使用显微镜

初中生物合成明场标本图像，包含基于物镜的视场直径、根据数值孔径估算的分辨率，以及用于示意的离焦效果

转动橙色调焦旋钮并切换物镜。使用载物台控制器移动载玻片。

3D

拖动装置进行调整。拖动背景进行旋转。滚动鼠标滚轮进行缩放。

合成显微镜标本

40× · 4500 µm

测量记录本

更改设置、测试预测并保存结果。最多保留 12 个快照。

关于此实验

观察合成目镜图像的同时，操作三维显微镜。切换物镜、移动标本并重新调焦，了解仪器操作与所观察视野之间的关系。比较总放大倍数、分辨率和景深，不要以为图像越大就一定能看到更多细节。

学习目标

了解物镜和目镜倍率与总放大倍数之间的关系。
比较数值孔径变化时的视场直径、分辨率和景深。
使用比例尺判断标本大小，并认识到合成图像的局限性。

使用方法

1从 4× 物镜开始，找到细胞壁，并水平和垂直移动载玻片。
2切换到 40×，先将焦点移离样本平面，再重新调焦。
3缩小孔径，并比较分辨率和景深的估算值。
4保持物镜不变，改变目镜倍率，记录光学测量值并保存一个视野。

模型

M = M_{o bj ec t i v e} M_{ey e p i ece}

总放大倍数

d = 0.61 λ / N A, D O F \approx λ / N A^{2}

分辨率与近似景深

假设

该样本是对洋葱或叶片表皮进行确定性绘制的图像，不是照片，也不是诊断样本。模糊和亮度仅用于示意。
视场直径等于 18 mm 除以物镜倍率。所有目镜均设定为相同的 18 mm 视场数。波长固定为 0.55 µm。
分辨率按 0.61 倍波长除以数值孔径进行估算；景深按波长除以孔径平方计算。不考虑像差、浸液介质、光学切片和定量成像。

在课堂上试试这个实验

Q1为什么使用更高倍率的目镜不会提高基于物镜的分辨率估算值？
Q2为什么缩小光圈会降低分辨率，却可能让失焦的标本看起来更清晰？

常见问题

这张图像适合用于识别真实组织吗？

不适合。这是一个用于教学的合成标本，其结构经过了刻意简化。

为什么目镜倍率会改变放大倍数，却不会改变显示的视场直径？

该模型固定了目镜视场数。在此假设下，标本视场直径仅取决于物镜倍率。