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隨著科學技術的進步，人們越來越需要觀察微觀世界，顯微鏡正是這樣的設備，它突破了人類的視覺極限，使之延伸到肉眼無法看清的細微結構。
顯微鏡是從十五世紀開始發展起來。從簡單的放大鏡的基礎上設計出來的單透鏡顯微鏡，到結構復雜的復式顯微鏡，以及相差，熒光，偏光，顯微觀察方式的出現，使之更廣范地應用于醫學，生物學，金屬材料，化工等領域。
1. 折射和折射率
光線在均勻的各向同性介質中，兩點之間以直線傳播，當通過不同密度介質的透明物體時，則發生折射現象，這是由于光在不同介質的傳播速度不同造成的。當與透明物面不垂直的光線由空氣射入透明物體(如玻璃)時，光線在其介面改變了方向，并和法線構成折射角。
2. 透鏡的性能
透鏡是組成顯微鏡光學系統的基本的光學元件，物鏡目鏡及聚光鏡等部件均由單個和多個透鏡組成。依其外形的不同，可分為凸透鏡(正透鏡)和凹透鏡(負透鏡)兩大類。
當一束平行于光軸的光線通過凸透鏡后相交于一點，這個點稱“焦點”，通過交點并垂直光軸的平面，稱“焦平面”。焦點有兩個，在物方空間的焦點，稱“物方焦點”，該處的焦平面，稱“物方焦平面”；反之，在象方空間的焦點，稱“象方焦點”，該處的焦平面，稱“象方焦平面”。
光線通過凹透鏡后，成正立虛像，而凸透鏡則成正立實像。實像可在屏幕上顯現出來，而虛像不能。
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