相差顯微鏡原理

　　相差顯微鏡的原理主要基于光的干涉和衍射效應(yīng)，用于觀察活細胞及未經(jīng)染色的生物標(biāo)本的微細結(jié)構(gòu)。其詳細原理如下：

　　一、基本原理

　　相差顯微鏡利用細胞各部分細微結(jié)構(gòu)的折射率和厚度的不同，導(dǎo)致光波通過時產(chǎn)生不同的光程差（即相位差）。人眼無法直接分辨這種微小的相位差，但相差顯微鏡通過特殊的光學(xué)裝置，將相位差轉(zhuǎn)換成振幅差（即明暗差），從而使細胞結(jié)構(gòu)在顯微鏡下清晰可見。

　　二、主要部件及作用

　　環(huán)狀光闌：位于光源與聚光器之間，作用是使透過聚光器的光線形成空心光錐，聚焦到標(biāo)本上。這樣，直射光和標(biāo)本面上的衍射光在物鏡后焦面形成分離的光環(huán)，為后續(xù)處理提供條件。

　　相板：位于物鏡內(nèi)部的后焦平面上，分為共軛區(qū)和并協(xié)區(qū)。相板上的金屬膜（如氟化鎂）可以將通過的光線相位推遲1/4波長。當(dāng)直射光和衍射光通過相板的不同區(qū)域時，會產(chǎn)生相位差，進而形成明暗反差。

　　合軸調(diào)節(jié)望遠鏡：用于調(diào)節(jié)環(huán)狀光闌的像與相板共軛面完全吻合，確保直射光和衍射光得到正確處理，實現(xiàn)相差效果。

　　綠色濾光片：用于縮小照明光線波長范圍，減少由于照明光線的波長不同引起的相位變化，提高相差效果。

　　三、工作過程

　　光線通過環(huán)狀光闌形成空心光錐，聚焦到標(biāo)本上。

　　標(biāo)本內(nèi)部的小粒、小孔或其他結(jié)構(gòu)產(chǎn)生衍射光，衍射光比直接入射的光線相位遲約1/4波長，并且發(fā)生偏轉(zhuǎn)、發(fā)散。

　　直射光和衍射光在物鏡后焦面形成分離的光環(huán)，直射光通過相板的共軛區(qū)，衍射光通過并協(xié)區(qū)。

　　在并協(xié)區(qū)涂上延遲相位的物質(zhì)，使衍射光的相位再延遲1/4波長，使直射光與衍射光的相位差達到1/2波長。

　　相位差導(dǎo)致直射光和衍射光在通過相板后產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，合成波的振幅為二波振幅之差。因此，物象的明暗對比得以增強，使細胞結(jié)構(gòu)清晰可見。

　　四、優(yōu)缺點

　　優(yōu)點：

　　能夠觀察活細胞及未經(jīng)染色的生物標(biāo)本的微細結(jié)構(gòu)。

　　提高細胞結(jié)構(gòu)的對比度，使觀察更加清晰。

　　缺點：

　　相差顯微鏡在成像過程中可能會產(chǎn)生暈輪和漸暗效應(yīng)，影響精細結(jié)構(gòu)的觀察。

　　對樣品的厚度和玻片的質(zhì)量有較高要求，否則可能影響成像質(zhì)量。

　　綜上所述，相差顯微鏡通過利用光的干涉和衍射效應(yīng)，將細胞各部分的相位差轉(zhuǎn)換成振幅差，從而實現(xiàn)對活細胞及未染色標(biāo)本的清晰觀察。