相差显微镜原理

　　相差显微镜的原理主要基于光的干涉和衍射效应，用于观察活细胞及未经染色的生物标本的微细结构。其详细原理如下：

　　一、基本原理

　　相差显微镜利用细胞各部分细微结构的折射率和厚度的不同，导致光波通过时产生不同的光程差（即相位差）。人眼无法直接分辨这种微小的相位差，但相差显微镜通过特殊的光学装置，将相位差转换成振幅差（即明暗差），从而使细胞结构在显微镜下清晰可见。

　　二、主要部件及作用

　　环状光阑：位于光源与聚光器之间，作用是使透过聚光器的光线形成空心光锥，聚焦到标本上。这样，直射光和标本面上的衍射光在物镜后焦面形成分离的光环，为后续处理提供条件。

　　相板：位于物镜内部的后焦平面上，分为共轭区和并协区。相板上的金属膜（如氟化镁）可以将通过的光线相位推迟1/4波长。当直射光和衍射光通过相板的不同区域时，会产生相位差，进而形成明暗反差。

　　合轴调节望远镜：用于调节环状光阑的像与相板共轭面完全吻合，确保直射光和衍射光得到正确处理，实现相差效果。

　　绿色滤光片：用于缩小照明光线波长范围，减少由于照明光线的波长不同引起的相位变化，提高相差效果。

　　三、工作过程

　　光线通过环状光阑形成空心光锥，聚焦到标本上。

　　标本内部的小粒、小孔或其他结构产生衍射光，衍射光比直接入射的光线相位迟约1/4波长，并且发生偏转、发散。

　　直射光和衍射光在物镜后焦面形成分离的光环，直射光通过相板的共轭区，衍射光通过并协区。

　　在并协区涂上延迟相位的物质，使衍射光的相位再延迟1/4波长，使直射光与衍射光的相位差达到1/2波长。

　　相位差导致直射光和衍射光在通过相板后产生干涉现象，合成波的振幅为二波振幅之差。因此，物象的明暗对比得以增强，使细胞结构清晰可见。

　　四、优缺点

　　优点：

　　能够观察活细胞及未经染色的生物标本的微细结构。

　　提高细胞结构的对比度，使观察更加清晰。

　　缺点：

　　相差显微镜在成像过程中可能会产生晕轮和渐暗效应，影响精细结构的观察。

　　对样品的厚度和玻片的质量有较高要求，否则可能影响成像质量。

　　综上所述，相差显微镜通过利用光的干涉和衍射效应，将细胞各部分的相位差转换成振幅差，从而实现对活细胞及未染色标本的清晰观察。