显微镜成像(几何成像)原理

显微镜成像(几何成像)原理

显微镜能放大物体的原因是通过透镜。单透镜成像存在像差，严重影响成像质量。因此，显微镜的主要光学部件由透镜组成。根据镜头的性能，只有凸透镜可以放大，凹透镜不行。虽然显微镜的物镜和目镜是由透镜组成的，但它们相当于一个凸透镜。为了理解显微镜的放大原理，简要说明凸透镜的五个成像规律:

(1)当物体位于显微镜透镜物侧的双焦距之外时，在像侧的双焦距之内和焦点之外形成缩小的反转实像；

(2)当物体位于显微镜镜头物侧双焦距时，在像侧双焦距处形成大小相同的倒实像；

(3)当物体位于显微镜透镜物侧的双焦距之内且在焦点之外时，在像侧的双焦距之外形成放大的反转实像；

(4)当物体位于镜头物方焦点上时，像方无法成像；

(5)当物体位于透镜的物体侧的焦点内时，在图像侧上不形成图像，但是在透镜的物体侧的同一侧上比物体更远的位置处形成放大的垂直虚像。

显微镜的成像原理是利用上述(3)和(5)的规律放大物体。当物体位于物镜前面的f-2f之间时(f是物体侧的焦距)，在物镜侧的双焦距之外形成放大的反转实像。在显微镜的设计中，该图像落在目镜的一倍焦距F1内，使得物镜放大的幅图像(中间图像)再次被目镜放大，终在目镜的物侧(中间图像的同一侧)和人眼的视在距离(250毫米)处形成放大的垂直(相对于中间图像)虚像。因此，当我们在显微镜检查时，通过目镜看到的图像(没有额外的转换棱镜)与原始物体的图像相反。

显微镜光学系统介绍。

在显微镜光学系统的设计中，有三种光学系统。

1.长管光学系统。

2.无限校正光学系统:是一种先进的光路设计，体现了无限校正的优越性。在穿过物镜之后，光变成平行光束，该平行光束穿过透镜镜筒并在成像透镜处折射或完成无像差的中间图像。可以在观察管中的物镜和成像透镜之间增加光学附件，而不影响总放大率。此外，这种光学系统可以在不安装额外的校正透镜的情况下获得的显微镜图像。

3.无限双色差校正光学系统:是目前的光路设计，既能校正位置色差，又能校正倍率色差，可将水平分辨率提高12%，提供对比度、对比度、分辨率的清晰图像。