光學(xué)顯微鏡放大倍數(shù)的估算

        光學(xué)顯微鏡可分為體視顯微鏡、正置顯微鏡和倒置顯微鏡。它們廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、材料科學(xué)、礦物和食品安全等各個(gè)領(lǐng)域。受光學(xué)顯微鏡使用的光源和填充介質(zhì)的限制，光學(xué)顯微鏡的極限分辨率可低至200 nm。小于200nm的觀察物體需要用激光共聚焦顯微鏡、超分辨熒光顯微鏡、掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡等觀察清楚。光學(xué)顯微鏡對物體的放大作用不是放大物體的整個(gè)區(qū)域。物體，而是放大物體的長度或?qū)挾?。一般情況下，人眼在明視距離范圍內(nèi)能分辨的最小物體為0.1-0.3mm。用光學(xué)顯微鏡觀察物體時(shí)，物體放大多少倍才能用人眼觀察清楚？本文給出了光學(xué)顯微鏡放大倍數(shù)的簡單估算。
        光學(xué)顯微鏡的倍率有兩種計(jì)算方法：
         (1)光學(xué)放大倍數(shù)。光學(xué)放大率是指從顯微鏡目鏡觀察到的物體的放大效果。這種放大結(jié)果稱為光學(xué)放大。光學(xué)倍率的計(jì)算比較簡單，即物鏡倍率×目鏡倍率。以體視顯微鏡放大倍數(shù)的計(jì)算為例，連續(xù)變倍體為0.7-4.5，目鏡為10倍，則該體視顯微鏡的放大倍數(shù)為7-45倍。如果顯微鏡有物鏡和目鏡，那么直接將物鏡放大倍數(shù)×目鏡放大倍數(shù)相加就可以得到顯微鏡的總放大倍數(shù)。
         (2) 數(shù)字放大。數(shù)字放大通常是指物體通過外部設(shè)備成像后的放大倍數(shù)。目前市場上有很多三目顯微鏡，通過CCD與計(jì)算機(jī)、液晶顯示器等成像設(shè)備相連，進(jìn)行成像觀察。與外部設(shè)備進(jìn)行這種連接后，物體被放大了多少倍？給出了兩種計(jì)算方法。
         (a) 如果有被觀測物體實(shí)際尺寸的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，可以通過以下公式計(jì)算：物體的實(shí)際放大倍數(shù)=物體的放大尺寸/物體的實(shí)際尺寸。如果物體的實(shí)際尺寸為2 μm，在顯示器上成像后，可以用尺子測量成像物體的長度。如果測量的物體長度為 2 毫米，則將物體放大 1000 倍。
         (b) 如果對物體的大小沒有明確的概念，可以通過以下公式計(jì)算。
        數(shù)碼倍率=物鏡倍率××連接環(huán)放大倍數(shù)
        公式中參數(shù)說明：
         --物鏡放大倍數(shù)是指所用顯微鏡物鏡的放大倍數(shù)，如5倍、10倍、20倍等；
         --連接環(huán)的放大倍數(shù)是指三目界面的放大倍數(shù)，一般為1倍，也有0.35、0.5倍；
         --25.4×屏幕尺寸，就是將屏幕尺寸換算成mm，1英寸=25.4mm；
         --CCD對角線的長度是指CCD的芯片尺寸，通常為1/3英寸、1/2英寸或2/3英寸，對應(yīng)的長度為6mm、8mm或11mm。
        注：數(shù)字放大公式計(jì)算的數(shù)值，在實(shí)際應(yīng)用中，還需要考慮屏幕上的像素?cái)?shù)。如果像素?cái)?shù)少，則難以觀察較小尺寸的物體。
        計(jì)算示例：
         (1)金相顯微鏡觀察電路板的焊錫
        顯微鏡參數(shù)：物鏡放大倍數(shù)20倍，目鏡放大倍數(shù)10倍，三目接口1倍，CCD對角線1/3英寸，顯示尺寸19英寸。
        光學(xué)倍率=物鏡倍率×目鏡倍率=20×10=200倍
        數(shù)碼倍率=物鏡倍率××連接環(huán)長度 倍率=20××1=1608.67倍