《植物学》实验课电子教案
实验二 光学显微镜的构造和使用 一、实验目的
1．了解光学显微镜的基本结构和成像原理。 2．掌握光学显微镜的使用和保养方法。 二、实验材料和用具
根尖纵切永久制片，洋葱鳞叶表皮或蚕豆叶表皮永久装片，显微镜，解剖镜，描绘器，擦镜纸，纱布，二甲苯，蒸镏水。 三、实验内容和方法
光学显微镜是利用可见光或紫外光作为光源的显微镜。通常将光学显微镜分为单式显微镜和复式显微镜。本实验将学习普通复式显微镜的结构、成像原理、使用和保养方法。 (一)复式显微镜的结构
复式显微镜是实验室中常用的显微镜，结构较复杂，由两组以上的透镜所构成。复式显微镜的类型虽然很多，但基本结构是相同的，都是由光学部分和机械部分组成。 1．机械部分
(1)镜座 镜座位于显微镜的最下方，是显微镜的底座，支持显微镜并使之平稳。
(2)镜臂 镜臂是搬取显微镜的执手，也是显微镜的主要支持架。它由倾斜关节与镜座连结在一起。在使用时，可以保持垂直的位置，也可以倾斜，但应限制其倾斜度不超过30度。
(3)镜筒 镜筒是镜臂前方的中空圆筒，上端插入目镜，下端连接物镜转换器。通过转动准焦旋钮可使镜筒上下升降。
(4)物镜转换器 镜筒下端的圆盘是物镜转换器，有2-4个物镜螺旋口，装置不同放大倍数的物镜，可用手左右转动物镜转换器转换物镜。
(5)载物台 载物台又叫镜台，在其上放玻片标本，恰好与镜筒长轴成直角。在载物台上，有的装有两个金属制的压夹，用以固定玻片标本；有的装有标本推动器，用以固定玻片标本，并能前后左右移动。推动器上还有刻度，可以计算标本推动的距离和确定标本的位置。
(6)调焦装置 在镜臂上装有粗准焦旋钮(粗调焦轮)和细准焦旋钮(细调焦轮)。转动它们可使镜筒上下移动，从而调节物镜与标本之间的距离，达到调焦之目的，使物像清晰。 2．光学部分
(1)物镜 物镜安装在镜筒下端的物镜转换器上，有2—4个放大倍数不同的物镜。物镜的作用是将标本作第一次放大。物镜的质量和性能对显微镜的质量起关键作用。
放大倍数 物镜的放大倍数都在物镜上注明。常用的低倍物镜放大倍数为10x，高倍物镜为，40x，油镜为100 x。物镜放大倍数的计算方法如下：
物镜放大倍数＝光学镜筒长÷物镜的焦距
(光学镜筒长＝物镜上焦点平面到目镜下焦点平面的距离)
焦点距离(焦距) 焦距是指平行光线经过单一透镜后集中于一点，由这一点到透镜中心的距离。一个物镜通常是由几个不同性质的透镜组成，其焦距测定比较复杂。物镜焦距通常为16 mm,8mm,4 mm,2 mm。物镜放大倍数愈大，焦距愈短。 焦点深度 在视野中垂直范围内所能清晰观察到的界限称为焦点深度。在用不同放大倍数的物镜观察物体时，所能看到的清晰范围是不同的，例如，用10X物镜观察一细胞时，在视野垂直范围内，即能看到上面的细胞壁又能看到下面的细胞壁。但若用40X物镜观察同一个细胞，则看到上面的细胞壁时就看不到下面的细胞壁，反之，看到下面的细胞壁时又看不到上面的细胞壁。物镜的放大倍数愈大，焦点深度愈浅，物镜的放大倍数愈小，焦点深度愈深。
工作距离 工作距离是指对焦后物镜最下面透镜表面与盖玻片上表面之间的距离。物镜的放大倍数愈大，其工作距离愈小。
分辨力 物镜的分辨力是指分辨被检物体细微结构的能力，也就是能区分两个物体点之间最短距离的能力。 物镜分辨力＝(波长÷2)X镜口率
镜口率 通常在物镜上注明。如10X，40X，100X物镜的镜口率分别为0．28，0．65，1．25。物镜的镜口率愈大，分辨率愈高，因此，镜口率是衡量显微镜优劣的主要依据。
(2)目镜
目镜安装在镜筒的上端，通常由两片透镜组成。上面一片与眼睛接触的叫接目透镜，下面一片叫会聚透镜，因其靠近视野又叫视野透镜。在接目透镜与会聚透镜之间装有一个用金属制成的光阑。光阑的位置即是物镜和会聚透镜所成倒立实像的位置。因此，可在光阑处安置目镜测微尺，或用眼睫毛粘贴在光阑上自制成指针目镜。
目镜的作用是将由物镜生成的倒像，反映在目镜的光阑上，并使它再放大成虚像，即第二次放大，便于观察或摄影。
目镜的放大倍数＝２５０mm(明视距离)÷Fmm(目镜焦距)。目镜的放大倍数都在目镜上注明，目镜的焦距一般在出品说明书上注明。目镜焦距越长，放大倍数越小；目镜焦距越小，放大倍数越大。
显微镜的放大倍数等于物镜的放大倍数乘以目镜放大倍数。例如，若用10x目镜与４０X物镜配合使用，显微镜的放大倍数为10X40＝400倍。与一定放大倍数的物镜联合使用时，最高和高适合的目镜放大倍数可依下列公式计算： 1000x物镜的镜口率÷物镜的放大倍数
例如，一个显微镜的高倍物镜放大倍数为40X，其镜口率为0．65，则与之配合使用的最高和最适合的目镜放大倍数为1000X0．65÷40＝16倍。这个例子说明，当物镜的放大倍数为40 X时，选用目镜的最高和最适合放大倍数为16X，超过此放大倍数，对提高显微镜的分辨率就不起作用。
聚光器装在载物台通光孔的下面，由一组聚光透镜组成，它将反光镜所反射的光线汇集成束，集中照射到被观察的物体上，使视野的光线均匀明亮。通过转动聚光器旋钮可使聚光器上升或下降，上升时光线增强，下降时光线减弱。聚光器内装有金属薄片组成的虹彩光圈，虹彩光圈的中心部分是个圆孔，侧面有一个把手。移动把手可使圆孔开大或划、，从而调节显微镜的通光量。圆孔开大则光线较强，适于观察深色物体；圆孔关小则光线较弱，适于观察浅色或无色物体。 (4)反射镜
反射镜有两个面，即平面镜和凹面镜。在使用显微镜时，可用手调节反光镜的方向，使视野中的光线均匀明亮。一般而言，光线强或用低倍物镜观察时用平面镜；光线弱或用高信物镜观察时用凹面镜。在使用显微镜时应避免太阳光直接射人反光镜，否则，会使视野中光线过强，使人目弦，反而观察不清楚。 (二)复式显辙镜的使用方法 1．复式显微镜的放置
将显微镜放置在距实验台边沿约5cm的实验台桌面上，略偏于操作者左方，右侧放绘图纸等实验用具。 2．采光
转动准焦旋钮提升镜筒，再转动物镜转换器，使低倍物镜正对通光孔，当听到轻微的阻卡声时，物镜即已对准通光孔。调节反射镜，聚光器的虹彩光圈等，使视野中的光线均匀明亮。
3．装置玻片标本
取一玻片标本(如洋葱根尖纵切永久制片)置于载物台上，用标本推动器夹着玻片标本，调节标本推动器使标本位于通光孔的正中心。 4．用低倍物镜观察标本的方法
转动租准焦旋钮使镜筒缓慢下降到低倍物镜距盖玻片约5mm处。然后，左眼从目镜上观察视野，右眼自然张开，同时用手向内转动粗准焦旋钮，使镜筒缓慢上升，直到看到物像，然后微微内外转动细准焦旋钮，使物像清晰。10倍物镜的工作距离为6．5mm。用标本推动器轻轻移动玻片，注意镜下观察到的是倒立虚像，玻片移动的方向与视野中物像移动的方向相反。 5．用高倍物镜观察标本的方法
先在低倍物镜下将观察的材料移到视野正中央。旋转物镜转换器，使高倍物镜对准通光孔。调节细准焦旋钮使物像清晰。使用高倍物镜时一般不要用粗准焦旋钮调焦。调节虹彩光圈使视野中光量适宜。 (三)显微镜的保养
1．拿取显微镜时应一手握牢镜臂，一手托住镜座，务必使之平稳。切忌一手掂着镜臂拿取显微镜。
2．转换物镜时，要用手捏住物镜转换器转换，切忌用手直接拨转物镜，以免破坏物镜与目镜的光轴合轴。
3．观察临时装片时，一定要加盖玻片并且要擦干盖玻片以外和载玻片下面的水。
4．显微镜的各部件应保持清洁。机械部分可用软布擦净；物镜，目镜，聚光器和反光镜等光学部分只能用专用的擦镜纸擦拭，而不能用布或其它纸擦拭，以免产生划痕。
5．粗准焦旋钮如发现太松或太紧时，用手握紧一只旋钮，转动另一旋钮调节，可使调焦机构松紧适宜。
6．收显微镜时应降下镜筒，将显微镜擦净后再放回镜箱中，锁好门锁，放回原处。
7．显微镜应放置在阴凉，干燥，无灰尘和无酸碱蒸气的地方。 四、思考题
1．在复式显微镜下看到的物像方向位置与载物台上标本的实际方向位置是否相同?为什么？
2．使用和保养显微镜时应注意些什么?