Leica Microsystems: 显微镜科学与教学知识中心

显微镜科学与教学知识中心

徕卡显微系统的知识库提供有关显微镜学科的科学研究和教学材料。内容旨在对显微镜初学者、有经验的显微镜操作实践者和使用显微镜的科学家在他们的日常工作和实验有所帮助。这里有探索交互式教程和应用笔记，你可以找到你需要的显微镜的基础知识以及前沿技术——快来加入徕卡显微知识社区，分享您的专业知识！

[Translate to chinese:] These images show the microstructure of a hard metal with 10% cobalt which is used for heavy-duty tools. The large increase in magnification of the right image (compared to the left) has a risk of being outside the useful range or, in other words, empty magnification.

当心“无效”放大率

在一个最简化的情况，光学显微镜由一个靠近标本的透镜（物镜）和一个靠近眼睛的透镜（目镜）组成。显微镜放大率是两个显微镜透镜系数的乘积。比如，40倍物镜和10倍目镜可以得到400倍放大率。

Image of a Siemens star, where the diameter of the 1st black line circle is 10 mm and the 2nd is 20 mm, taken via an eyepiece of a M205 A stereo microscope. The rectangles represent the field of view (FOV) of a Leica digital camera when installed with various C-mounts (red 0.32x, blue 0.5x, green 0.63x).

30000:1放大率到底意味着什么？

关于光学显微镜性能的一个重要标准是放大率。本报告将为数字显微镜用户提供有用的指南，以确定放大率值的有用范围。

[Translate to chinese:] Intensity distribution (arbitrary color coding) of an image of two points where the distance between them corresponds to the Rayleigh criterion.

显微镜分辨率：概念、因素和计算

在显微镜学中，‘分辨率’一词用于阐述显微镜对细节进行区分的能力。换言之，这是样本内两个能被观察人员或者显微镜摄像头区分的实体点之间的最小距离。显微镜的分辨率本质上与光学元件的数值孔径（NA）以及用于观察样本标本的光波长有关。此外，我们必须考虑Ernst Abbe于1873年首次提出的衍射极限。本文章包含了这些概念的历史介绍并使用相对简单的术语对其进行了解释。

集光：显微镜中数值孔径的重要性

在试图区分显微镜下观察到的样本细节时，数值孔径（缩写为‘NA’）是一个重要考虑因素。NA是一个没有单位的数，与透镜收集的光角度有关。在计算NA（见下文）时还考虑了介质的折射率，通过将载玻片或细胞培养容器的折射率与浸没介质相匹配就可以分辨出样本的更多细节。光从一种介质传播到另一种介质时的行为方式也与NA有关（称为“折射”）。本文还介绍了折射的简要历史，以及这一概念如何成为实现高NA的限制因素。

A 17th-century compound microscope (© Golub Collection – University of California, Berkeley/Steven Ruzin, Curator)

光学显微镜简史

显微镜的历史始于中世纪。早在11世纪，阿拉伯世界就使用抛光绿柱石制成的平凸透镜作为阅读石来放大手稿。然而，将这些透镜发展成显微镜并非某一个人的功劳，而是众多科学家和学者共同努力的结果。

光学显微镜 – 基础入门

150多年来，光学显微镜一直都是生命科学研究以及材料科学当中的标准工具之一。要经济有效地使用这一工具，了解光学的基础知识，尤其是构成每一台显微镜的基本组成部分将会获得很大的帮助。

共聚焦光学截面厚度

共聚焦显微镜用于光学切片比较厚的样本。最直接的问题是：1. 什么是“比较厚的样本”；2. 光学切片到底有多厚？这两个问题在一定程度上是相关的，即假设一份厚样本至少比光学切片厚10倍。

Object planes of the Greenough stereomicroscope with depth of field range.

如何形成清晰的图像

在显微镜检查中，景深常被看做经验参数。在实际操作中，会根据数值孔径、分辨率和放大率之间的相关性确定该参数。为了获得最佳视觉效果，现代显微镜的调节设备在景深和分辨率之间实现了最佳平衡，这两个参数在理论上呈负相关。