什么是相差顯微鏡？

更新時(shí)間：2024-08-09

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相差顯微鏡是光學(xué)顯微鏡的一種，將光的相位差轉(zhuǎn)換成對比度進(jìn)行觀察。

使用普通光學(xué)顯微鏡，可以觀察到樣品不同部分的光反射和吸收光譜的差異，即亮度和顏色（對比度）的差異。然而，當(dāng)觀察活細(xì)胞、微生物、細(xì)菌等近乎無色透明的物質(zhì)時(shí)，這種對比幾乎不會(huì)出現(xiàn)，從而無法獲得形狀等信息。

即使物質(zhì)是無色透明的，如果其折射率與周圍環(huán)境不同，在邊界處也會(huì)發(fā)生光衍射。相差顯微鏡利用衍射光和直接穿過材料的光之間的相差來產(chǎn)生明暗對比，從而可以觀察無色透明的材料。

相差顯微鏡廣泛應(yīng)用于生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，用于觀察培養(yǎng)細(xì)胞和臨床測試。牙科診所的牙周病細(xì)菌檢測是公眾所熟悉的用途。通過讓患者了解自己的口腔細(xì)菌，有助于提高他們進(jìn)行口腔護(hù)理的動(dòng)力。

通過使用相差顯微鏡，可以觀察活細(xì)胞，而無需對樣品進(jìn)行染色的麻煩。當(dāng)使用普通光學(xué)顯微鏡觀察無色透明的細(xì)胞時(shí)，采用將樣品染色并觀察的方法，但該方法存在染色耗時(shí)且活細(xì)胞可能死亡的缺點(diǎn)。

此外，相差顯微鏡對于分析有害物質(zhì)石棉也很有效。 “JIS A 1481"規(guī)定了幾種石棉分析方法作為方法。其中一種方法是在相差顯微鏡下用偏光照射具有特定折射率的浸液中的晶體，根據(jù)產(chǎn)生的顏色來判斷是否為石棉的方法（分散染色法）。

在相差顯微鏡中，只在直射光通過的位置在物鏡和像面之間插入相位板，使直射光的相位提前或延遲1/4λ。同時(shí)插入環(huán)形ND濾鏡，減弱直射光的強(qiáng)度，但衍射光的相位和亮度保持不變。

通過這些操作，直射光和衍射光之間的相位差變?yōu)?/2λ或0，并且通過干涉產(chǎn)生明暗對比。

換句話說，當(dāng)相位差為1/2λ時(shí)，由于直射光和衍射光相消干涉，所以在發(fā)生衍射光的地方折射率突然變化的區(qū)域顯得較暗。這是暗對比。另一方面，當(dāng)相位差為0時(shí)，直射光和衍射光相互相長干涉，因此折射率突然變化的區(qū)域顯得明亮。這是鮮明的對比。

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