通过资料,可以得出相衬环设计时其理论值参考方向:
相衬观察:
在观察生物、矿物以及其他标本时,常会遇到与周围介质具有同样吸收系数和颜色而折射率或厚度稍有不同的物体(位相物体),用普通的明场观察难以看清,染色还会杀死许多标本活体,影响观察效果。
1935年采尔尼克采用一种特殊的方法来观察此类标本,此法即为相衬法。
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20210819整理:
相衬观察:
在观察生物、矿物以及其他标本时,常会遇到与周围介质具有同样吸收系数和颜色而折射率或厚度稍有不同的物体(位相物体),用普通的明场观察难以看清,染色还会杀死许多标本活体,影响观察效果。
相衬原理:
下图为一简单的位相物体标本,物体厚度为d,折射率为n1,而周围介质折射率为n。
一束平行光照明标本,背景光线1的振动方向为:y1=acosωt
通过位相物体光线2的振动方向为:y2=acos(ωt+σ)
式中,a为振幅,σ为位相差(σ=2πd(n-n1)/λ),ω为圆频率
将y2改写成恒等式:y2=acosωt+2asinσ/2cos(ωt+σ/2+π/2)
第一部分为背景光;
第二部分是光线通过位相物体时由于衍射而形成的。它与背景光叠加后得到位相物体在像面上的光亮度。但σ值很小时,第二部分几乎为零,叠加后的光亮度与背景光相位差甚微,故明场难以觉察到位相物体的存在。
相衬法的实质就是在物镜后焦面附近放置一相板,适当安排光路,使直射光在相板规定的区域内通过,且被吸收掉大量的光能量(透过率为τ),使直射光振幅衰减至与衍射光振幅相当。位相物体所产生的衍射光在通过整个相板的同时改变某一位相差Δ。于是,直射光与衍射光的振动方程分别为
y1‘=τacosωt;y2’=2asinσ/2cos(ωt+σ/2+π/2+Δ),两者叠加后的振幅为a’,光强为a'平方=a平方{τ平方+4sin(σ/2)[sinσ/2-τsin(σ/2+Δ)]}
设K=(a平方-a‘平方)/a平方为对比度,则有K=(1-τ平方)+4sin(σ/2)[τsin(σ/2+Δ)-sinσ/2]
在未引进相板时,τ=1,Δ=0,则Kmin=0;
当引入相板时,若τ=2sinσ/2,Δ=(π/2-σ/2),则Kmax=1