光学显微镜放大倍数的估算

光学显微镜可分为体视显微镜、正置显微镜和倒置显微镜，它们广泛应用于生物学、材料学、矿产、食品安全等各个领域。受限于光学显微镜使用的光源和填充介质，光学显微镜的极限分辨率最低可达到200 nm。小于200 nm的观察对象，需要使用激光共聚焦显微镜、超分辨荧光显微镜、扫描电子显微镜、原子力显微镜等才能观察清楚。光学显微镜对物体的放大作用，不是放大物体的整个面积，而是放大物体的长度或宽度。通常情况下，人眼在明视距离范围内可分辨的最小物体是0.1-0.3 mm，那么在实际使用光学显微镜观察物体时，对物体放大多少倍才能够用人眼观察清楚呢？本文给出光学显微镜放大倍数的简单估算。

光学显微镜的放大倍数，有两种计算方法：

（1）光学放大倍数。光学放大指从显微镜目镜中观测到物体被放大后的效果，这个放大结果我们称为光学放大倍数。光学放大倍数的计算比较简单，就是物镜放大倍率×目镜放大倍率。以体视显微镜的放大倍数计算为例，连续变倍体为0.7--4.5，目镜为10倍，那么这个体视显微镜的放大倍数为7--45倍。如果显微镜有物镜和目镜，那么，直接把物镜的放大倍率×目镜的放大倍率就得到显微镜的总放大倍率。

（2）数码放大倍数。数码放大通常指外接设备成像后的物体放大倍数。目前，市场上有较多的三目显微镜，通过CCD连接至电脑、液晶显示器等成像设备进行成像观察。这种连接外接设备后，物体被放大了多少倍呢？现给出两种计算方法。

（a）如果对被观察物体的实际大小有精确的数据，那么可以通过公式计算：物体的实际被放大倍数=物体被放大后的尺寸/物体的实际尺寸。假如物体实际尺寸大小为2 μm，在显示器上成像后，可以拿尺子测量成像后的物体长度。如果测量到的物体长度是2 mm，那么物体就是被放大了1000倍。

（b）如果对物体大小没有清晰的概念，那么可以通过如下的公式进行计算。

数码放大倍数=物镜放大倍数×{25.4×屏幕尺寸（英寸）/CCD对角线的长度}×连接环的放大倍数

公式中的参数说明：

--物镜放大倍数指正在使用的显微镜的物镜镜头的放大倍数，如5倍，10倍，20倍等；

--连接环的放大倍数指三目接口的放大倍数，通常为1倍，也有0.35,0.5倍；

--25.4×屏幕尺寸，是把屏幕尺寸换算成mm，1 inch=25.4 mm；

--CCD对角线的长度指的是CCD的芯片尺寸，通常是1/3英寸、1/2英寸或2/3英寸，对应的长度分别为6mm、8mm或11mm。

注：通过数码放大倍数公式计算出的数值，在实际应用时，还需要考虑屏幕的像素数。如果像素数较少，也很难观察到较小尺寸的物体。

计算示例：

（1）金相显微镜观察电路板的焊锡

显微镜参数：物镜放大倍数为20倍，目镜放大倍数为10倍，三目接口为1倍，CCD的对角线为1/3英寸，显示器尺寸为19寸。

光学放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数=20×10=200倍

数码放大倍数=物镜放大倍数×{25.4×屏幕尺寸（英寸）/CCD对角线的长度}×连接环的放大倍数=20×{25.4×19/6}×1=1608.67倍