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相衬

使无污点的阶段对象可见

相差一个光学对比技术使清白的阶段对象(如扁平细胞)在光学显微镜下可见。细胞出现不显眼的、透明的在高对比度brightfield可以使用相差显微镜和丰富的细节。

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使用相移图像形成

相位物体引起的相移光通过一个标本。因为只有振幅(强度)的差异变化为人眼可见的或照片探测器,染色的标本将调解一个振幅变化和不同强度的光通过。许多对活细胞染色试剂是有毒的,然而。相衬显微镜提供了一个可能使用相移引起的光学路径长度差异下标本可见光学显微镜。它改变了相移到通过干扰产生的光波的振幅变化。

相衬显微术的技术是在1930年代开发的由荷兰物理学家熔化泽尼克。1942年技术带入使用后,泽尼克在1953年被授予诺贝尔物理学奖。

光波的干涉

产品的光学路径长度之间的折射率和厚度两个点在一个光路。这是有关交通时间和光速。的光学路径长度差异导致的不同速度时,光波通过标本(即相移)。由于不同的阶段发生。更高的折射率,与周围介质相比,导致光波的减速和迟钝的阶段。

相互干扰描述两波之间的相互作用和由此产生的新一波的形成模式后的叠加原理。相关参数的干扰光波是光波的振幅。如果两个电波干扰,由此产生的光波的振幅相等的矢量和两个干扰波的振幅。

如果由此产生的波的振幅增加,干扰会被描述为建设性的。这将是如果两个波两个波峰波槽在同一时间点见面。也有可能一个波的波峰和波谷的另一波在同一时间点见面。这导致产生的波的振幅下降。这两个之间的干扰电波然后被称为破坏性。

在相差显微镜光路

相差显微镜的关键元素是一个环孔和一个相位板。环孔放置在前面的焦平面的冷凝器和限制的角度穿透光波。相位板位于物镜的后焦面和一个阶段材料制成的戒指,暗的光通过它和变化阶段λ/ 4。λ表示光的波长。

在相差显微镜下的科勒照明光波不与标本交互主要是作为一个亮环在物镜的后焦面。光戒指空间匹配阶段环沿光轴和引起相移的心意。光衍射的样品并不主要是罢工相环,因此不会受到影响。

影响和影响光波之间有一个总相移的λ/ 2。心意不轻的阶段是高级阶段的λ/ 4环和衍射光波通常由λ/ 4弱智生物标本。λ/ 2允许的总相移相消干涉的光波在图像平面。昏暗的心意光传递阶段戒指,重要的是要避免的风头盖过心意而倾斜。

λ/ 2的移相,相衬显微镜中观察到,产生最大波峰和波谷相消干涉效应有效地满足在同一时间点。因此减少光波的振幅和相移相位对象转换成一个振幅变化。

积极的和消极的——两种形式的相衬

有两种形式的相衬:积极的和消极的相衬。他们主要的不同阶段板用于照明。积极相衬,光通过阶段的阶段环先进而倾斜,而这是弱智在负相阶段的对比。阶段-相衬的缺陷导致破坏阶段的差异。光波在阶段,而不是破坏性的干扰,发生相长干涉。这导致产生的光波的振幅增加。

正相衬显微镜,对象具有更高比周围介质折射率比显示物体折射率较低。为负相衬相反的适用。

解释相衬的形象

相衬显微可视化的光学路径长度差异的标本。相关的光学路径长度试样的厚度和折射率。细胞结构等离子体膜和细胞器等产生深远影响的光学路径长度。尽可能多的细胞(尤其是在细胞培养)有一个平坦的和常规的形状,他们几乎不可见brightfield显微镜。

这些细胞的相衬图像放大不同的细胞结构,可以被视为一个光学密度地图,作为光密度有很大的影响在标本或材料的折射率。然而,一些影响复杂的正确解释相衬的形象,他们不直接依赖于不同的光学路径长度。

光环效应描述了外观的明亮的边缘正相衬或黑暗的边缘负相衬在大对象。晕形式因为一些试样的衍射光遍历相环。光之环形成的心意海浪有点小于相环和low-spatial-frequency衍射光波的标本可以通过环。倾斜光通过相位环保持相位差为90°,因此不受相消干涉。这导致降级相反,导致光环在大型对象的边界。

shade-off效应描述了一个情况同质的部分标本显示相同的光强度随着周围的介质。虽然经历了相移光通过这些地区,只有小发生衍射和散射的角度大大降低。因此这些光波进入阶段环心意光和不干涉的经验。

另一个问题在相衬显微镜可以对比反演。如果有对象与一个非常高的折射率低折射率的对象,他们会出现光明,而不是黑暗(正相位对比)。在这样的地区相移并不是通常的转变生物标本的λ/ 4,而不是破坏性的干扰,发生相长干涉(相反的负相衬)。

尽管这些影响可以呈现的解释相衬图片困难,相衬显微术是一种方便的和重要的光学成像对比技术阶段对象。此外,相衬显微镜使细胞功能和结构的调查活标本,使其成为最常见的应用对比的方法在生物研究。

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