光學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，特別適用于活細胞和未染色的生物標本。以下是關于相差觀察方式的詳細介紹：
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時產生的相位變化差異）轉換為振幅差（即明暗差），從而提高樣品中各種結構間的對比度，使它們變得清晰可見。
具體來說，當光線通過樣品時，由于細胞各部分結構的折射率和厚度的不同，各物點對光的吸收程度不同，導致在顯微鏡視場中可見到灰度（即明暗度）不同的各物點圖像。同時，各種物點對光波產生了衍射和折射，使得通過的光波因延遲而發生了偏離，其光程就有了一定的差別，即產生了所謂“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，將這種位相差轉換成振幅差，使得原本難以分辨的透明樣品結構變得清晰可見。
二、關鍵部件
相差觀察需要特殊的相差顯微鏡才能實現，其關鍵部件包括：
相差聚光鏡：在光源與聚光鏡之間加入相差環（環形光闌），使透過聚光鏡的光線形成環形光。相差環的環狀孔（中空環）直徑和孔寬與物鏡內的相位環板匹配，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，從而實現相差到振幅的轉換。
三、應用領域
相差顯微鏡在生物學、醫學和材料科學等領域有廣泛的應用。例如，在生物學研究中，相差顯微鏡可以觀察到生物細胞的結構和功能，如細胞核、細胞質和細胞器等組成部分的結構，以及細胞的運動、分裂和凋亡等過程。在醫學研究和臨床診斷中，相差顯微鏡可以觀察到組織樣本和細胞樣本，幫助醫生診斷疾病，并觀察藥物對細胞的影響。在材料科學研究中，相差顯微鏡可以觀察到納米粒子和納米結構的形貌和分布情況。
總之，相差觀察是一種重要的光學顯微鏡觀察方式，通過利用光的干涉原理將透明樣品中的位相差轉換為振幅差，提高了樣品中各種結構間的對比度，使得原本難以分辨的透明樣品結構變得清晰可見。
