簡易顯微鏡

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簡介

在實驗室中，需要多種科學儀器來進行實驗操作。在這些科學裝置中，簡易顯微鏡被認為是一種常用的儀器，通常用於識別或觀察肉眼通常無法看到的微小物體。基於此概念，本教程將定義簡易顯微鏡，並解釋其各個部分。

簡易顯微鏡：定義

圖 1：簡易顯微鏡

簡易顯微鏡被認為是 17 世紀由安東尼·範·列文虎克發明的第一臺顯微鏡。其構造非常簡單，只需將凸透鏡與用於放置標本的支架組合即可（Elisa 等人，2018）。這種顯微鏡能夠放大 200 到 300 倍。除了在學校和學習中的常規用途外，在進行科學實驗的實驗室中，這種顯微鏡已被更強大的複式顯微鏡所取代。

簡易顯微鏡的放大倍數

簡易顯微鏡的放大倍數可以用一個數學公式表示，即 M = 1 + D/f。在這個公式中，字母 D 表示明視距離，字母 f 表示凸透鏡的焦距。凸透鏡的焦距通常較小（Sciencing，2022）。這一概念的原因是，凸透鏡的焦距越長，放大倍數就越大。簡易顯微鏡下的物體通常看起來比其實際尺寸大 10 倍。

簡易顯微鏡的原理

簡易顯微鏡的工作過程基於一個特定的原理。簡易顯微鏡的工作原理是，當一個小物體放置在凸透鏡下並正確聚焦時，會形成一個正立的、虛的、放大的像（Touboul 等人，2019）。這個像通常位於人眼在透鏡上放置的位置的明視距離處。

簡易顯微鏡的機械部件

為了支撐簡易顯微鏡的光學部件，需要透過顯微鏡的機械部件來調整聚焦物體。簡易顯微鏡的機械部件如下

載物臺：一塊金屬板，呈矩形，安裝在垂直杆上。這塊金屬板在中心位置有一個孔，用於從金屬板下方透光（Vos、Blesa 和 Betz，2021）。在實驗過程中，需要將標本放置在孔的正上方，以便獲得清晰的放大影像。

金屬支架：該支架由重金屬製成，並安裝了一個垂直杆。安裝垂直杆是為了支撐顯微鏡其他部件，保持穩定性。

簡易顯微鏡的光學部件

圖 2：顯微鏡中使用的雙凸透鏡

透鏡：在載物臺上方，一個雙凸透鏡透過框架固定，有助於放大標本的尺寸並形成放大的虛像，當眼睛置於其上方時，虛像會被放大。為了獲得正確的焦點，觀察者可以上下移動透鏡。

反光鏡：安裝在載物臺下方垂直杆上的反光鏡通常被稱為平凸面鏡（Hsieh 等人，2018）。這有助於將周圍的光線聚焦到放置在透鏡下的標本上。

簡易顯微鏡：應用

圖 3：簡易顯微鏡的應用

如今，這種特定型別的顯微鏡被用於學校和學院的教學。更具體地說，簡易顯微鏡用於為學習者提供對微觀藻類或真菌的放大視野。製表師也使用這種特定型別的顯微鏡來檢查手錶的最小的零件。珠寶商也經常使用這種顯微鏡來尋找和識別珠寶的精細部分。人們還可以獲得纖維紋理或土壤微粒的放大檢視。

結論

本教程重點說明了簡易顯微鏡通常具有一組強大的放大鏡，並且具有一個焦距較短的雙凸透鏡。它能夠呈現尺寸範圍在 0.4-0.7 µm 之間的物體。在本教程中，已解釋說顯微鏡產生的影像遵循虛像形成的過程，無法像實像一樣投射到表面上。基於這些基本屬性，本教程推匯出了複式顯微鏡和簡易顯微鏡之間的區別。

常見問題

Q1. 如今使用多少種類型的顯微鏡？

A1：最廣泛使用的顯微鏡是簡易顯微鏡，但除了這種型別外，還有其他型別的顯微鏡可用，例如電子顯微鏡、複式顯微鏡、熒光顯微鏡、紫外顯微鏡等等。

Q2. 簡易顯微鏡的功能是什麼？

A2：簡易顯微鏡的一般用途是藉助一組高倍率的小會聚透鏡來放大影像或物體。

Q3. 簡易顯微鏡的優點是什麼？

A3：簡易顯微鏡能夠產生解析度高的物體虛像，有助於識別物體的表面細節。

Q4. 簡易顯微鏡的侷限性是什麼？

A4：與最近使用的其他型別的顯微鏡相比，簡易顯微鏡呈現的虛像解析度較低。在簡易顯微鏡下觀察活體材料具有一定的挑戰性。