几何光学第7章-典型光学系统130602.ppt

五、显微镜的分辨率 艾里斑角半径： 无像差光学系统，物点经该系统在像面上得到的不是一个点，而是一个衍射像斑，其光强分布即为孔径光阑的夫琅和费衍射图样。（p353，第十三章第四节） 1、成像系统的分辨本领 ★ 艾里斑半径： ★ 瑞利判据: L S2 S2 S1 S1 S1 S1 2、显微镜的分辨率 ——极限线距离 n S1 S2 S1 S2 显微物镜D n 一次实像面 （1）刚能被分辨像点间距： ★ 显微镜物镜成像（小视场近轴物）： （2）刚能被分辨的物点间距： ★ 提高分辨率的方法： 例：电子束显微镜、浸液物镜 由瑞利判据得分辨率： 3、道威判据：两衍射斑的中心间距为0.85a时， 刚好能被光学系统分辨。 （如斜照明时适用） 物点 间距 像点 间距 ——光学系统的理想分辨率 显微镜的分辨率主要取决于物镜的数值孔径，与目镜无关！ ★ 明视距离观测：显微镜像空间的线距离 ★设眼睛容易分辨的角距离： 4、显微镜的分辨率与放大率 近似: ★ 取λ=555nm： 显微镜的 有效放大率范围 ★小结：能够被物镜分辨的细节，要同时被眼睛分辨，要求显微镜有 恰当的放大率；而显微镜的有效放大率范围，又取决于物镜 的分辨率或数值孔径。 ★ 道威判断：显微镜物空间的线距离 六、显微镜的物镜 低倍物镜 中倍物镜 高倍物镜 浸液物镜 复消色差物镜 平视场复消色差物镜 齐明透镜 浸液 1、浸液物镜——NA增大n倍，增强物镜的聚光本领 P G1 G2 air O P G1 G2 oil O n n n 干物镜 油浸物镜 n n 1 ★ 油浸物镜：允许更宽入射孔径角的光线束参与成像。 P G1 G2 oil C1 n n n n0=1 O1 O2 O3 2、齐明点在高倍显微物镜中的应用 P1 P2 ★ 齐明点： (C2) 使用较大的数值孔径时，光线的孔径角随多次折射而被逐渐减小，并不产生球差或彗差，但会引起较大色差。 ★ 齐明透镜 a）透射光亮视场照明 d）反射光暗视场照明 b）反射光亮视场照明 c）透射光暗视场照明 七、显微镜的照明方法 照明分类 ——暗视场照明，进入物镜成像的只是由样品散射的光线 束，对比度高，可使分辨率提高。 1、结构 2、视觉放大率 3、线视场 4、出瞳直径 物镜的数值孔径： 5、 物镜 分辨率 6、显微镜的分辨率与有效放大率 八、小结 波长 555nm 1) 瑞利判据 2) 道威判据： 第四节 望远镜系统(Telescope) 重合， ，光学间隔Δ=0 ★ 垂轴放大率： ★ 角放大率： 一、折射望远镜（复习：p32 第二章） ★ 无焦系统： 二、望远系统的视觉放大率 ★ 开普勒望远镜成像原理图 军用望远镜 棱镜转像系统 ★ 开普勒望远镜： ，成倒立像 ，可加转像系统。 ★ 伽利略望远镜： ，成正立像。 无中间实像， 不能通过加分 划板实现瞄准 或定位。 三、望远系统的分辨率及工作放大率 1、望远系统的分辨率 取： ， ， 得： 根据瑞利判断： 极限分辨角 物镜或入瞳直径越大，则望远镜的极限分辨角越小，即分辨率越高。 例. 计算物镜直径分别为：D=5.0 cm、50cm的望远镜, 对可见光平均波长555nm的最小分辨角。 解： 当D=50cm 时， 若: 一个望远镜的最小分辨角 , 要充分利用眼睛的分辨本领 ，望远镜放大倍数 取何值？ 当D=5.0cm时 2、视觉放大率和分辨率的关系 ★望远镜的工作放大率： ——望远镜的极限分辨角经视觉放大后，要满足人眼 的极限分辨角的要求。 ★人眼的极限分辨角：1′= 60″ 望远镜的极限分辨角： ——望远镜的有效放大率（最小） ——高倍率的望远镜必须增大物镜的直径。 1、结构特点：开普勒望远镜、伽利略望远