馬篤氏鏡原理是基於馬篤氏鏡的發明，這種鏡子能夠將光線準確地折射和反射，從而用於光學設計和光學儀器的製造。馬篤氏鏡的應用範圍非常廣泛，包括望遠鏡、顯微鏡、攝影鏡頭和醫療成像設備等。本教程將深入探討馬篤氏鏡原理及其在光學科技中的應用。
應用於光
時代的變遷與視力照護的挑戰
隨著社會的快速發展，e世代與老年人比例的上升，視力相關的問題日益受到重視。特別是亞洲地區，青少年近視率高企，使得視光師肩負更重的視力照護責任。
光學顯微鏡的原理與應用
光學顯微鏡能夠對無法用肉眼觀看的物體進行放大，從簡單的手持攝影用放大鏡到複雜的多鏡頭顯微鏡，其操作技巧雖看似複雜，但經過短時間的理解和實踐，初學者也能成為顯微鏡專家。瞭解顯微鏡與人眼之間的關係是至關重要的
現代顯微鏡的光學原理與圖像形成
在光學顯微鏡中，照明源的光通過聚光鏡，然後通過試樣時，一些光在其路徑上不受幹擾地通過試樣，這種光被稱為直射光、無偏移光或無衍射光，代表背景光。與試樣相互作用的光是偏離的或衍射的。直射光由物鏡投射，在目鏡的光闌處均勻地散佈在整個像面上。衍射光在物鏡後焦平面上產生幹擾（見圖1），並在同一像平面上的各個局部位置聚焦，在那裏，衍射光引起幹擾並降低強度，從而產生了包含從非常暗到非常亮的各種灰度值的圖案。這些明暗圖案就是我們所認識的的圖像。為了幫助理解圖像形成的基本原理，用已知的週期性結構的物體（類似的密佈暗線的光柵）作為參考。
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光學顯微鏡的原理與應用
光學顯微鏡能夠對無法用肉眼觀看的物體進行放大，從簡單的手持攝影用放大鏡到複雜的多鏡頭顯微鏡，其操作技巧雖看似複雜，但經過短時間的理解和實踐，初學者也能成為顯微鏡專家。瞭解顯微鏡與人眼之間的關係是至關重要的
現代顯微鏡的光學原理與圖像形成
在光學顯微鏡中，照明源的光通過聚光鏡，然後通過試樣時，一些光在其路徑上不受幹擾地通過試樣，這種光被稱為直射光、無偏移光或無衍射光，代表背景光。與試樣相互作用的光是偏離的或衍射的。直射光由物鏡投射，在目鏡的光闌處均勻地散佈在整個像面上。衍射光在物鏡後焦平面上產生幹擾（見圖1），並在同一像平面上的各個局部位置聚焦，在那裏，衍射光引起幹擾並降低強度，從而產生了包含從非常暗到非常亮的各種灰度值的圖案。這些明暗圖案就是我們所認識的的圖像。為了幫助理解圖像形成的基本原理，用已知的週期性結構的物體（類似的密佈暗線的光柵）作為參考。
色差校正與顯微鏡的進步
這種缺陷是由於白光是由許多波長組成的，當光通過鏡頭的邊緣時，它們不能與通過中心的光形成焦點。早期顯微鏡產生的圖像往往是模糊的，帶有彩色光暈，直到17世紀中期的鏡頭製造商發現，通過將兩個具有不同色散的玻璃製成的鏡頭結合起來，可以減少或消除大部分色差。現代顯微鏡通常有用於不同目的的可互換部件，並且有幾個鏡頭一前一後地排列，從而使放大率達到2000倍或更高，能產生高清晰度和對比度的圖像。圖5 現代顯微鏡的無限遠色差校正光學系統（ICS）原理示意圖。複雜的複合顯微鏡系統所產生的觀察角度比直接觀察的結果要大得多（圖5(b)），即從大約25釐米的距離直接看到物體。
數值孔徑與放大率
在選定的數值孔徑（物鏡角度孔徑的正弦值乘以成像介質的
光柵觀察與衍射圖案
使用相位鏡進行觀察
圖2 不同放大倍數下的衍射光譜
圖4(d) 至圖4(g) 兩種類型衍射光柵的成像説明。
延伸閲讀…
圖4(a) 40倍物鏡下的衍射圖案，狹縫接近。
圖4(b) 線光柵下部的物鏡圖像，狹縫較遠。
圖4(c) 線光柵上部的物鏡聚焦，狹縫更遠。
圖4(d) 至圖4(g) 兩種類型衍射光柵的成像説明。
延伸閲讀…
恩斯特-阿貝的理論與顯微鏡成像的概念。
阿貝理論：捕捉至少2階光（直射和衍射）以看到細節。
油浸物鏡工作原理：使用高折射率介質減少衍射角，增加捕獲的衍射環。
圖5 油浸物鏡和乾燥物鏡的工作原理比較。
時代的變遷與視力照護的挑戰
隨著社會的快速發展，e世代與老年人比例的上升，視力相關的問題日益受到重視。特別是亞洲地區，青少年近視率高企，使得視光師肩負更重的視力照護責任。
光學顯微鏡的原理與應用
光學顯微鏡能夠對無法用肉眼觀看的物體進行放大，從簡單的手持攝影用放大鏡到複雜的多鏡頭顯微鏡，其操作技巧雖看似複雜，但經過短時間的理解和實踐，初學者也能成為顯微鏡專家。瞭解顯微鏡與人眼之間的關係是至關重要的
現代顯微鏡的光學原理與圖像形成
在光學顯微鏡中，照明源的光通過聚光鏡，然後通過試樣時，一些光在其路徑上不受幹擾地通過試樣，這種光被稱為直射光、無偏移光或無衍射光，代表背景光。與試樣相互作用的光是偏離的或衍射的。直射光由物鏡投射，在目鏡的光闌處均勻地散佈在整個像面上。衍射光在物鏡後焦平面上產生幹擾（見圖1），並在同一像平面上的各個局部位置聚焦，在那裏，衍射光引起幹擾並降低強度，從而產生了包含從非常暗到非常亮的各種灰度值的圖案。這些明暗圖案就是我們所認識的的圖像。為了幫助理解圖像形成的基本原理，用已知的週期性結構的物體（類似的密佈暗線的光柵）作為參考。
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光學顯微鏡的原理與應用
光學顯微鏡能夠對無法用肉眼觀看的物體進行放大，從簡單的手持攝影用放大鏡到複雜的多鏡頭顯微鏡，其操作技巧雖看似複雜，但經過短時間的理解和實踐，初學者也能成為顯微鏡專家。瞭解顯微鏡與人眼之間的關係是至關重要的
現代顯微鏡的光學原理與圖像形成
在光學顯微鏡中，照明源的光通過聚光鏡，然後通過試樣時，一些光在其路徑上不受幹擾地通過試樣，這種光被稱為直射光、無偏移光或無衍射光，代表背景光。與試樣相互作用的光是偏離的或衍射的。直射光由物鏡投射，在目鏡的光闌處均勻地散佈在整個像面上。衍射光在物鏡後焦平面上產生幹擾（見圖1），並在同一像平面上的各個局部位置聚焦，在那裏，衍射光引起幹擾並降低強度，從而產生了包含從非常暗到非常亮的各種灰度值的圖案。這些明暗圖案就是我們所認識的的圖像。為了幫助理解圖像形成的基本原理，用已知的週期性結構的物體（類似的密佈暗線的光柵）作為參考。
色差校正與顯微鏡的進步
這種缺陷是由於白光是由許多波長組成的，當光通過鏡頭的邊緣時，它們不能與通過中心的光形成焦點。早期顯微鏡產生的圖像往往是模糊的，帶有彩色光暈，直到17世紀中期的鏡頭製造商發現，通過將兩個具有不同色散的玻璃製成的鏡頭結合起來，可以減少或消除大部分色差。現代顯微鏡通常有用於不同目的的可互換部件，並且有幾個鏡頭一前一後地排列，從而使放大率達到2000倍或更高，能產生高清晰度和對比度的圖像。圖5 現代顯微鏡的無限遠色差校正光學系統（ICS）原理示意圖。複雜的複合顯微鏡系統所產生的觀察角度比直接觀察的結果要大得多（圖5(b)），即從大約25釐米的距離直接看到物體。
數值孔徑與放大率
在選定的數值孔徑（物鏡角度孔徑的正弦值乘以成像介質的
光柵觀察與衍射圖案
使用相位鏡進行觀察
圖2 不同放大倍數下的衍射光譜
圖4(d) 至圖4(g) 兩種類型衍射光柵的成像説明。
延伸閲讀…
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圖4(a) 40倍物鏡下的衍射圖案，狹縫接近。 圖4(b) 線光柵下部的物鏡圖像，狹縫較遠。
圖4(c) 線光柵上部的物鏡聚焦，狹縫更遠。 圖4(d) 至圖4(g) 兩種類型衍射光柵的成像説明。
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恩斯特-阿貝的理論與顯微鏡成像的概念。 阿貝理論：捕捉至少2階光（直射和衍射）以看到細節。 |
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油浸物鏡工作原理：使用高折射率介質減少衍射角，增加捕獲的衍射環。 圖5 油浸物鏡和乾燥物鏡的工作原理比較。 |