相差顯微鏡的工作原理

　　在相差顯微鏡檢驗(yàn)時(shí)，只有當(dāng)透射光的波長(zhǎng)(顏色)和振幅(亮度)隨周圍介質(zhì)發(fā)生明顯變化時(shí)，才能用肉眼分辨出視場(chǎng)中的樣品。當(dāng)照明光通過無色透明的物體時(shí)，透射光的波長(zhǎng)和振幅沒有明顯變化，尤其是振幅幾乎不變。用普通光學(xué)顯微鏡觀察時(shí)，很難分辨出這樣一個(gè)物體的結(jié)構(gòu)。需要借助相差顯微鏡，利用固色、染色等物理化學(xué)方法，使樣品的透射光與背景在波長(zhǎng)或振幅上發(fā)生變化，即在顏色和亮度上存在差異，進(jìn)行鑒別。

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　　一束光通過不同折射率的透明介質(zhì)后，衍射光和透射直射光的波長(zhǎng)沒有明顯變化，但衍射光的振幅比直射光略小，這也是透明異質(zhì)材料出現(xiàn)一些明暗變化的原因，但這種變化很小，無法有效區(qū)分。明顯的變化是衍射光的相位滯后于透射光的相位1/4λ。人眼雖然不可分辨相位差，但可以分辨振幅和波長(zhǎng)的變化。相差顯微鏡就是利用這一點(diǎn)，將相位差轉(zhuǎn)化為振幅的變化，即原本透明但折射率不同的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出明暗的差距，從而可以清晰地區(qū)分。

　　當(dāng)可見光通過介質(zhì)水或其他小分子同質(zhì)物質(zhì)時(shí)，由于介質(zhì)分子比可見光的波長(zhǎng)小得多，光的衍射現(xiàn)象并不明顯。可以說透射光是直射光。但當(dāng)光可以透過與入射光波長(zhǎng)相近的胞狀結(jié)構(gòu)或其他材料結(jié)構(gòu)時(shí)，就會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，透射光會(huì)轉(zhuǎn)化為衍射光。即細(xì)胞等普通觀察對(duì)象的結(jié)構(gòu)尺寸剛好足以衍射光。相差顯微鏡就是利用了這一點(diǎn)。光波通過小顆粒后，產(chǎn)生直射光和衍射光。衍射光的振幅小，相位滯后。在光學(xué)系統(tǒng)中，這種直射光和衍射光相遇或疊加，振幅發(fā)生變化，光有明有暗，這就是光的干涉現(xiàn)象。