1.显微镜的分类

科学上将显微镜分为在可见光线条件下工作的光学类显微镜和在不可见光线(包括电子射线)条件下工作的非光学类显微镜两大类。在实际工作中人们常根据显微镜的性能和用途命名显微镜,并根据显微镜的放大倍率、照明的方式、成像的形式、镜体的结构、功能和用途等进行分类。

(1)按放大倍率进行分类

①低倍显微镜：总放大倍率在200倍以下。这种显微镜质量轻,体积小,结构简单,一般配有10倍或12.5倍日镜一只,10倍或16倍物镜一只。适合于观察动植物标本,如细小昆虫、种子胚芽等,也可用于植物保护、家庭教育等方面。

②普及型显微镜：总放大倍率在200倍以上、1000倍以下的显微镜。这种显微镜常采用直筒形结构,精度较低倍显微镜为高。一般配有5倍、10倍、16倍目镜和4倍、10倍、40倍(或者60倍)物镜。普遍配合为640倍以下组合,适合于生物实验以及农、林、牧业从事检验、育种等方面。这种机型价廉物美,应用面较广。

③高倍显微镜：总放大倍率在1000~1600倍左右。这种显微镜常采用斜式目镜筒结构,造型讲究,精度很高,最高配有16倍目镜和100倍物镜,适合于医、农、牧业科研单位作化验、生物研究、临床试验用。有时为扩展功能,还配有各种附件。

④超高倍显微镜：总放大倍率在1万倍以上,有的电子显微镜已达100万倍。这种显微镜供专门研究部门用于研究病毒、物质分子结构、分析晶体等方面。

(2)按镜体结构进行分类

①直筒显微镜：一般低倍、普及型以及操作要求不高的高倍型都采用这种结构,其特点是经济实惠,操作方便,便于携带。其不足之处是观察者比较辛苦,若将镜筒倾斜,切片上的液态物质流动,使观察物体受到一定限制。

②单目斜筒显微镜：这种显微镜在目镜筒内增加了一片棱镜,使光路与垂直线成45°倾斜,使用时观察者感到轻松,不需改变切片的水平位置。由于一般采用自然光照明,因此使用范围受到一定局限。

③双目斜筒显微镜：这种显微镜在折光棱镜后又增加了一组分光棱镜,用两只目镜筒同时观察,适于观察者长期工作,眼睛不会感到疲劳。一般高倍显微镜和科研用显微镜都采用这种结构,其双目镜筒之间的距离可根据观察者需要进行调节。这种显微镜的底座一般制成盒状,内部装备有人工光源照明,可提供各种要求的照明,为显微镜扩展功能、扩大使用范围提供了条件,适合于从事实验、科研等用途。

④体视显微镜

⑤倒置显微镜：这种显微镜的观察物放在物镜的上方,物镜从下面向上进行观察,即直接从培养皿或烧杯的底部,透过容器底部石英玻璃观察,适合于一些特殊用途的研究。此外,金相显微镜一般也采用这种结构。由于被观察物为不透明物体,倒置显微镜应装备较好的落射式照明光源和照相装置。

(3)按照明技术进行分类

①明场显微镜：一般来说,采用透射光照明切片标本的显微镜,都属于明场显微镜。

②暗场(暗视野)显微镜：它是相对明场显微镜而言,所配置的是暗视场聚光镜。在暗场照明时,光线沿特定角度方向照明被观察物,而不进入显微镜物镜。进入物镜的是标本漫反射或衍射的光线。这样,观察者所见到的视场是黑暗的,在暗视场的背景中衬托出明亮的标本物像。

③荧光显微镜：是采用紫外光线照明的显微镜,它要求配置特殊的能提供紫外光的光源和滤光装置。使用时,紫外光并不直接进入观察者的眼晴,而是激发标本中的荧光物质或经荧光浸润染色的标本。观察时效果与暗场显微镜相似,是在黑暗背景中显现出标本明亮的荧光图像。适用于生物科学研究。

④红外显微镜：红外光线具有较大的穿透能力,而不同的物质对红外光线吸收程度又不同。利用这一特性制成的,使被视物在红外光线照射下进行观察的一种显微镜,使是红外显微镜。它配置有红外光源,能对某些不透明的物体进行透射观察,如波长大于1.12X10-6m的红外光,可以穿透单晶硅。红外光还可以对吸收程度不同的物质进行落射观察,是一种用于科学研究的显微镜。

(4)按像的形成方式进行分类

①相衬(相差)显微镜：其常用于生物学和医学。是对全透明而又不便于染色处理的标本进行观察的一种特殊显微镜。它在显微光路中加入相衬光环,利用标本物与切片周围封装介质的折射率微小差别产生光程差,并发生光的干涉成像,进行观察。适用于对活体细胞生活状态下的生长、运动、增殖情况及细微结构的观察。因此,是微生物学、细胞工程、杂交瘤技术等现代生物学研究的必备工具。

②偏光显微镜：偏光显微镜与普通显微镜的主要区别在该显微镜上装有两个偏光元件。即起偏振镜和检偏振镜。起偏振镜置于聚光镜下面,检偏振镜置于物镜上面。其载物台根据观察的需要制成圆形,可以旋转,上面带有刻度盘,以便测量被检晶体转角。偏光显微镜是利用偏振光在晶体内分解为两路折射光,相互干涉成像。一般用于对生物液晶、无机盐晶体的检测和鉴定。

③干涉显微镜和光切显微镜：都是利用光在两个相近界面上反射后干涉成像的原理进行光学计量用的显微镜。主要用于测量物体表面粗糙的程度,工业上用来作为检验、鉴定的仪器。

④投影显微镜和电视显示显微镜：都是在普通显微镜上,增加投影装置或电视摄像装置而成,可把显微图像送出去,显示在屏幕上。这种显微镜要求整机比较稳定,视场大、精度高,同时配置比较强的照明光源。适宜于比较多的人员同时进行观察和进行教学、演示用。

(5)按功能用途进行分类

①示教显微镜：一般由单目斜筒显微镜改装扩展而成。在它的目镜筒上利用棱镜分为两个以上的支路,可以允许两个以上的人员同时观察同一标本。当主要观察者调整并观察到所需观察的图像时,其他观察人员也同时观察到该图像,并体验到整个调节过程。很适于导师指导学员,进行实物示教。

②解剖显微镜：是供医生进行显微手术时观察用的,也叫手术显微镜。其机身根据手术的情况可进行调整,也适于几个人同时观察。教学用解剖显微镜结构简单,放大倍率不高,供生物解剖演示用。

③分析显微镜：有时也称研究显微镜,是供科学研究用的一种高档显微镜。这种显微镜功能比较齐全,可以在透射光照明情况下,进行明视场、暗视场、相衬、偏光、荧光等条件下的观察。同时还附有多种附件,可用来进行投影、照相、测量和自动分析记录等。属于一种多功能的机型,适合于高等院校、研究所从事多种实验分析用。

④金相显微镜：是一种专用于观察和鉴别金属断面、矿物、材料、晶体等不透明物体的显微镜。这种显微镜不能使用透射光源,必须用落射光照明标本。为了使于取得图像,该显微镜上一般设置有照相分光路和照相目镜。由于视场较大,金相显微镜必须配备平场消色差物镜与广角补偿目镜,这样才能使获得的显微照片成像面视场较大而且清晰。

⑤内窥显微镜：是近年来在医用内窥镜的基础上改进和发展起来的一种特殊用途检测仪器。它在内窥镜的探管顶端加装一个物镜透镜组,再在物镜透镜组前装上一只能改变观察角度的窥视窗,探管的另一端装上一只可以细调的观察目镜。把探管插入待观察物的密封内腔,打开配套的光源,就可以观察到显微的内窥图像。目前内窥显微镜除了在医学临床上使用外,还可在工业上作为机器内部密闭空腔的探伤。特别是大型喷气式飞机的发动机内燃烧室的例行常规安全检査已普遍采用这种内窥显微镜。使用时配上135单镜头反光式照相机,还可以将机器内轻微的伤痕记录下来,以便及时处理,避免大的损失。

(6)非光学显微镜介绍

非光学显微镜是显微镜家族的新成员。随着科学技术的发展和进步,为了提高显微镜的放大倍率和分辨能力,非光学显微镜取得很大进展,主要有以下品种。

①超声波显微镜：是把超声波技术应用在显微镜上而制成的。利用超声波能穿透一些光波不能穿透的物体的特性,超声波显微镜可以用来观察一些不透明物体的内部结构,如集成电路不透光导电膜下的结构、未经处理的红细胞等。是一种用途广泛的科学仪器。

②电子显微镜：电子显微镜是利用磁透镜对阴极射线进行聚焦的原理,对微观粒子进行成像观察的一种新型显微镜。其放大倍率可达100万倍以上,分辨能力可以达到2X10-''m的微小结构,是一种高科技领域使用的先进仪器。

③扫描电子显微镜：一般的电子显微镜是釆取透射的方式,只能观察极薄的样品。扫描电子显微镜则是利用电子束直接在被观察物表面进行扫描观察。这样不但试样制备简单,而且能直接观察表面凹凸不平的断口,放大倍数高、焦深长,成像有立体感。扫描电子显微镜还具备对被观察物表面物质化学成分进行分析的能力,不失为一种先进的高科技设备,广泛地应用于生物学、物理学、医学、电子技术中。

④X射线显微镜：是利用对被观察物质的X射线光谱进行分析和观察,以确定物质的结构和成分的仪器。适用于物理学对物质的观察分析。

⑤扫描隧道电子显微镜：是20世纪80年代研制成功的一种新型电子扫描显微镜。一般适用于新材料研究和微观的表面测试分析。

显微镜的品种,随着科学技术的发展也在不断扩大,先进的显微镜结构,已是由光、机、电三门科学技术的综合应用。对目前已广泛使用的显微镜的种类可作如下归纳,见表2-31。