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这里以Olympus CX-21为出发点,其它的显微镜可能会略有差异,但很多注意点应该是一样或者相通的。
使用显微镜的时候要有调节聚光镜高度和孔径光阑开合的意识,根据自己的样本和自身的视觉情况调到最佳的视觉效果。关小孔径光阑能够获得更好的对比度和景深,而分辨率会下降,看起来也更暗。而聚光镜往下降,也能够达到提升对比度的效果。
一般来说,开始使用的时候先把聚光镜升到最高,孔径光阑与物镜倍数对应。实际中需要根据样本的类型调整,调整到看起来清楚舒服就可以了。总之要知道调整孔径光阑和聚光镜,至于调到什么位置最合适,说起来不如做起来容易,随时看着效果调就好了。
聚光镜位于载物台下边,其功能是将光集中到标本上。聚光镜下的孔径光阑影响照射到样本上的光锥的形状的,孔径光阑开口越小,光锥的角度就越小,孔径光阑开口越大,光锥的角度就越大,影响的是光线照射到样本上的角度。孔径光阑用于调节分辨率、对比度和视场深度。 当孔径光阑关小时,视场深度和对比对增加,而分辨率降低,同时也会变得更暗。调节以便寻找到最佳的设置。通常,当孔径光阑与物镜的数值孔径值相等或者更大的时候效果最佳。
分辨率ε指两个能够被分辨的点之间的最小距离,值越小,分辨率越高。根据Rayleigh公式1)公式,ε与数值孔径NA,光波长λ之间的关系为:。也就是数值孔径NA越大,分辨率越高,使用光波波长越短,分辨率越高。而景深T是焦平面上下能够看清楚的距离,根据Berek公式2),DOF和光波长、数值孔径、放大倍数(M)、介质折射率n的关系有
,单位是μm。可以看出来,数值孔径越大,景深就越低。放大倍数越小,景深就越大。
数值孔径,其中n是样品和物镜前端之间的介质的折射率,θ是进入物镜的最外光线与光轴之间的夹角。调节孔径光阑的大小和聚光镜的高度,就会影响到照射到样本上的光线的角度,从而影响到整个显微镜的数值孔径。孔径光阑开大,整个显微镜的NA提升,从而提升了分辨率,景深变小。
有的学生在使用显微镜的时候不调节孔径光阑,一直保持其关小状态,这样看起来对比对高,也比较容易对焦,但是要小心景深变大带来的负效应:盖玻片上的杂点可能被错误当成样本上;一些结构比本来的样子要突出;不同层面上的结构可能会相互遮挡;不容易判断结构所处的平面;达不到物镜的最大分辨率。
显微镜设计成各个镜头的焦平面一样,这称为平行聚焦,也就是理论上来说,低倍镜(10X)对好焦之后,换成高倍镜(40X)也一样是对好焦的。当然现实情况下会有一点点偏差,但这种偏差不大。因此:
1. 在低倍镜下对好焦之后,直接切换到高倍镜,不需要先降下载物台。
2. 从低倍切换高高倍镜之后,只需要稍微调节就可以对好焦,一般细准焦螺旋只需要半圈一圈就可以了。如果往一个方向半圈对不好焦,再往另一个方向来一圈(包括回去半圈),如此慢慢对焦。不可往一个方向不停地旋转细准焦螺旋。
有的同学降下载物台之后再切换到高倍镜,这显然是不对的,这样焦平面丢失了,很难再对焦了。另外就是有的同学从低倍换成高倍之后,不断往一个方向转细准焦螺旋,要么压碎了片子,要么最后载物台远离镜头了,一看就发现镜头和标本片的距离远远大于物镜的工作距离了。
能! 但是一般都不要这么做,很危险,也很浪费时间。
一般我们都要先从4X或者10X出发,先对好焦之后到40X,然后油镜,这样逐步进行。低倍往高倍切换的时候把目标调到视野的中央。
以往很多同学总是喜欢一上来就用40X物镜,然后找个几个小时都找不到图像,不小心还撞了镜头,然后显得非常不专业,让老师感到非常遗憾。
当然,对于高手来说,随心所欲而不逾矩,想怎么用就怎么用。但是对于学生来说,我们还是希望能够先按照要求来,不然哪天到了工作岗位一下子撞坏了几万块钱的镜头或者撞坏了孤本的标本,就千万不要说上过我们的显微镜课了。
变通的做法我见过这样的:
根据我的经验,这种情况基本上都是因为40X镜头脏了,先试试擦一下镜头再问老师吧。
一般来说,好的操作规范下40X镜头是不会接触到油的,但是总是会有出乎预料的情况。
还有一种情况就是片子放反了,把标本一面朝下了,要仔细看看。
另外还有盖了两层盖玻片的情况。物镜上边都标注了合适的盖玻片的厚度,如果盖了两层,显然是会有影响的。
理论上来说,对好焦时候就是这个距离。然而,我们没有办法直接看出这个距离的,因此实际操作中我们都不用去想这个距离,看着图像调节,调到清晰即可。
当然,心里有工作距离的概念非常重要,因为对好焦的时候镜头顶端离标本面的距离几乎就是工作距离。因此,比如用40X时候,我一看你那个镜头离片子的距离严重偏离工作距离,我就知道你的操作出问题了。
这是一个很好的问题,以我们现在使用得比较多的Olympus CX-21为例。
当结束使用的时候,不一定是切换到低倍镜,而是将物镜转离通光孔、低倍朝内。
必须要先切换镜头,因为高倍镜或者油镜在工作距离的时候,直接拿片子可能会不小心伤害到镜头。
有的教程上可能会说:先降下载物台之后再拿片子。这其实不是一个好办法,因为有时候不小心转错了方向,片子就顶到镜头了。
因此养成一个习惯,要拿片子下来的时候直接就把镜头切换成低倍镜,就会会很稳妥。而且如果是中途换片子,那么也同样要从低倍镜开始看起,一举多得,岂不快哉。
这完全是个积攒人品的做法,一般教科书上都只是说物镜转离通光孔,而以前我们老师教的就是低倍朝内。低倍朝内,低倍离载物台就近,这样下一个人使用起来就很方便。同时,低倍镜基本不用擦拭,油镜镜朝外也更方便擦拭。
有的显微镜可能并不需要这样,其构造不一样,根据具体的场景来看。
除了一些硬伤以外,有的细节并不是那么值得在意。比如把片子撞坏了这种,不管什么样的工作习惯都不会认为是好习惯。但是很多可能并不会造成显著影响的习惯,不用在意它。比如在科研实验室,可能显微镜用完了之后并没有人那么认真去复原,一方面可能是显微镜使用频率比较高,大家只要把显微镜恢复到一个比较方便开始使用的状态就好了,比如四倍对着通光孔。
当你到一个实验室的时候,可以先看看实验室整体的使用习惯,不用非得分出高下。人家一直那么用着好好的。你也就没有必要说谁的办法好。比如有的实验室可能在使用油镜的时候先把载物台降下,底油之后升上去,看准了,碰到油之后转为细调,这似乎也不是什么大问题。
入乡随俗,再根据自己的功底使自己高效、无错误即可。
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