光學(xué)顯微鏡觀察方式中的相差觀察是一種專門用于觀察透明或半透明樣品的技術(shù)，特別適用于活細(xì)胞和未染色的生物標(biāo)本。以下是關(guān)于相差觀察方式的詳細(xì)介紹：

一、成像原理

相差觀察基于光的干涉原理，將透明樣品中的位相差（即光線通過不同折射率介質(zhì)時(shí)產(chǎn)生的相位變化差異）轉(zhuǎn)換為振幅差（即明暗差），從而提高樣品中各種結(jié)構(gòu)間的對(duì)比度，使它們變得清晰可見。

具體來說，當(dāng)光線通過樣品時(shí)，由于細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)的折射率和厚度的不同，各物點(diǎn)對(duì)光的吸收程度不同，導(dǎo)致在顯微鏡視場(chǎng)中可見到灰度（即明暗度）不同的各物點(diǎn)圖像。同時(shí)，各種物點(diǎn)對(duì)光波產(chǎn)生了衍射和折射，使得通過的光波因延遲而發(fā)生了偏離，其光程就有了一定的差別，即產(chǎn)生了所謂“位相差”。人眼無法直接分辨這種位相差，但相差顯微鏡利用光的干涉原理，將這種位相差轉(zhuǎn)換成振幅差，使得原本難以分辨的透明樣品結(jié)構(gòu)變得清晰可見。

二、關(guān)鍵部件

相差觀察需要特殊的相差顯微鏡才能實(shí)現(xiàn)，其關(guān)鍵部件包括：

相差聚光鏡：在光源與聚光鏡之間加入相差環(huán)（環(huán)形光闌），使透過聚光鏡的光線形成環(huán)形光。相差環(huán)的環(huán)狀孔（中空環(huán)）直徑和孔寬與物鏡內(nèi)的相位環(huán)板匹配，形成的像恰好落在物鏡后焦面與相位板上的共軛面重合。

相差物鏡：鏡片中有氟化鎂等材料制作的相位板，是相差效果的核心。相位板可將直射光或衍射光的相位推遲1/4λ，從而實(shí)現(xiàn)相差到振幅的轉(zhuǎn)換。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

相差顯微鏡在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。例如，在生物學(xué)研究中，相差顯微鏡可以觀察到生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，如細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器等組成部分的結(jié)構(gòu)，以及細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)、分裂和凋亡等過程。在醫(yī)學(xué)研究和臨床診斷中，相差顯微鏡可以觀察到組織樣本和細(xì)胞樣本，幫助醫(yī)生診斷疾病，并觀察藥物對(duì)細(xì)胞的影響。在材料科學(xué)研究中，相差顯微鏡可以觀察到納米粒子和納米結(jié)構(gòu)的形貌和分布情況。

總之，相差觀察是一種重要的光學(xué)顯微鏡觀察方式，通過利用光的干涉原理將透明樣品中的位相差轉(zhuǎn)換為振幅差，提高了樣品中各種結(jié)構(gòu)間的對(duì)比度，使得原本難以分辨的透明樣品結(jié)構(gòu)變得清晰可見。