1.顯微鏡的分類
科學上將顯微鏡分為在可見光線條件下工作的光學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：其常用于生物學和醫(yī)學。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、細胞工程、雜交瘤技術(shù)等現(xiàn)代生物學研究的必備工具。
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、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。很適于導師指導學員,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)非光學顯微鏡介紹
非光學顯微鏡是顯微鏡家族的新成員。隨著科學技術(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)化學成分進行分析的能力,不失為一種先進的高科技設備,廣泛地應用于生物學、物理學、醫(yī)學、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、電三門科學技術(shù)的綜合應用。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。
