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今天我們?yōu)榇蠹医榻B一下光學(xué)顯微鏡的基礎(chǔ)知識(shí)科普。
 

光的傳播
 

1、反射

光在傳播到不同物質(zhì)時(shí)，在分界面上改變傳播方向又返回原來(lái)物質(zhì)中的現(xiàn)象叫做光的反射。反射光線與入射光線、法線在同一平面上；反射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè)；反射角等于入射角 。光具有可逆性。光的反射現(xiàn)象中，光路上是可逆的。

2、折射

光從一種透明介質(zhì)斜射入另一種透明介質(zhì)時(shí)，傳播方向一般會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫光的折射。反射光光速與入射光相同 ，折射光光速與入射光不同。

3、干涉

干涉是兩列或兩列以上的波在空間中重疊時(shí)發(fā)生疊加從而形成新的波形的現(xiàn)象。 兩列頻率相同的光波在空中相遇時(shí)發(fā)生疊加，在某些區(qū)域總加強(qiáng)，在另外一些區(qū)域總減弱，出現(xiàn)明暗相間的條紋或者是彩色條紋的現(xiàn)象叫做光的干涉。 只有兩列光波的頻率相同，位相差恒定，振動(dòng)方向一致的相干光源才能產(chǎn)生光的干涉。

4、衍射

光在傳播過(guò)程中遇到障礙物或小孔時(shí)，光將偏離直線傳播的路徑而繞到障礙物后面?zhèn)鞑ァＰ】谆蛘系K物的尺寸和光波的波長(zhǎng)差不多或者比波長(zhǎng)小時(shí)，光才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。
 

顯微成像方式

1、明場(chǎng)

成像過(guò)程中靠透射光直接成像。在明場(chǎng)中，背景為亮，目標(biāo)為暗。

2、暗場(chǎng)

在顯微鏡的觀察方式中，暗場(chǎng)與明場(chǎng)相對(duì)應(yīng)，是光線傾斜照射到樣品的表面。 暗視場(chǎng)照明無(wú)論在光程布置上，照明效果上都與明視場(chǎng)照明有顯著的差別。 除去觀測(cè)物體以外的光線或電子進(jìn)入物鏡，使目鏡中觀測(cè)到的視野背景是黑的，只有物體的邊緣是亮的。 利用這個(gè)方法能見(jiàn)到小至 4~200nm的微粒子，分辨率可比普通顯微法高50倍。

3、偏光

偏光顯微鏡用于研究透明與不透明各向異性材料，在地質(zhì)學(xué)等理工科專業(yè)中有重要應(yīng)用。 具有雙折射的物質(zhì)，偏光顯微鏡都能分辨清楚。

4、熒光

熒光顯微鏡以紫外線為光源，照射被檢物體，使其發(fā)出熒光，然后在顯微鏡下觀察物體的形狀及其所在位置。

5、相襯

用于觀察未染色標(biāo)本的顯微鏡。活細(xì)胞和未染色的生物標(biāo)本因細(xì)胞各部細(xì)微結(jié)構(gòu)的折射率和厚度的不同，光波通過(guò)時(shí)波長(zhǎng)和振幅并不發(fā)生變化，僅相位發(fā)生變化（x相位差），這種相位差人眼無(wú)法觀察。 相差顯微鏡通過(guò)改變相位差，利用光的干涉和衍射現(xiàn)象，把相差變?yōu)檎穹顏?lái)觀察活細(xì)胞和未染色的標(biāo)本。 相差顯微鏡用環(huán)狀光闌代替可變光闌， 用帶相板的物鏡代替普通物鏡，并帶有一個(gè)合軸用的望遠(yuǎn)鏡，和普通顯微鏡有著明顯區(qū)別。

6、微分干涉

微光干涉利用兩束光線通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)中相位的變化發(fā)生相互干涉從而增強(qiáng)樣品反差，實(shí)現(xiàn)對(duì)非染色活細(xì)胞觀察。 微分干涉顯微鏡適于研究活細(xì)胞中較大的細(xì)胞器。