一、顯微鏡的基本構造
顯微鏡由機械裝置和光學係統兩大部分組成。
1．機械裝置
鏡座（base）和鏡臂（arm）鏡座位於顯微鏡底部，呈馬蹄形，它支持全鏡。鏡臂有固定式和活動式兩種，活動式的鏡臂可改變角度。鏡臂支持鏡筒。
鏡筒（body tube）是由金屬製成的圓筒，上接目鏡，下接轉換器。鏡筒有單筒和雙筒兩種，單筒又可分為直立式和後傾式兩種。而雙筒則都是傾斜式的，傾斜式鏡筒傾斜45°。雙筒中的一個目鏡有屈光度調節裝置，以備在兩眼視力不同的情況下調節使用。
轉換器（no sepiece）為兩個金屬碟所合成的一個轉盤，其上裝3—4個物鏡，可使每個物鏡通過鏡筒與目鏡構成一個放大係統。
載物台（stage）又稱鏡台，為方形或圓形的盤，用以載放被檢物體，中心有一個通光孔。在載物台上有的裝有兩個金屬壓夾稱標本夾，用以固定標本；有的裝有標本推動器，將標本固定後，能向前後左右推動。有的推動器上還有刻度，能確定標本的位置，便於找到變換的視野。
調焦裝置 是調節物鏡和標本間距離的機件，有粗動螺旋（coarse adjustment）即粗調節器和微動螺旋（fine adjustment）即細調節器，利用它們使鏡筒或鏡台上下移動，當物體在物鏡和目鏡焦點上時，則得到清晰的圖像。
2．光學係統
物鏡（objective）物鏡安裝在鏡筒下端的轉換器上，因接近被觀察的物體，故又稱接物鏡。其作用是將物體作第一次放大，是決定成像質量和分辨能力的重要部件。物鏡上通常標有數值孔徑、放大倍數、鏡筒長度、焦距等主要參數。如：NA0．30；10×；160/0．17；16mm。其中“NA0．30”表示數值孔徑（numerical aperture，簡寫為NA），“10×”表示放大倍數，“160/0．17”分別表示鏡筒長度和所需蓋玻片厚度（mm），16mm表示焦距。
目鏡（ocular lens）裝於鏡筒上端，由兩塊透鏡組成。 鏡把物鏡造成的像再次放大，不增加分辨力，上麵一般標有7×、10×、15×等放大倍數，可根據需要選用。一般可按與物鏡放大倍數的乘積為物鏡數值孔徑的500—700倍，最大也不能超過1000倍的選擇。目鏡的放大倍數過大，反而影響觀察效果。
聚光器（condenser）光源射出的光線通過聚光器匯聚成光錐照射標本，增強照明度和造成適宜的光錐角度，提高物鏡的分辨力。聚光器由聚光鏡和虹彩光圈（iris diaphragm）組成，聚光鏡由透鏡組成，其數值孔徑可大於1，當使用大於1的聚光鏡時，需在聚光鏡和載玻片之間加香柏油，否則隻能達到1．0。虹彩光圈由簿金屬片組成，中心形成圓孔，推動把手可隨意調整透進光的強弱。調節聚光鏡的高度和虹彩光圈的大小，可得到適當的光照和清晰的圖像。
光源（light source）較新式的顯微鏡其光源通常是安裝在顯微鏡的鏡座內，通過按鈕開關來控製；老式的顯微鏡大多是采用附著在鏡臂上的反光鏡，反光鏡是一個兩麵鏡子，一麵是平麵，另一麵是凹麵。在使用低倍和高倍鏡觀察時，用平麵反光鏡；使用油鏡或光線弱時可用凹麵反光鏡。
濾光片（filter）可見光是各種顏色的光組成的，不同顏色的光線波長不同。如隻需某一波長的光線時，就要用濾光片。選用適當的濾光片，可以提高分辨力，增加影像的反差和清晰度。濾光片有紫、青、藍、綠、黃、橙、紅等各種顏色的，分別透過不同波長的可見光，可根據標本本身的顏色，在聚光器下加相應的濾光片。
3．成像原理
普通光學顯微鏡的成像原理如圖Ⅲ-2所示。
二、油鏡物鏡的基本原理
微生物學研究用的顯微鏡的物鏡通常有低倍物鏡（16mm，10×）、高倍物鏡（4mm，40—45×）和油鏡（1．8 mm，95—100×）三種。油鏡通常標有黑圈或紅圈，也有的以“OI（oil immer-sion）字樣表示，它是三者中放大倍數最大的。根據使用不同放大倍數的目鏡，可使被檢物體放大1000—2 000多倍。從圖Ⅲ-3中可看出油鏡的焦距和工作距離（標本在焦點上看得最清晰時，物鏡與樣品之間的距離）最短，光圈則開得最大，因此，在使用油鏡觀察時，鏡頭離標本十分近，需特別小心。
使用時，油鏡與其他物鏡的不同是載玻片與物鏡之間不是隔一層空氣，而是隔一層油質，稱為油浸係。這種油常選用香柏油，因香柏油的折射率n=1．52，與玻璃相同。當光線通過載玻片後，可直接通過香柏油進入物鏡而不發生折射。如果玻片與物鏡之間的介質為空氣，則稱為幹燥係，當光線通過玻片後，受到折射發生散射現象，進入物鏡的光線顯然減少，這樣就減低了視野的照明度（圖Ⅲ-4）。
利用油鏡不但能增加照明度，更主要的是能增加數值孔徑，因為顯微鏡的放大效能是由其數值孔徑決定的。所謂數值孔徑，即光線投射到物鏡上的最大角度（稱為鏡口角）的一半正弦，乘上玻片與物鏡間介質的折射率所得的乘積，可用下列公式表示：
NA＝n·sinα 式中NA=數值孔徑；n=介質折射率；α=最大入射角的半數，即鏡口角的半數
因此，光線投射到物鏡的角度愈大，顯微鏡的效能就愈大（圖Ⅲ-5），該角度的大小決定於物鏡的直徑和焦距。同時，α的理論限度為90°，sin90°=1，故以空氣為介質時（n=1），數值孔徑不能超過1，如以香柏油為介質時，則n增大，其數值孔徑也隨之增大。如光線入射角為120°，其半數的正弦為sin60°=0．87，則：
以空氣為介質時：NA=1×0．87=0．87
以水為介質時：NA=1．33×0．87=1．15
以香柏油為介質時：NA=1．52×0．87=1．32
顯微鏡的分辨力是指顯微鏡能夠辨別兩點之間最小距離的能力。它與物鏡的數值孔徑成正比，與光波長度成反比。因此，物鏡的數值孔徑愈大，光波波長越短，則顯微鏡的分辨力愈大，被檢物體的細微結構也愈能明晰地區別出來。因此，一個高的分辨力意味著一個小的可分辨距離，這兩個因素是成反比關係的，通常有人把分辨力說成是多少微米或納米，這實際上是把分辨力和最小分辨距離混淆起來了。顯微鏡的分辨力是用可分辨的最小距離來表示的。式中λ=光波波長。
我們肉眼所能感受的光波平均長度為0．55μm，假如數值孔徑為0．65的高倍物鏡，它能辨別兩點之間的距離為0．42μm。而在0．42μm以下的兩點之間的距離就分辨不出，即使用倍數更大的目鏡，使顯微鏡的總放大率增加，也仍然分辨不出。隻有改用數值孔徑更大的物鏡，增加其分辨力才行。例如用數值孔徑為1．25的油鏡時，能辨別兩點之間。因此，我們可以看出，假如采用放大率為40倍的高倍物鏡（NA=0．65），和放大率為24倍的目鏡，雖然總放大率為960倍，但其分辨的最小距離隻有0．42μm。假如采用放大率為90倍的油鏡（NA=1．25），和放大率為9倍的目鏡，雖然總的放大率為810倍，但卻能分辨出0．22μm間的距離。
三、器材
顯微鏡，顯微鏡燈，香柏油，二甲苯；
金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）染色玻片標本，
枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）染色玻片標本。
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