显微知识：显微镜镜头详解

镜头是显微镜的主要构成部分，了解不同的镜头能够帮助大家更好地了解显微镜。

本文主要介绍显微镜的镜头类型。从物镜、目镜、聚光镜等方面入手，分类介绍镜头的不同类型。

光学显微镜采用物镜和目镜进行成像。观察放大率是物镜放大率与目镜放大率的乘积。普通光学显微镜的放大率范围为10×至1,000×，而部分光学显微镜的放大率可达2000×。

物镜由多片镜头组成，用于放大物体，并投影较大图像。根据焦距的不同，可安装不同放大率的镜头，如4×、10×、40×和50×。除了放大率，物镜的性能指标还包括数值孔径和工作距离。 

透射镜头的光线会产生色差（渗色），其折射率根据波长的不同而变化。为了防止色差的发生，研制出了以下镜头：

这种镜头用于使两种波长（颜色）的光线的折射率保持一致。这种镜头被广泛使用，部分原因是价格合理。

这种镜头用于使三种波长（颜色）的光线的折射率保持一致。这种镜头具有观察波长约为340 nm的紫外线所需的透射比，因此适用于荧光观察。

与半复消色差镜头一样，这种镜头用于使三种波长（颜色）的光线的折射率保持一致。这种镜头具有较大的数值孔径和较好的分辨率，因此通常用于对详细观察有要求的科研领域。这种镜头具有较高性能，因此价格也较高。

这种镜头的场曲像差得到校正，因此镜头中心和周边均完成对焦。如果上述三种镜头的场曲像差得到校正，可分别称为平场消色差镜头、平场萤石镜头和平场复消色差镜头。在大部分情况下，在镜头侧面标有“PLAN”。

这类镜头可通过在物镜与标本之间填充液体来增加数值孔径，从而获得较高分辨率。使用油工作的浸没镜头被称为油浸镜头，而使用水工作的浸没镜头被称为水浸镜头。油浸镜头侧面标有“HI”或“OIL”，而水浸镜头侧面标有“W”或“WATER”。

目镜是安装在观察者一侧的镜头。图像经物镜放大后，由目镜进一步放大，以利于观察。目镜由1至3片镜头组成，也可设置视场光阑，可消除不必要的反射光和像差。

根据放大率的不同（如7×和15×），可使用不同类型的目镜。除了放大率，镜头性能还可表示为视场数，即视场的范围。 

与物镜相反，目镜的放大率越高，长度越短。 

根据视场光阑的结构或应用的不同，可安装以下镜头：

惠更斯镜头由两个平凸镜头组成。这种镜头用于低放大率观察，其特点是视场光阑位于镜筒中。

这种镜头的特点是视场光阑不在镜筒中。

即使在视场的周边，这种镜头也可校正放大率和其他特性的色差，实现清洗观察。

专门配合复消色差物镜使用的目镜。由于复消色差物镜生成的蓝像比红像大，即残存有横向色像差，而补偿目镜则设计成红像比蓝像大，以抵消复消色差物镜的横向色像差。补偿目镜的像场弯曲比较严重，由于新型平像目镜的发展，补偿目镜现在已很少使用。

这种镜头可实现宽视场，主要用于观察生物体和矿物质。

聚光镜是安装在载物台下方的镜头。聚光镜能调整光量，使光线均匀照亮物体。这种镜头适用于高放大率观察。聚光镜头可分为多种类型，包括普通的“阿贝聚光镜”和用于校正色差的“消色差聚光镜”。

由德国光学大学大师恩斯特·阿贝（Ernst Abbe）(蔡司公司的创始人之一)设计。阿贝聚光镜由两片透镜组成，有较好的聚光能力，但是在物镜数值孔径高于0.60时，则色差，球差就显示出来。因此，多用于普通显微镜上。

这种聚光镜又名“消色差消球差聚光镜”和“齐明聚光镜”。它由一系列透镜组成，它对色差球差的校正程度很高，能得到理想的图像，是明场镜检中质量最高的一种聚光镜，其NA值达1.4。

总观察放大率表示为物镜放大率与目镜放大率的乘积。例如，如果物镜的放大率为20×，目镜的放大率为10×，则总放大率为200×。

1×指观察者在距物体250 mm处观察该物体的状态。250 mm被视为最容易被人眼观察到的距离。这个距离被称为明视距离。

目镜的放大率等于明视距离除以镜头的焦距。

使用完显微镜后，必须清洗灰尘、油和污垢，因为镜头在使用过程中很容易粘上灰尘、指纹或培养液。

清洗镜头时，主要需要以下工具：

气吹

镜头清洁纸

棉签

清洗剂（制造商推荐的清洗剂、无水酒精、乙醚和酒精的混合物、蒸馏水等）