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倒置生物顯微鏡工作原理選型、操作與維護

折射和折射率

光線在均勻的各向同性介質中，兩點之間以直線傳播，當通過不同密度介質的透明物體時，則發生折射現象，這是由于光在不同介質的傳播速度不同造成的。當與透明物面不垂直的光線由空氣射入透明物體 (如玻璃)時，光線在其介面改變了方向，并和法線構成折射角。

透鏡是組成顯微鏡光學系統的最基本的光學元件，物鏡目鏡及聚光鏡等部件均由單個和多個透鏡組成。依其外形的不同，可分為凸透鏡(正透鏡)和凹透鏡(負透鏡)兩大類。

當一束平行于光軸的光線通過凸透鏡后相交于一點，這個點稱"焦點"，通過焦點并垂直光軸的平面，稱"焦平面"。焦點有兩個，在物方空間的焦點，稱"物方焦點"，該處的焦平面，稱"物方焦平面"；反之，在象方空間的焦點，稱"象方焦點"，該處的焦平面，稱"象方焦平面"。

光線通過凹透鏡后，成正立虛像，而凸透鏡則成正立實像。實像可在屏幕上顯現出來，而虛像不能。

凸透鏡成象規律

1. 當物體位于透鏡物方二倍焦距以外時，則在象方二倍焦距以內、焦點以外形成縮小的倒立實象；

2. 當物體位于透鏡物方二倍焦距上時，則在象方二倍焦距上形成同樣大小的倒立實象；

3. 當物體位于透鏡物方二倍焦距以內，焦點以外時，則在象方二倍焦距以外形成放大的倒立實象；

4. 當物體位于透鏡物方焦點上時，則象方不能成象；

5. 當物體位于透鏡物方焦點以內時，則象方也無象的形成，而在透鏡物方的同側比物體遠的位置形成放大的直立虛象。

選型、操作與維護

選型

倒置生物顯微鏡的選型需根據具體實驗需求進行綜合考量。應優先選用長工作距離物鏡，選擇時需綜合計算物鏡工作距離、培養瓶底部厚度與液層高度，并預留安全余量。針對較厚的培養器皿，建議選用工作距離更大的長工作距離物鏡。若需進行長時間活細胞觀測或拍攝，應選擇配備溫控與CO?維持系統的顯微鏡以維持細胞活性。根據實驗發展需求，可考慮選擇支持模塊化擴展的機型，便于未來升級熒光、相差增強等高級功能 [33]。

操作

操作時，調焦應先粗調至培養瓶底反光面，再緩慢向上微調找到細胞層，力度需輕柔以避免物鏡頂碎培養瓶。進行相差觀察時，必須確保聚光鏡的相差環與物鏡的放大倍數及相位類型匹配，切換物鏡時需同步調整聚光鏡上的相差環至對應位置，并避免在活細胞觀察中使用油鏡以防培養液污染鏡頭。顯微鏡的清晰度核心取決于物鏡的數值孔徑而非單純放大倍數，有效放大倍率約等于物鏡數值孔徑乘以1000，常規細胞觀察一般100倍至200倍已足夠 [33]。倒置熒光顯微鏡通常只會配40倍物鏡，因此放大倍率、分辨率不如正置熒光顯微鏡