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尼康顯微鏡完美的鏡頭特性

2014-10-14  發布者:admin 

尼康顯微鏡的最簡單的成像元件是一個完美的透鏡,它是可以自由像差和光聚焦到一個單一的點的理想校正玻璃元件。本教程探討了光波傳播的方式通過,並集中由一個完美的鏡頭。

教程初始化與光的平行光束通過透鏡重合的光軸和從左至右行進。該傾斜角度滑動,可以使用通過±45度傾斜的光束的軸,並且焦距滑塊調整0.5和2.0厘米之間的透鏡的焦距值。一個複選框切換平麵和球形波陣麵和關斷的模擬,允許訪問者查看時的平麵波前穿過透鏡是如何球麵波產生的。藍色的複位按鈕被用來重新初始化教程。 

基本圖像形成在顯微鏡的理解是包括在光學係列的組件各透鏡元件的作用。最簡單的成像元件是一個完美的透鏡(圖1),它是可以自由像差和光聚焦到一個單一的點的理想校正玻璃元件。水貨,光旁軸光束通過聚光透鏡和聚焦,折射,進入位於鏡頭(圖1中標聚焦點)的焦點的點光源。這種透鏡通常被稱為正透鏡,因為它們誘導會聚光束會聚更迅速,或者導致發散光束發散少迅速。光位於透鏡焦點的點源出現的近軸的光的平行光束在離開透鏡,從右到左在圖1中的透鏡和焦點間的距離移動被稱為焦點長度的透鏡(在圖1所表示的距離f)的。

在光的平行光束,從個人單色光波形成具有電場和磁場矢量振動的相位,以形成波前,其具有振動方向垂直於波傳播方向的組合的波列。平麵波被轉換成球麵波,因為它通過完美的透鏡,與前部中心在焦點透鏡(聚焦)(圖1)。光波到達為止的相位焦點和相互幹擾,在這個位置建設性。可選地,光包括球形波陣麵從完美透鏡的焦點發出的由透鏡變換成平麵波(從右邊進入到圖1左側)。各光線在平麵波經過方向在遇到透鏡不同的變化,因為它在到達表麵時發生的稍微不同的角度。在新出現的從透鏡的光線的方向也發生變化。在實際係統中,折射和透鏡的透鏡或一組聯絡點的角度是依賴於厚度,幾何形狀,折射率,和分散係統中的每個組分。 

一個完美的透鏡(或完美的對焦係統)的一般操作是將一個球麵波轉換成另一個,與透鏡確定的焦點的位置的幾何性質。從透鏡的光源的距離增加時,發散的進入鏡頭光線的角度減小的波陣麵的半徑在相應的增加。如果球麵波進入透鏡的半徑為無窮大,則球麵波通過透鏡的半徑變成等於透鏡的焦距。一個完美的透鏡具有兩個焦點,並且平麵波穿過透鏡聚焦到這些點中的一個,這取決於光線是否從透鏡的左側或右側進入。 

在情況下,平麵波的傳播方向不與透鏡的光軸重合,由透鏡產生的球麵波的焦點也從軸移除。當傾斜角滑塊被激活,本教程說明了一個平麵波前時,以一定的角度(α)傾斜遇到一個完美的鏡頭的情況下。所得球形波的中心被標記為S和位於離軸線焦點(在教程的標為F)的距離δ,但同樣的焦平麵內。 δ的值可以表示為:

δ = f × sin(α)

其中f是完美的透鏡的焦距。在幾何光學上,f為一個值,指的是集中於S和通過透鏡的中心穿過,好像它是一個單一的折射麵的圓弧的半徑。



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