顯微鏡物鏡的優劣直接影響顯微鏡成象的質量,這與象差的校正有關,因此,物鏡是根據象差校正的程度分類的.在第一透鏡成象的象差分晰中已知:對映象質量影響最大的是球麵差、色差和象場彎曲
，前二項對映象中央部分的清晰度有很大影響
，而彎場彎曲對攝影邊緣部分有極大影響。

      這裏，就常用的幾種物鏡特性說明如下。

  ●消色差及平麵消色差物鏡

     這兩種物鏡球差色差的校僅為黃
、綠、二er個ge波bo區qu，仍reng然ran存cun在zai其qi他ta波bo區qu的de球qiu差cha和he色se差cha，因yin而er映ying象xiang不bu有you得de到dao各ge色se彩cai間jian的de真zhen實shi關guan係xi，當dang焦jiao點dian變bian動dong時shi可ke以yi看kan到dao殘can餘yu的de色se差cha。但dan一yi般ban低di倍bei放fang大da時shi影ying響xiang不bu大da。鑒jian於yu其qi黃huang綠lv波bo區qu校xiao正zheng較jiao佳jia

，使shi用yong時shi宜yi以yi黃huang綠lv光guang作zuo為wei照zhao明ming光guang源yuan

，或huo在zai入ru色se
、紅色濾光片
，以免顯著暴露未校正的色差。

     消色左物鏡常與福根目鏡或校正目鏡相配合
，用於低倍
、中倍放大。因其結構較為簡單，映象中央部分象差大致可以校正，價格又低，故應用較多。一般台式顯微鏡物鏡多屬此類。

     平麵消色差物鏡對象場彎曲作了進一步校正，因此投象平直，使視域邊緣與中心能同時清晰成象。所以適於金相顯微鏡攝影。

    ●複消色差物鏡及平麵複消色差物鏡

    複fu消xiao色se差cha物wu鏡jing是shi由you多duo組zu透tou鏡jing組zu合he而er成cheng的de。色se差cha的de校xiao正zheng實shi際ji上shang等deng於yu可ke風feng光guang的de全quan部bu波bo區qu
，但dan部bu分fen放fang大da率lv色se差cha仍reng然ran存cun在zai。當dang其qi與yu福fu根gen目mu鏡jing或huo其qi它ta簡jian單dan組zu合he目mu鏡jing配pei用yong時shi，這zhe些xie殘can存cun的de色se差cha會hui使shi映ying像xiang邊bian緣yuan略lve帶dai色se彩cai。因yin此ci，需xu要yao與yu補bu償chang型xing目mu鏡jing配pei合he使shi用yong。複fu消xiao色se差cha物wu鏡jing對dui於yu光guang源yuan無wu任ren何he限xian製zhi
，白bai光guang照zhao明ming也ye可ke得de到dao良liang好hao的de效xiao果guo。若ruo加jia入ru藍lan色se或huo黃huang色se濾lv光guang片pian效xiao果guo更geng佳jia。它ta是shi顯xian微wei鏡jing中zhong最zui優you良liang的de一yi種zhong物wu鏡jing。

    pingmianxiaosechawujingchujinyibuzuoxiangwanqudexiaozhengwai，qitaxiangchaxiaozhengchengduyufuxiaosewujingxiangtong。shiyongfuxiaosechawujingzaoxiangdepingtanchengduburuxiaosechawujing，erpingmianfuxiaoseduanwujingkeshiyingxiangqingxi、平坦
、進一步提高成象質量。

    ●半複消色差物鏡

    顯xian微wei鏡jing就jiu象xiang差cha校xiao正zheng程cheng度du而er言yan
，半ban複fu消xiao色se差cha物wu鏡jing介jie於yu消xiao色se差cha與yu複fu消xiao色se差cha物wu鏡jing之zhi間jian，但dan其qi它ta光guang學xue性xing質zhi都dou與yu複fu消xiao色se差cha物wu鏡jing接jie近jin。其qi售shou價jia較jiao低di廉lian，常chang用yong來lai替ti代dai複fu消xiao色se差cha物wu鏡jing，使shi用yong時shi最zui好hao能neng與yu補bu償chang型xing目mu鏡jing相xiang配pei合he。

    此外
，尚有特殊用途的高溫反射物鏡，折反型物鏡
、紫外線物鏡等

，都在各專用顯微鏡中有專述。

    ●物鏡的數值孔徑

    顯微鏡物鏡的數值孔徑表征物鏡的聚光能力
，是物鏡的重要性質之一
，增強物鏡的聚光能力可提高物鏡的鑒別率。

    數值孔徑通常以符號“N.A.”表示(即Numerical Aperture)。根據理論的推導得出：

N.A.=n.sinu

式中    n──物鏡與觀察之間介質的折射率；

            u──物鏡的孔徑半角

    因此
，有兩個提高數字孔徑的途徑：

    ●增大透鏡的直徑或減少物鏡的焦距

，以增大孔徑半角u。此法因導致象差增大及製造困難

，實際上sinu的最大值隻能達到0.95

    ●增加物鏡與觀察之間的折射率n。是介質對物鏡數值孔徑影響示意圖。當光線沿光軸方向射向觀察物時

，自物體S處發出的反射光除沿SO方向反射外
，尚有(S1 S1′)(S2，S2′)等衍射光。(a)是以空氣為介質(又稱幹係物鏡)的情況，隻有(S1 S1′)內的衍射光可以通過物鏡
，(S1 S1′)以外的衍射光如(S2，S2′)均不能通過物鏡。(b)是物鏡與觀察之間以鬆柏油或其它油為介質(又稱油浸物鏡)時，由於折射率n增加，使衍射光的角度變狹，致使(S2
，S2′)甚至(S3，S′3)內的衍射光均可通過物鏡。因而使物鏡通過盡可能多的衍射光束，利於鑒別組織細節。

    在相同介質中
，波長短的光源將有較大的折射率。同理，也將有較多的衍射光束進入物鏡。

    一般高倍顯微鏡物鏡常設計為油鏡。油鏡是按某一介質特別設計的

，因此應按指定介質使用。最常用的介質是鬆柏油(n=1.515)，其最大數值孔徑N.A=1.40；用a-壹代溴萘為介質，n=1.658，最高數值孔徑可達1.60。

    ●物鏡的鑒別率及顯微鏡的有效放大倍數

    顯微鏡物鏡的鑒別率是指物鏡具有將兩個物點清晰分辨的最大能力，以兩個物點能清晰分辨的最小距離d的倒數表示。d愈小
，表示物鏡的鑒別率愈高。

    要yao明ming白bai鑒jian別bie率lv可ke以yi有you一yi定ding的de限xian度du
，這zhe就jiu要yao用yong光guang通tong過guo透tou鏡jing後hou產chan生sheng衍yan射she現xian象xiang來lai解jie釋shi。物wu體ti通tong過guo光guang學xue儀yi器qi成cheng象xiang時shi，每mei一yi物wu點dian對dui應ying有you一yi象xiang點dian，但dan由you於yu光guang的de衍yan射she，物wu點dian的de象xiang不bu再zai是shi一yi個ge幾ji何he點dian，而er是shi有you一yi定ding大da小xiao的de衍yan射she亮liang斑ban。靠kao近jin的de兩liang個ge物wu點dian所suo成cheng的de象xiang一yi兩liang個ge亮liang斑ban如ru果guo互hu相xiang重zhong疊die，則ze導dao致zhi這zhe兩liang個ge物wu點dian分fen辨bian不bu清qing
，從cong而er限xian製zhi了le光guang學xue係xi統tong的de分fen辨bian本ben領ling一yi分fen辨bian率lv。顯xian然ran，象xiang麵mian上shang衍yan射she圖tu象xiang中zhong央yang亮liang斑ban半ban徑jing愈yu大da，係xi統tong的de分fen辨bian本ben領ling愈yu小xiao。

    如何確定物鏡的極限分辨率
，這可由物點A1


、A2通過透鏡後的衍射進行分析。A1′、A2′為物點A1、A2的衍射圖象，呈同心環狀。中心的光線強度最大，衍射環的光強度隨環直徑的增加而逐漸減弱。

    瑞利(Rayleigh)提出一個推測(又稱瑞利準則)：認為當A1′衍射花樣的第一極小值正好落在A2′衍射花樣的極大值時，A1、A2是可以分辨的
，將此時定出的兩物點距離A1、A2作為光學統的分辨極限。θ0稱為極限分辨角。不言而喻，當θ＞θ0時是完全可分辨的，θ＜θ0時是不可分辨的。

    由圓孔衍射理論得到：θ0=1.22λ / D

    式中λ──入射光波長
；

    D──入射光的最大允許孔徑(透鏡直徑)。

    因為θ0很小，所以由圖2-4得：

                                                               d′≈θ0=1.22λS / D

    顯微鏡物鏡在設計時，總是使它滿足阿貝正弦條件的，即

                                                              ndsinu=n′d′sinu′

式中n和n′為物

、象所在空間的折射率
，成象總是在空氣介質中
，故n′=1；u各u′分別為光線在物、象空間共軛點上的孔徑角；d和d′分別為物點
、象點中心斑的間距。

    考慮到顯微鏡中入射光並非都是平行光，有傾斜光線，對上式係數作適當的修正，所以式中nsinu就是物鏡的數值孔徑，因此，上式或者寫：d=0.5λ  /N.A

    因此表明：物鏡的數值孔徑愈大
，入射光的波長愈短，則物鏡的分辨能力愈高。在可見光中

，觀察時常用黃綠光(λ ≈4400A)，則可使分辨能力提高25%左右。

    對於光學金相顯微鏡，若用藍色光，采用油浸物鏡，那麼物鏡的最大分辨能力約為1600A。

    jinxiangxianweijingdejianbielvzuigaozhinengdadaowujingdejianbielv，guwujingdejianbielvyoukechengweixianweijingdejianbielv。yinweimujingshibunengjinyibuzengdazhenggeguangxuexitongjianbielvde，tazuiduobuguoshiyonglaibaozhengwujingjianbielvdechongfenliyong。ruoxiangjinyibutigaoxianweijingdejianbielvyingcaiyonggengduanbochangdedianzibo，zhejiushidianzixianweijing。

    在顯微鏡中保證物鏡的鑒別率充分利用時所對應的顯微鏡的放大倍數，稱為顯微鏡的有效放大倍數。有效放大倍數可由以下關係推出：人眼在明視距離(250mm)處的分辨能力為0.15～0.30，因此，需將物鏡鑒別的距離d經顯微鏡放大後成0.15～0.30mm方能被人眼分辨。若以M表示顯微鏡的放大倍數
，則

d.m=0.15~0.30

M=0.15~0.30 / d=(0.15~0.30)(N.A.) / 0.5λ =0.3~0.6 N.A. / λ

此時的放大倍數即為顯微鏡的有效放大倍數
，通常以M有效表示。因此

M有效=0.3～0.6N.A. / λ

由此可知：顯xian微wei鏡jing的de有you效xiao放fang大da倍bei數shu由you物wu鏡jing的de數shu值zhi孔kong徑jing及ji入ru射she光guang波bo長chang決jue定ding。已yi知zhi有you效xiao放fang大da倍bei數shu就jiu可ke以yi正zheng確que選xuan擇ze物wu鏡jing和he目mu鏡jing的de配pei合he
，以yi充chong分fen發fa揮hui物wu鏡jing的de鑒jian別bie能neng力li而er又you不bu致zhi造zao成cheng虛xu放fang大da。

    例如：選用N.A.=0.65的32×物鏡，

                    當λ=5500A時，

                                               M有效=(500～1000)N.A.=325～650×

因此，應選擇10～20倍的目鏡配用。如果目鏡的倍數低於10倍，未充分發揮物鏡的鑒別能力；如果目鏡的倍數高於20倍，將會造成虛放大
，仍不能顯示物鏡鑒別率的微細結構。

    ●垂直鑒別率

    垂(chui)直(zhi)鑒(jian)別(bie)率(lv)又(you)稱(cheng)景(jing)深(shen)，定(ding)義(yi)為(wei)在(zai)固(gu)定(ding)相(xiang)點(dian)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，成(cheng)象(xiang)麵(mian)沿(yan)軸(zhou)向(xiang)移(yi)動(dong)仍(reng)能(neng)保(bao)持(chi)圖(tu)象(xiang)清(qing)晰(xi)的(de)範(fan)圍(wei)。表(biao)征(zheng)物(wu)鏡(jing)對(dui)應(ying)位(wei)於(yu)不(bu)同(tong)平(ping)麵(mian)上(shang)目(mu)的(de)物(wu)細(xi)節(jie)能(neng)否(fou)清(qing)晰(xi)成(cheng)象(xiang)的(de)一(yi)個(ge)性(xing)質(zhi)
，垂(chui)直(zhi)鑒(jian)別(bie)率(lv)的(de)大(da)小(xiao)由(you)滿(man)意(yi)成(cheng)象(xiang)的(de)平(ping)麵(mian)的(de)兩(liang)個(ge)極(ji)限(xian)位(wei)置(zhi)(位於聚焦平麵之前和之後)間的距離來量度。

    如果人跟分辨能力為0.15～0.30mm

，n為目的物所在介質的折射率，(N.A.)為物鏡的數值孔徑

，M為顯微鏡的放大倍數
，則垂直鑒別率h可由下式求出：

h=n / (N.A.).M ×(0.15～0.30)mm

由上式可知：ruguoyaoqiujiaodadechuizhijianbielv，zuihaoxuanyongshuzhikongjingxiaodewujing
，huojianshaokongjingguanglanyisuoxiaowujingdegongzuokongjing，zheyangjiubukebimianjiangdilexianweijingdefenbiannengli。zhelianggemaodunyinsu，zhinengbeijutiqingkuangjuedingqushe。

    ●物鏡的放大率

    由第一章顯微鏡放大原理中可知：物鏡的放大率M=△/F物，這表明，在確定了物鏡的焦距(F物)以後，放大率隨顯微鏡的光學鏡筒長(△)而變化。隻有確定了光學顯微鏡筒長△以(yi)後(hou)，物(wu)鏡(jing)的(de)放(fang)大(da)率(lv)才(cai)有(you)意(yi)義(yi)。因(yin)此(ci)，物(wu)鏡(jing)的(de)放(fang)大(da)率(lv)是(shi)按(an)設(she)計(ji)的(de)光(guang)學(xue)鏡(jing)筒(tong)長(chang)來(lai)標(biao)定(ding)的(de)

，必(bi)須(xu)在(zai)指(zhi)定(ding)的(de)鏡(jing)筒(tong)長(chang)度(du)上(shang)使(shi)用(yong)，否(fou)則(ze)其(qi)放(fang)大(da)倍(bei)數(shu)將(jiang)改(gai)變(bian)。

    ●顯微鏡鏡筒長度

物鏡的像差是依據一定位置的映象來校正的。如是以光學鏡筒長為△時校正的透鏡成象情況：G(綠光)R(紅光)均成象於O′處，沒有象差：(a)(c)分(fen)別(bie)為(wei)鏡(jing)筒(tong)短(duan)於(yu)及(ji)長(chang)於(yu)原(yuan)設(she)計(ji)時(shi)的(de)情(qing)況(kuang)，使(shi)象(xiang)差(cha)複(fu)又(you)呈(cheng)現(xian)。因(yin)此(ci)，物(wu)鏡(jing)一(yi)定(ding)要(yao)在(zai)規(gui)定(ding)的(de)機(ji)械(xie)鏡(jing)筒(tong)長(chang)度(du)的(de)距(ju)離(li)，對(dui)指(zhi)定(ding)的(de)一(yi)套(tao)光(guang)學(xue)儀(yi)器(qi)是(shi)固(gu)定(ding)不(bu)變(bian)的(de)。一(yi)般(ban)顯(xian)微(wei)鏡(jing)的(de)機(ji)械(xie)鏡(jing)筒(tong)長(chang)度(du)多(duo)數(shu)為(wei)160mm，170mm，190mm

，此外，金相顯微鏡在攝影時，由於放大倍率不同，映象投射距離變動成象，物鏡的象差均已校正。

    物鏡的主要性能已標注在物鏡的外殼上，內容包括：

    ●物鏡類型

      國產物鏡標有物鏡類別的漢語拚音字頭，如平麵消色差物鏡標“PC”

      西歐各國產物鏡多標有物鏡類別的英文名稱或字頭
，如平麵消色差物鏡標以“Plana—pchromatic或PI”，消色差物鏡標以“Achromatic”複消色差物鏡標有“Apochromatic”

    ●放大倍數

      如標以15×，20×
，32×，40×等分別表示其放大倍數為15倍，20倍。32倍
，40倍。

    ●顯微鏡數值孔徑

      物鏡數值孔徑的數值均有直接標注
，如0.30，0.65

，0.95等分別表示物鏡的數值孔徑為0.30，0.65，0.95

    ●適用的機械鏡筒長度

      如標有170mm，190mm

，∞/0分別表示物鏡適用的機械筒長度為170mm，190mm

，無限長。

    ●油浸物鏡

      凡油浸物鏡均有特別標誌，刻以HI
，oil，國產物鏡刻以“油”或漢語拚音字頭“y”。