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在生活中,人們往往喜歡用幾何光學(xué)原理對(duì)顯微鏡的成像過(guò)程進(jìn)行分析,但是實(shí)際上金相顯微鏡所觀察的顯微組織,往往幾何尺寸很小,可與光波的波長(zhǎng)相比較;根據(jù)光的電磁波理論,此時(shí)不能再近似地把光線(xiàn)看成直線(xiàn)傳播,而要考慮衍射的影響。另一方面顯微鏡的光線(xiàn)總是部分相干的,因此金相顯微鏡的成像過(guò)程是個(gè)比較復(fù)雜的衍射相干過(guò)程。事實(shí)上,由于衍射等因素的影響,顯微鏡的分辨能力和放大能力都受到一定限制。金相顯微鏡是利用可見(jiàn)光作為照明源,通過(guò)玻璃透鏡對(duì)試樣進(jìn)行放大成像的。成像時(shí)來(lái)自照明系統(tǒng)的光束經(jīng)金相試樣形成。

目前金相顯微鏡可觀察的最小尺寸一般是0.2υm左右,有效放大率為1500~1600倍。表面反射后,經(jīng)過(guò)物鏡和目鏡等一套光學(xué)放大系統(tǒng)使試樣表面的顯微組織放大,并在目鏡筒內(nèi)成像,以供觀察或拍照。德國(guó)物理學(xué)家阿貝(E.Abbé)用光的衍射和干涉理論解釋了透視光學(xué)顯微鏡的成像過(guò)程,他的學(xué)說(shuō)對(duì)反射光顯微鏡同樣適用,先簡(jiǎn)要介紹如下:入射光是一束準(zhǔn)平行相干光,物體是一個(gè)二維周期性組織。光線(xiàn)通過(guò)細(xì)小的網(wǎng)孔時(shí)要發(fā)生衍射,衍射光線(xiàn)向各個(gè)方向傳播,同一方向的衍射光則成為平行光束,通過(guò)物鏡后在后方焦面上匯聚并發(fā)生干涉。這樣在物鏡的后焦面上就產(chǎn)生了一個(gè)衍射相干圖像,在波光學(xué)中稱(chēng)為夫朗和費(fèi)衍射圖樣。