關(guān)于顯微鏡鏡頭的選擇及其使用探析

【摘要】顯微鏡在現(xiàn)代生物學教學中起到非常重要的作用，學生借用顯微鏡可以觀察到微生物、細胞的結(jié)構(gòu)，對生物學和深層次研究有著重要的意義。但是目前學生對于顯微鏡的使用缺乏必要的知識，對于鏡頭的選擇還不能完全掌握，這就從一程度上影響到了教學的質(zhì)量，無法發(fā)揮顯微鏡更大的作用。本文重點對顯微鏡的鏡頭的選擇以及應(yīng)用進行分析，對于顯微鏡的幾個參數(shù)進行闡述，并就在使用顯微鏡的過程發(fā)現(xiàn)的問題提出一定的解決思路。

【關(guān)鍵詞】顯微鏡；鏡頭選擇；使用；教學

1、引言

隨著素質(zhì)教育不斷擴大化，學生的學習過程中的動手能力要求不斷提高，在生物教學中經(jīng)常會使用到顯微鏡，它的應(yīng)用大大提高了學生的動手能力，通過實際的觀測結(jié)合課程的理論加深對生物的了解，也更能夠?qū)λ鶎W的知識形成深刻的印象。在實際的教學過程中，學生在使用顯微鏡時對于鏡頭的選擇往往一知半解，無法做到熟練掌握，這就大大影響到了學習效果，于是有的學生會對生物尤其是顯微鏡的使用發(fā)生畏懼，不敢再動手實踐。本文首先對顯微鏡的構(gòu)成進行講述，結(jié)合顯微鏡使用過程中的問題對顯微鏡鏡頭的選擇進行案例講解，加深對生物學的印象，從而提高教學質(zhì)量。

2、顯微鏡構(gòu)成及鏡頭的種類

顯微鏡是一種精密的計量儀器，通過顯微鏡可以看到極細小的生物體，學生通過它來對微生物形態(tài)進行研究。顯微鏡主體人為光學部分與機械部分組成，在這其中光學部分最為重要。顯微鏡的光學部分主要有物鏡與目鏡組成。通過二者的結(jié)合形成良好的觀察圖象。[1]

2.1目鏡。顧名思義，目鏡的名稱由來主要是它比較貼近觀察者的眼睛，它主要在顯微鏡鏡筒的最上端，與眼睛直接接觸。而目鏡又由兩部分組成，上半部分為接目透鏡，下半部分為會聚透鏡。二者之間會安裝有一個光闌，在觀察時，光闌上會形成標本的圖象，通過會在上面安裝有一段毛發(fā)，進行目標指引。目鏡下面是物鏡，物鏡已經(jīng)把標本放大一定倍數(shù)，而目鏡則會把標本圖像進一步放大，形成良好的觀察效果。這種圖像能夠容易被眼睛識別，一般它的倍數(shù)會在五至十六之間。在使用時目鏡不可單獨使用，而是與物鏡結(jié)合使用。[2]

2.2物鏡。顯微鏡的物鏡是其主要部件，物鏡安裝在物鏡轉(zhuǎn)換器上，可以分為低倍物鏡與中倍物鏡和高倍物鏡，大多數(shù)的放大倍數(shù)為十倍與四十倍。在物鏡的放大倍數(shù)中，主要是指通過眼睛看到的像大小與實際標本尺寸大小的比值。通過與目鏡的結(jié)合，形成良好的觀測效果。

3、顯微鏡主要性能參數(shù)

3.1數(shù)值孔徑。數(shù)值孔徑又稱為鏡口率，主要是指物體與鏡頭間的介質(zhì)折射率與鏡口角一半的正弦值之積。它是顯微鏡的重要參數(shù)之一。一般認為，數(shù)值孔徑的值大一點為好，增大的辦法主要是有兩個，第一要不斷增加鏡口角度，另外就是提高白折射率。[3]

3.2分辨率。分辨率是體現(xiàn)顯微鏡性能的主要參數(shù)之一，一般來講，人的眼睛能夠觀測分辨到距離為0.073mm的物體，如果再小，就不容易分辨了。顯微鏡的工作原理與人眼睛基本相似，它的最小分辨率也是有數(shù)值的。分辨率與數(shù)值孔徑也有著一定的關(guān)系，它是由數(shù)值孔徑與照明光源波長兩個因素共同確定。數(shù)值孔徑大一些，波長越短，從而分辨率就會越高一些。

3.3放大率。在顯微鏡的物鏡與目鏡放大的倍數(shù)都是通過機身上的數(shù)字與字母表示，顯微鏡的整體放大倍數(shù)就是指二者的乘積。在顯微鏡使用時，物鏡與目鏡相配合使用。在使用目鏡時需要注意補償目鏡與物鏡的配合使用，補償目鏡上同樣標有一定的字母，需要與象征消色差物鏡相互配合使用。[4]

3.4工作距離。工作距離主要是指顯微鏡在進行調(diào)焦后，物鏡的下表面與蓋玻片上表面中間的距離。物鏡的放大倍數(shù)越大，工作距離越短。通過來講，小于10倍的低倍物鏡的工作距離會在6mm左右，而百倍物鏡的工作距離卻只有不足0.2mm，有一學生在做實驗時，不斷使用高倍物鏡，調(diào)焦不準確時，就會出現(xiàn)把切片壓碎的問題，隨著顯微鏡的機構(gòu)不斷成熟，這一問題有望得到根本解決。[5]除了以上主要參數(shù)，顯微鏡的性能參數(shù)還有景深、覆蓋差、視場、鏡像亮度、清晰度等，這些直接或間接的參數(shù)都關(guān)系到顯微鏡的觀測效果如何。

4、目鏡與物鏡的選擇與使用

在使用顯微鏡時不是選擇最大的倍數(shù)鏡頭進行觀測，而是需要根據(jù)標本的特點進行選擇。一般來講使用目鏡時可以選擇較大者，而物鏡在開始觀測時需要用較低的倍數(shù)鏡頭。通過觀察的實際效果，來確定是否需要更換為倍數(shù)大一級的物鏡鏡頭。在進行物鏡轉(zhuǎn)換時，需要將低倍鏡的工作距離調(diào)整到位，如果使用高倍物鏡，再繼續(xù)進行放大時，需要把圖像中關(guān)注的點放置到觀測鏡頭的中央位置，在放大時依然會在觀測像中，而不會出現(xiàn)跑鏡頭的問題。低倍物鏡與高倍物鏡基本齊焦，如果使用低倍物鏡可以觀察清晰，而使用高倍物鏡卻看不到圖像，則就需要進行微調(diào)了，可以通過對細準焦螺旋來進行調(diào)節(jié)，直到調(diào)節(jié)到清晰圖像為止。[6]

5、使用顯微鏡過程中的問題

5.1對于高低倍鏡頭識別度不夠。一般來講，顯微鏡會配有三個目鏡，分別為5倍、10倍與16倍，同時配有兩個物鏡，在物鏡的標語中，有一些學生對于所標的內(nèi)容認識不清楚，甚至不知道它的放大倍數(shù)是多少，所以在選擇的時候會非常盲目，甚至胡亂使用的問題。一般來講，物鏡的放大倍數(shù)大時，鏡筒的長度就需要越長。

5.2高倍鏡使用錯誤。有一些學生在使用顯微鏡的高倍鏡進行觀測時，只是更換目鏡，而對物鏡的處理卻不恰當，甚至沒有進行更換。其實顯微鏡的分辨率主要是通過物鏡來實現(xiàn)的，在使用高倍的顯微鏡時，一般可以保持目鏡不動，只更換高倍物鏡就足矣了。

5.3物鏡使用時觀察順序不對。學生在使用高倍鏡時，沒有首先使用低倍的物鏡而是直接使用高倍鏡，認為這樣更節(jié)約時間，而且效果好，其實不然，高倍鏡的觀察范圍較小，非常不容易查找目標，同時對于調(diào)焦也存在著困難。

5.4轉(zhuǎn)換物鏡不正確。學生在做實驗時換物鏡是非常頻繁的，這個時候要按照順序并按照一定的規(guī)范執(zhí)行。首先要捏往旋轉(zhuǎn)碟，而后進行轉(zhuǎn)動，切記不要直接進行推動物鏡，避免造成機體內(nèi)部發(fā)生變化，影響到成像質(zhì)量。

6、結(jié)語

學生在使用顯微鏡時，首先要把關(guān)于顯微鏡的結(jié)構(gòu)與性能參數(shù)原理進行了解，這樣在使用過程中也比較容易領(lǐng)會真實意圖。顯微鏡在教學、科研、醫(yī)療中的作用非常大，使用顯微鏡的知識非常基礎(chǔ)，只有懂得如何對顯微鏡的目鏡與物鏡進行選擇，才能真正發(fā)揮顯微鏡的巨大作用，才能看到質(zhì)量更高的圖像，有利于進行下一步研究。學生要充分認識到學習這些知識的重要性，在實際的操作過程中膽大心細，關(guān)照到每一個細節(jié)，才能體會到精密的重要性。隨著未來科技的發(fā)展，顯微鏡的種類也在不斷發(fā)生著變化，成像技術(shù)也更加成熟。

參考文獻

[1]劉永真.顯微鏡使用實驗教學中的問題與分析[J].學園，2013，（16）.

[2]張禮杰.關(guān)于提高高校掃描電子顯微鏡使用效率的探索[J].實驗室科學，2013，（2）.

[3]賀珍珍，郭會武，左元杰.顯微鏡使用的問題研究[J].科技信息，2012，（7）.

[4]王筱冰，王攀.生物實驗教學中顯微鏡使用存在的問題及對策[J].中學生物教學，2011，（8）.