原理
微生物学研究用的显微镜的物镜通常有低倍物镜（16 mm，10x）、高倍物镜（4 mm，40-45x）和油镜（1.8 mm，95-100x）三种。油镜通常标有黑圈或红圈，也有的以 OI（oil immer-sion）字样表示，它是三者中放大倍数最大的。根据使用不同放大倍数的目镜，可使被检物体放大1 000-2 000多倍。从图Ⅲ-3中可看出油镜的焦距和工作距离（标本在焦点上看得最清晰时，物镜与样品之间的距离）最短，光圈则开得最大，因此，在使用油镜观察时，镜头离标本十分近，需特别小心。
使用时，油镜与其他物镜的不同是载玻片与物镜之间不是隔一层空气，而是隔一层油质，称为油浸系。这种油常选用香柏油，因香柏油的折射率n=1.52，与玻璃相同。当光线通过载玻片后，可直接通过香柏油进入物镜而不发生折射。如果玻片与物镜之间的介质为空气，则称为干燥系，当光线通过玻片后，受到折射发生散射现象，进入物镜的光线显然减少，这样就减低了视野的照明度。
利用油镜不但能增加照明度，更主要的是能增加数值孔径，因为显微镜的放大效能是由其数值孔径决定的。所谓数值孔径，即光线投射到物镜上的最大角度（称为镜口角）的一半正弦，乘上玻片与物镜间介质的折射率所得的乘积，可用下列公式表示：
NA＝n·sinα，式中 NA=数值孔径；n=介质折射率；α=最大入射角的半数，即镜口角的半数。
因此，光线投射到物镜的角度愈大，显微镜的效能就愈大，该角度的大小决定于物镜的直径和焦距。同时，α的理论限度为90°，sin90°=1，故以空气为介质时（n=1），数值孔径不能超过1，如以香柏油为介质时，则n增大，其数值孔径也随之增大。如光线入射角为120°，其半数的正弦为sin60°=0.87，则：
以空气为介质时：NA=1x0.87=0.87
以水为介质时：NA=1.33x0．87=1.15
以香柏油为介质时：NA=1.52x0.87=1.32
显微镜的分辨力是指显微镜能够辨别两点之间最小距离的能力。它与物镜的数值孔径成正比，与光波长度成反比。因此，物镜的数值孔径愈大，光波波长越短，则显微镜的分辨力愈大，被检物体的细微结构也愈能明晰地区别出来。因此，一个高的分辨力意味着一个小的可分辨距离，这两个因素是成反比关系的，通常有人把分辨力说成是多少微米或纳米，这实际上是把分辨力和最小分辨距离混淆起来了。显微镜的分辨力是用可分辨的最小距离来表示的。
式中λ=光波波长。
式中λ=光波波长。
我们肉眼所能感受的光波平均长度为0.55 um，假如数值孔径为0.65的高倍物镜，它能辨别两点之间的距离为0.42 um。而在0.42 um以下的两点之间的距离就分辨不出，即使用倍数更大的目镜，使显微镜的总放大率增加，也仍然分辨不出。只有改用数值孔径更大的物镜，增加其分辨力才行。例如用数值孔径为1.25的油镜时，能辨别两点之间的
因此，我们可以看出，假如采用放大率为40倍的高倍物镜（NA=0.65），和放大率为24倍的目镜，虽然总放大率为960倍，但其分辨的最小距离只有0.42 um。假如采用放大率为90倍的油镜（NA=1.25），和放大率为9倍的目镜，虽然总的放大率为810倍，但却能分辨出0.22 um 间的距离。
材料与仪器
金黄色葡萄球菌染色玻片标本 枯草芽孢杆菌染色玻片标本
香柏油 二甲苯
显微镜 显微镜灯
香柏油 二甲苯
显微镜 显微镜灯
步骤
一、观察前的准备
1. 置显微镜于平稳的实验台上，镜座距实验台边沿约3-4 cm。镜检者姿势要端正，一般用左眼观察，右眼便于绘图或记录，两眼必须同时睁开，以减少疲劳，亦可练习左右眼均能观察。
2. 调节光源，对光时应避免直射光源，因直射光源影响物像的清晰，损坏光源装置和镜头，并刺激眼睛。如阴暗天气，可用日光灯或显微镜灯照明。
调节光源时，先将光圈完全开放，升高聚光镜至与载物台同样高，否则使用油镜时光线较暗。然后转下低倍镜观察光源强弱，调节反光镜，光线较强的天然光源宜用平面镜；光线较弱的天然光源或人工光源宜用凹面镜。在对光时，要使全视野内为均匀的明亮度。凡检查染色标本时，光线应强；检查未染色标本时，光线不宜太强。可通过扩大或缩小光圈、升降聚光器、旋转反光镜调节光线。
二、低倍镜观察
1. 检查的标本需先用低倍镜观察，因为低倍镜视野较大，易发现目标和确定检查的位置。
2. 将金黄色葡萄球菌染色标本置镜台上，用标本夹夹住，移动推动器，使观察对象处在物镜正下方，转动粗调节器，使物镜降至距标本约 0.5cm处，由目镜观察，此时可适当地缩小光圈，否则视野中只见光亮一片，难见到目的物，同时用粗调节器慢慢升起镜筒，直至物像出现后再用细调节器调节到物像清楚时为止，然后移动标本，认真观察标本各部位，找到合适的目的物，并将其移至视野中心，准备用高倍镜观察。
三、高倍镜观察
1. 将高倍镜转至正下方，在转换物镜时，需用眼睛在侧面观察，避免镜头与玻片相撞。
2. 然后由目镜观察，并仔细调节光圈，使光线的明亮度适宜，同时用粗调节器慢慢升起镜筒至物像出现后，再用细调节器调节至物像清晰为止，找到最适宜观察的部位后，将此部位移至视野中心，准备用油镜观察。
2. 然后由目镜观察，并仔细调节光圈，使光线的明亮度适宜，同时用粗调节器慢慢升起镜筒至物像出现后，再用细调节器调节至物像清晰为止，找到最适宜观察的部位后，将此部位移至视野中心，准备用油镜观察。
四、油镜观察
1. 用粗调节器将镜筒提起约2cm，将油镜转至正下方。
2. 在玻片标本的镜检部位滴上一滴香柏油。
3. 从侧面注视，用粗调节器将镜筒小心地降下，使油镜浸在香柏油中，其镜头几乎与标本相接，应特别注意不能压在标本上，更不可用力过猛，否则不仅压碎玻片，也会损坏镜头。
4. 从接目镜内观察，进一步调节光线，使光线明亮，再用粗调节器将镜筒徐徐上升，直至视野出现物像为止，然后用细调节器校正焦距。如油镜已离开油面而仍未见物像，必须再从侧面观察，将油镜降下，重复操作至物像看清为止。
5. 用同样的方法观察枯草芽孢杆菌染色标本。
6. 观察完毕，上旋镜筒。先用擦镜纸拭去镜头上的油，然后用擦镜纸蘸少许二甲苯（香柏油溶于二甲苯）擦去镜头上残留油迹，最后再用干净擦镜纸擦去残留的二甲苯。切忌用手或其他纸擦镜头，以免损坏镜头。用绸布擦净显微镜的金属部件。
7. 将各部分还原，反光镜垂直于镜座，将接物镜转成八字形，再向下旋。同时把聚光镜降下，以免接物镜与聚光镜发生碰撞危险。
7. 将各部分还原，反光镜垂直于镜座，将接物镜转成八字形，再向下旋。同时把聚光镜降下，以免接物镜与聚光镜发生碰撞危险。
注意事项
一、正确安装的问题
使用显微镜前，首先要把显微镜的目镜和物镜安装上去。目镜的安装极为简单，主要的问题在于物镜的安装，由于物镜镜头较贵重，万一学生安装时螺纹没合好，易摔到地上，造成镜头损坏，所以为了保险起见，强调学生安装物镜时用左手食指合中指托住物镜，然后用右手将物镜装上去，这样即使没安装好，也不会摔到地上。
二、正确对光的问题
对光是使用显微镜时很重要的一步，有些学生在对光时，随便转一个物镜对着通光孔，而不是按要求一定用低倍镜对光。转动反光镜时喜欢用一只手，往往将反光镜扳了下来。所以教师在指导学生时，一定要强调用低倍镜对光，当光线较强时用小光圈，平面镜，而光线较弱时则用大光圈，凹面镜，反光镜要用双手转动，当看到均匀光亮的圆形视野为止。光对好后不要随便的移动显微镜，以免光线不能准确的通过反光镜进入通光孔。
三、 物镜转换的问题
使用低倍镜后换用高倍镜，学生往往喜欢用手指直接推转物镜，认为这样比较省力，但这样容易使物镜的光轴发生偏斜，原因是转换器的材料质地较软，精度较高，螺纹受力不均匀很容易松脱。一旦螺纹破坏，整个转换器就会报废。教师应指导学生手握转换器的下层转动扳转换物镜。
常见问题
显微镜的基本构造
显微镜由机械装置和光学系统两大部分组成。
1. 机械装置
镜座（base）和镜臂（arm）镜座位于显微镜底部，呈马蹄形，它支持全镜。镜臂有固定式和活动式两种，活动式的镜臂可改变角度。镜臂支持镜筒。
镜筒（body tube）是由金属制成的圆筒，上接目镜，下接转换器。镜筒有单筒和双筒两种，单筒又可分为直立式和后倾式两种。而双筒则都是倾斜式的，倾斜式镜筒倾斜45°。双筒中的一个目镜有屈光度调节装置，以备在两眼视力不同的情况下调节使用。
转换器（no sepiece）为两个金属碟所合成的一个转盘，其上装3-4个物镜，可使每个物镜通过镜筒与目镜构成一个放大系统。
载物台（stage）又称镜台，为方形或圆形的盘，用以载放被检物体，中心有一个通光孔。在载物台上有的装有两个金属压夹称标本夹，用以固定标本；有的装有标本推动器，将标本固定后，能向前后左右推动。有的推动器上还有刻度，能确定标本的位置，便于找到变换的视野。
调焦装置 是调节物镜和标本间距离的机件，有粗动螺旋（coarse adjustment）即粗调节器和微动螺旋（fine adjustment）即细调节器，利用它们使镜筒或镜台上下移动，当物体在物镜和目镜焦点上时，则得到清晰的图像。
2. 光学系统
物镜（objective）物镜安装在镜筒下端的转换器上，因接近被观察的物体，故又称接物镜。其作用是将物体作第一次放大，是决定成像质量和分辨能力的重要部件。物镜上通常标有数值孔径、放大倍数、镜筒长度、焦距等主要参数。如：NA0．30；10x；160/0．17；16mm。其中“NA0．30”表示数值孔径（numerical aperture，简写为NA），“10x”表示放大倍数，“160/0.17”分别表示镜筒长度和所需盖玻片厚度（mm），16mm表示焦距。
目镜（ocular lens）装于镜筒上端，由两块透镜组成。 镜把物镜造成的像再次放大，不增加分辨力，上面一般标有7x、10x、15x等放大倍数，可根据需要选用。一般可按与物镜放大倍数的乘积为物镜数值孔径的500-700倍，最大也不能超过1000倍的选择。目镜的放大倍数过大，反而影响观察效果。
聚光器（condenser）光源射出的光线通过聚光器汇聚成光锥照射标本，增强照明度和造成适宜的光锥角度，提高物镜的分辨力。聚光器由聚光镜和虹彩光圈（iris diaphragm）组成，聚光镜由透镜组成，其数值孔径可大于1，当使用大于1的聚光镜时，需在聚光镜和载玻片之间加香柏油，否则只能达到1．0。虹彩光圈由簿金属片组成，中心形成圆孔，推动把手可随意调整透进光的强弱。调节聚光镜的高度和虹彩光圈的大小，可得到适当的光照和清晰的图像。
光源（light source）较新式的显微镜其光源通常是安装在显微镜的镜座内，通过按钮开关来控制；老式的显微镜大多是采用附着在镜臂上的反光镜，反光镜是一个两面镜子，一面是平面，另一面是凹面。在使用低倍和高倍镜观察时，用平面反光镜；使用油镜或光线弱时可用凹面反光镜。
滤光片（filter）可见光是各种颜色的光组成的，不同颜色的光线波长不同。如只需某一波长的光线时，就要用滤光片。选用适当的滤光片，可以提高分辨力，增加影像的反差和清晰度。滤光片有紫、青、蓝、绿、黄、橙、红等各种颜色的，分别透过不同波长的可见光，可根据标本本身的颜色，在聚光器下加相应的滤光片。
3. 成像原理
普通光学显微镜的成像原理如图Ⅲ-2所示。
来源：丁香实验
