物為不透明物體,倒置顯微鏡應(yīng)裝備較好的落射式照明光源和照相裝置。
(3)按照明技術(shù)進行分類
①明場顯微鏡：一般來說,采用透射光照明切片標本的顯微鏡,都屬于明場顯微鏡。
②暗場(暗視野)顯微鏡：它是相對明場顯微鏡而言,所配置的是暗視場聚光鏡。在暗場照明時,光線沿特定角度方向照明被觀察物,而不進入顯微鏡物鏡。進入物鏡的是標本漫反射或衍射的光線。這樣,觀察者所見到的視場是黑暗的,在暗視場的背景中襯托出明亮的標本物像。
③熒光顯微鏡：是采用紫外光線照明的顯微鏡,它要求配置特殊的能提供紫外光的光源和濾光裝置。使用時,紫外光并不直接進入觀察者的眼晴,而是激發(fā)標本中的熒光物質(zhì)或經(jīng)熒光浸潤染色的標本。觀察時效果與暗場顯微鏡相似,是在黑暗背景中顯現(xiàn)出標本明亮的熒光圖像。適用于生物科學(xué)研究。
④紅外顯微鏡：紅外光線具有較大的穿透能力,而不同的物質(zhì)對紅外光線吸收程度又不同。利用這一特性制成的,使被視物在紅外光線照射下進行觀察的一種顯微鏡,使是紅外顯微鏡。它配置有紅外光源,能對某些不透明的物體進行透射觀察,如波長大于1.12X10-6m的紅外光,可以穿透單晶硅。紅外光還可以對吸收程度不同的物質(zhì)進行落射觀察,是一種用于科學(xué)研究的顯微鏡。
(4)按像的形成方式進行分類
①相襯(相差)顯微鏡：其常用于生物學(xué)和醫(yī)學(xué)。是對全透明而又不便于染色處理的標本進行觀察的一種特殊顯微鏡。它在顯微光路中加入相襯光環(huán),利用標本物與切片周圍封裝介質(zhì)的折射率微小差別產(chǎn)生光程差,并發(fā)生光的干涉成像,進行觀察。適用于對活體細胞生活狀態(tài)下的生長、運動、增殖情況及細微結(jié)構(gòu)的觀察。因此,是微生物學(xué)、細胞工程、雜交瘤技術(shù)等現(xiàn)代生物學(xué)研究的必備工具。
②偏光顯微鏡：偏光顯微鏡與普通顯微鏡的主要區(qū)別在該顯微鏡上裝有兩個偏光元件。即起偏振鏡和檢偏振鏡。起偏振鏡置于聚光鏡下面,檢偏振鏡置于物鏡上面。其載物臺根據(jù)觀察的需要制成圓形,可以旋轉(zhuǎn),上面帶有刻度盤,以便測量被檢晶體轉(zhuǎn)角。偏光顯微鏡是利用偏振光在晶體內(nèi)分解為兩路折射光,相互干涉成像。一般用于對生物液晶、無機鹽晶體的檢測和鑒定。
③干涉顯微鏡和光切顯微鏡：都是利用光在兩個相近界面上反射后干涉成像的原理進行光學(xué)計量用的顯微鏡。主要用于測量物體表面粗糙的程度,工業(yè)上用來作為檢驗、鑒定的儀器。
④投影顯微鏡和電視顯示顯微鏡：都是在普通顯微鏡上,增加投影裝置或電視攝像裝置而成,可把顯微圖像送出去,顯示在屏幕上。這種顯微鏡要求整機比較穩(wěn)定,視場大、精度高,同時配置比較強的照明光源。適宜于比較多的人員同時進行觀察和進行教學(xué)、演示用。
(5)按功能用途進行分類
①示教顯微鏡：一般由單目斜筒顯微鏡改裝擴展而成。在它的目鏡筒上利用棱鏡分為兩個以上的支路,可以允許兩個以上的人員同時觀察同一標本。當主要觀察者調(diào)整并觀察到所需觀察的圖像時,其他觀察人員也同時觀察到該圖像,并體驗到整個調(diào)節(jié)過程。很適于導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)員,進行實物示教。
②解剖顯微鏡：是供醫(yī)生進行顯微手術(shù)時觀察用的,也叫手術(shù)顯微鏡。其機身根據(jù)手術(shù)的情況可進行調(diào)整,也適于幾個人同時觀察。教學(xué)用解剖顯微鏡結(jié)構(gòu)簡單,放大倍率不高,供生物解剖演示用。
③分析顯微鏡：有時也稱研究顯微鏡,是供科學(xué)研究用的一種高檔顯微鏡。這種顯微鏡功能比較齊全,可以在透射光照明情況下,進行明視場、暗視場、相襯、偏光、熒光等條件下的觀察。同時還附有多種附件,可用來進行投影、照相、測量和自動分析記錄等。屬于一種多功能的機型,適合于高等院校、研究所從事多種實驗分析用。
④金相顯微鏡：是一種專用于觀察和鑒別金屬斷面、礦物、材料、晶體等不透明物體的顯微鏡。這種顯微鏡不能使用透射光源,必須用落射光照明標本。為了使于取得圖像,該顯微鏡上一般設(shè)置有照相分光路和照相目鏡。由于視場較大,金相顯微鏡必須配備平場消色差物鏡與廣角補償目鏡,這樣才能使獲得的顯微照片成像面視場較大而且清晰。
⑤內(nèi)窺顯微鏡：是近年來在醫(yī)用內(nèi)窺鏡的基礎(chǔ)上改進和發(fā)展起來的一種特殊用途檢測儀器。它在內(nèi)窺鏡的探管頂端加裝一個物鏡透鏡組,再在物鏡透鏡組前裝上一只能改變觀察角度的窺視窗,探管的另一端裝上一只可以細調(diào)的觀察目鏡。把探管插入待觀察物的密封內(nèi)腔,打開配套的光源,就可以觀察到顯微的內(nèi)窺圖像。目前內(nèi)窺顯微鏡除了在醫(yī)學(xué)臨床上使用外,還可在工業(yè)上作為機器內(nèi)部密閉空腔的探傷。特別是大型噴氣式飛機的發(fā)動機內(nèi)燃燒室的例行常規(guī)安全檢査已普遍采用這種內(nèi)窺顯微鏡。使用時配上135單鏡頭反光式照相機,還可以將機器內(nèi)輕微的傷痕記錄下來,以便及時處理,避免大的損失。
(6)非光學(xué)顯微鏡介紹
非光學(xué)顯微鏡是顯微鏡家族的新成員。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進步,為了提高顯微鏡的放大倍率和分辨能力,非光學(xué)顯微鏡取得很大進展,主要有以下品種。
①超聲波顯微鏡：是把超聲波技術(shù)應(yīng)用在顯微鏡上而制成的。利用超聲波能穿透一些光波不能穿透的物體的特性,超聲波顯微鏡可以用來觀察一些不透明物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu),如集成電路不透光導(dǎo)電膜下的結(jié)構(gòu)、未經(jīng)處理的紅細胞等。是一種用途廣泛的科學(xué)儀器。
②電子顯微鏡：電子顯微鏡是利用磁透鏡對陰極射線進行聚焦的原理,對微觀粒子進行成像觀察的一種新型顯微鏡。其放大倍率可達100萬倍以上,分辨能力可以達到2X10-''m的微小結(jié)構(gòu),是一種高科技領(lǐng)域使用的先進儀器。
③掃描電子顯微鏡：一般的電子顯微鏡是釆取透射的方式,只能觀察極薄的樣品。掃描電子顯微鏡則是利用電子束直接在被觀察物表面進行掃描觀察。這樣不但試樣制備簡單,而且能直接觀察表面凹凸不平的斷口,放大倍數(shù)高、焦深長,成像有立體感。掃描電子顯微鏡還具備對被觀察物表面物質(zhì)化學(xué)成分進行分析的能力,不失為一種先進的高科技設(shè)備,廣泛地應(yīng)用于生物學(xué)、物理學(xué)、醫(yī)學(xué)、電子技術(shù)中。
④X射線顯微鏡：是利用對被觀察物質(zhì)的X射線光譜進行分析和觀察,以確定物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和成分的儀器。適用于物理學(xué)對物質(zhì)的觀察分析。
⑤掃描隧道電子顯微鏡：是20世紀80年代研制成功的一種新型電子掃描顯微鏡。一般適用于新材料研究和微觀的表面測試分析。
顯微鏡的品種,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也在不斷擴大,先進的顯微鏡結(jié)構(gòu),已是由光、機、電三門科學(xué)技術(shù)的綜合應(yīng)用。對目前已廣泛使用的顯微鏡的種類可作如下歸納,見表2-31。
