简易显微镜

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简介

在实验室中，需要多种科学仪器来进行实验操作。在这些科学设备中，简易显微镜被认为是一种常用的仪器，通常用于识别或观察肉眼通常无法看到的微小物体。基于此概念，本教程将定义简易显微镜，并解释其各个部分。

简易显微镜：定义

图 1：简易显微镜

简易显微镜被认为是 17 世纪由安东尼·范·列文虎克发明的第一台显微镜。其构造非常简单，只需将凸透镜与用于放置标本的支架组合即可（Elisa 等人，2018）。这种显微镜能够放大 200 到 300 倍。除了在学校和学习中的常规用途外，在进行科学实验的实验室中，这种显微镜已被更强大的复式显微镜所取代。

简易显微镜的放大倍数

简易显微镜的放大倍数可以用一个数学公式表示，即 M = 1 + D/f。在这个公式中，字母 D 表示明视距离，字母 f 表示凸透镜的焦距。凸透镜的焦距通常较小（Sciencing，2022）。这一概念的原因是，凸透镜的焦距越长，放大倍数就越大。简易显微镜下的物体通常看起来比其实际尺寸大 10 倍。

简易显微镜的原理

简易显微镜的工作过程基于一个特定的原理。简易显微镜的工作原理是，当一个小物体放置在凸透镜下并正确聚焦时，会形成一个正立的、虚的、放大的像（Touboul 等人，2019）。这个像通常位于人眼在透镜上放置的位置的明视距离处。

简易显微镜的机械部件

为了支撑简易显微镜的光学部件，需要通过显微镜的机械部件来调整聚焦物体。简易显微镜的机械部件如下

载物台：一块金属板，呈矩形，安装在垂直杆上。这块金属板在中心位置有一个孔，用于从金属板下方透光（Vos、Blesa 和 Betz，2021）。在实验过程中，需要将标本放置在孔的正上方，以便获得清晰的放大图像。

金属支架：该支架由重金属制成，并安装了一个垂直杆。安装垂直杆是为了支撑显微镜其他部件，保持稳定性。

简易显微镜的光学部件

图 2：显微镜中使用的双凸透镜

透镜：在载物台上方，一个双凸透镜通过框架固定，有助于放大标本的尺寸并形成放大的虚像，当眼睛置于其上方时，虚像会被放大。为了获得正确的焦点，观察者可以上下移动透镜。

反光镜：安装在载物台下方垂直杆上的反光镜通常被称为平凸面镜（Hsieh 等人，2018）。这有助于将周围的光线聚焦到放置在透镜下的标本上。

简易显微镜：应用

图 3：简易显微镜的应用

如今，这种特定类型的显微镜被用于学校和学院的教学。更具体地说，简易显微镜用于为学习者提供对微观藻类或真菌的放大视野。制表师也使用这种特定类型的显微镜来检查手表的最小的零件。珠宝商也经常使用这种显微镜来寻找和识别珠宝的精细部分。人们还可以获得纤维纹理或土壤微粒的放大视图。

结论

本教程重点说明了简易显微镜通常具有一组强大的放大镜，并且具有一个焦距较短的双凸透镜。它能够呈现尺寸范围在 0.4-0.7 µm 之间的物体。在本教程中，已解释说显微镜产生的图像遵循虚像形成的过程，无法像实像一样投射到表面上。基于这些基本属性，本教程推导出了复式显微镜和简易显微镜之间的区别。

常见问题

Q1. 如今使用多少种类型的显微镜？

A1：最广泛使用的显微镜是简易显微镜，但除了这种类型外，还有其他类型的显微镜可用，例如电子显微镜、复式显微镜、荧光显微镜、紫外显微镜等等。

Q2. 简易显微镜的功能是什么？

A2：简易显微镜的一般用途是借助一组高倍率的小会聚透镜来放大图像或物体。

Q3. 简易显微镜的优点是什么？

A3：简易显微镜能够产生分辨率高的物体虚像，有助于识别物体的表面细节。

Q4. 简易显微镜的局限性是什么？

A4：与最近使用的其他类型的显微镜相比，简易显微镜呈现的虚像分辨率较低。在简易显微镜下观察活体材料具有一定的挑战性。