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在生活中，人們往往喜歡用幾何光學(xué)原理對顯微鏡的成像過程進行分析，但是實際上金相顯微鏡所觀察的顯微組織，往往幾何尺寸很小，可與光波的波長相比較；根據(jù)光的電磁波理論，此時不能再近似地把光線看成直線傳播，而要考慮衍射的影響。另一方面顯微鏡的光線總是部分相干的，因此金相顯微鏡的成像過程是個比較復(fù)雜的衍射相干過程。事實上，由于衍射等因素的影響，顯微鏡的分辨能力和放大能力都受到一定限制。金相顯微鏡是利用可見光作為照明源，通過玻璃透鏡對試樣進行放大成像的。成像時來自照明系統(tǒng)的光束經(jīng)金相試樣形成。

目前金相顯微鏡可觀察的最小尺寸一般是0.2υm左右，有效放大率為1500~1600倍。表面反射后，經(jīng)過物鏡和目鏡等一套光學(xué)放大系統(tǒng)使試樣表面的顯微組織放大，并在目鏡筒內(nèi)成像，以供觀察或拍照。德國物理學(xué)家阿貝（E.Abbé）用光的衍射和干涉理論解釋了透視光學(xué)顯微鏡的成像過程，他的學(xué)說對反射光顯微鏡同樣適用，先簡要介紹如下：入射光是一束準平行相干光，物體是一個二維周期性組織。光線通過細小的網(wǎng)孔時要發(fā)生衍射，衍射光線向各個方向傳播，同一方向的衍射光則成為平行光束，通過物鏡后在后方焦面上匯聚并發(fā)生干涉。這樣在物鏡的后焦面上就產(chǎn)生了一個衍射相干圖像，在波光學(xué)中稱為夫朗和費衍射圖樣。