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偏光显微镜原理方法

偏光显微镜原理方法
偏光显微镜原理方法

偏光显微镜的原理及应用(三)

(2010-06-29 10:31:20)

三、光学显微分析方法

光学显微分析是利用可见光观察物体的表面新貌和内部结构,鉴定晶体的光学性质。透明晶体的观察可利用透射显微镜,如偏光显微镜。而对于不透明物体来说就只能使用反射式显微镜,即金相显微镜。利用偏光显微镜和金相显微镜进行晶体光学鉴定,是研究材料的重要方法之一。

偏光显微镜

偏光显微镜是目前研究材料晶相显微结构最有效的工具之一。随着科学技术的发展,偏光显微镜技术在不断地改进中,镜下的鉴定工作逐步由定性分析发展到定量鉴定,为显微镜在各个科学领域中的应用开辟了广阔的前景。

1. 偏光显微镜的构成

偏光显微镜的类型较多,但它们的构造基本相似。下面以XPT—7型偏光显微镜(图2.13)为例介绍其基本构成:

镜臂:呈弓形,其下端与镜座相联,上部装有镜筒。

1、目镜,

2、镜筒,

3、勃氏镜,

4、粗动手轮,

5、微调手轮,

6、镜臂,

7、镜座,

8、上偏光镜,

9、试板孔,10、物镜,11、载物台,12、聚光镜,13、锁光圈,14、下偏光镜,15、反光镜反光镜:是一个拥有平、凹两面的小圆镜,用于把光反射到显微镜的光学系统中去。当进行低倍研究时,需要的光量不大,可用平面镜,当进行高倍研究时,使用凹镜使光少许聚敛,可以增加视域的亮度。

下偏光镜:位于反光镜之上、从反光镜反射来的自然光,通过下偏光镜后,即成为振动方向固定的偏光,通常用PP代表下偏光镜的振动方向。下偏光镜可以转动,以便调节其振动方向。

锁光圈:在下偏光镜之上。可以自由开合,用以控制进入视域的光量。

聚光镜:在锁光圈之上。它是一个小凸透镜,可以把下偏光镜透出的偏光聚敛而成锥形偏光。聚光镜可以自由安上或放下。

载物台:是一个可以转动的圆形平台。边缘有刻度(0-360°),附有游标尺,读出的角度可精确至1/10度。同时配有固定螺丝,用以固定物台。物台中央有圆孔,是光线的通道。物台上有一对弹簧夹,用以夹持光片。

镜筒:为长的圆筒形,安装在镜臂上。转动镜臂上的粗动螺丝或微动螺丝可用以调节焦距。镜筒上端装有目镜,下端装有物镜,中间有试板孔、上偏光镜和勃氏镜。

物镜:由l-5组复式透镜组成的。其下端的透镜称前透镜,上端的透镜称后透镜。前透镜愈小,镜头愈长,其放大倍数愈大。每台显微镜附有3-7个不同放大倍数的物镜。每个物镜上刻有放大倍数、数值孔径(N.A)、机械筒长、盖玻璃厚度等。数值孔径表征了物镜的聚光能力,放大倍数越高的物镜其数值孔径越大,而对于同一放大倍数的物镜,数值孔径越大则分辨率越高。

目镜:由两片平凸透镜组成,目镜中可放置十字丝、目镜方格网或分度尺等。显微镜的总放大倍数为目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。

上偏光镜:其构造及作用与下偏光镜相同,但其振动方向(以AA表示)与下偏光镜振动方向(以PP表示)垂直。上偏光镜可以自由推入或拉出。

勃氏镜:位于目镜与上偏光镜之间,是一个小的凸透镜,根据需要可推入或拉出。

此外,除了以上一些主要部件外,偏光显微镜还有一些其他附件,如用于定量分析的物台微尺、机械台和电动求积仪,用于晶体光性鉴定的石膏试板、云母试板、石英楔补色器等。

利用偏光显微镜的上述部件可以组合成单偏光、正交偏光、锥光等光学分析系统,用来鉴定晶体的光学性质。

2. 单偏光镜下的晶体光学性质

利用单偏光镜鉴定晶体光学性质时,仅使用偏光显微镜中的下偏光镜,而不使用锥光镜、上偏光镜和勃氏镜等光学部件,利用下偏光镜观察、测定晶体光学性质。单偏光下观察的内容有:晶体形态、晶体颗粒大小、百分含量、解理、突起,糙面、贝克线以及颜色和多色性等。

(1)晶体的形态

每一种晶体往往具有一定的结晶习性,构成一定的形态。晶体的形状、大小、完整程度常与形成条件、析晶顺序等有密切关系。所以研究晶体的形态,不仅可以帮助我们鉴定晶体,还可以用来推测其形成条件。需要注意的是,在偏光显微镜中见到的晶体形态并不是整个立体形态,仅仅是晶体的某一切片。切片方向不同,晶体的形态可完全不同。

在单偏光中还可见晶体的自形程度,即晶体边棱的规则程度。根据其不同的形貌特征可将晶体划分下列几个类型:

自形晶:光片中晶形完整,一般呈规则的多边形(图2.14a),边棱全为直线。析晶早、结晶能力强、物理化学环境适宜于晶体生长时,便形成自形晶。

半自形晶:光片中晶形较完整,但比自形晶差,(图2.14b),部分晶棱为直线,部分为不规则的曲线。半自形晶往往是析晶较晚的晶体。

它形晶:光片中晶形呈不规则的粒状,晶棱均为它形的曲线(图2.14c)。它形晶是析晶最晚或温度下降较快时析出的晶体。

由于析晶时物质成分的粘度和杂质等因素的影响,还会形成一些奇形的晶体。这些晶体在光片中呈雪花状、树枝状、鳞片状和放射状等形态的骸晶。这在玻璃结石中较为常见。

此外,在镜下常能见到一个大晶体包裹着一些小晶体或其他物质,称之为包裹体。包裹体可以是气体、液体、其他晶体或同种晶体。从包裹体的成分和形态可以分析出晶体生长时的物理化学环境,成为物相分析的一个重要依据。

(2)晶体的解理及解理角

晶体沿着一定方向裂开成光滑平面的性质称为解理。裂开的面称为解理面。解理面一般平行于晶面。许多晶体都具有解理,但解理的方向、组数(沿几个方向有解理)及完善程度不一样,所以解理是鉴定晶体的一个重要依据。解理具有方向性,它与晶面或晶轴有一定关系。

晶体的解理在光片中是一些平行或交叉的细缝(解理面与切面的交线),称为解理缝。根据解理发育的完善程度,可以划分为极完全解理(2.15a)、完全解理(2.15b)和不完全解理(2.15c)三类。有些晶体具有两组以上解理,可以通过测定解理角来鉴定晶体。

(3)颜色和多色性

光片中晶体的颜色,是晶体对白光中七色光波选择吸收的结果。如果晶体对白光中七色光波同等程度的吸收,透过晶体后仍为白光,只是强度有所减弱,此时晶体不具颜色,为无色晶体。如果晶体对白光中的各色光吸收程度不同,则透出晶体的各种色光强度比例将发生改变,晶体呈现特定的颜色。光片中晶体颜色的深浅,称为颜色的浓度。颜色浓度除与该晶体的吸收能力有关外,还与光片的厚度有关,光片越厚吸收越多,则颜色越深。

均质体晶体是光学各向同性体,其光学性质各方向一致,故对不同振动方向的光波选择吸收也相同,所以均质体晶体的颜色和浓度,不因光波的振动方向而发生变化。但部分非均质体晶体的颜色和浓度是随方向而改变的。在单偏光镜下旋转物台时,非均质体晶体的颜色和颜色深浅要发生变化。这种由于光波和晶体中的振动方向不同,使晶体颜色发生改变的现象称为多色性;颜色深浅发生改变的现象称为吸收性。一轴晶晶体允许有两个主要的颜色,分别与Ne、No相当。二轴晶允许有三个主要的颜色,分别与光率体三主轴Ng、Nm、Np相当。晶体的多色性或吸收性可用多色性公式或吸收性公式来表示,如普通角闪石的多色性公式为Ng=深绿色,Nm=绿色,Np=浅黄绿色。

(4)贝克线、糙面、突起及闪突起

在光片中相邻两物质间,会因折射率不同而发生由折射、反射所引起的一些光学现象。

在两个折射率不同的物质接触处,可以看到比较黑暗的边缘,称为晶体的轮廓。在轮廓附近可以看到一条比较明亮的细线,当升降镜筒时,亮线发生移动,这条较亮的细线称为贝克线。

贝克线产生的原因主要由于相邻两物质的折射率不等,光通过接触介面时,发生折射、反射所引起的(图2.16)。按两物质接触关系有下列几种情况:

相邻两晶体倾斜接触,折射率大的晶体盖在折射率小的晶体之上(图2.16a),平行光线射到接触面上,光由疏介质进入密介质,光靠近法线方向折射,光线均向折射率高的一边折射,致使晶体的一边光线增多而亮度增强,另一边光线减弱。所以在二物质交界处出现较亮的贝克线和较暗的轮廓。

相邻两晶体倾斜接触,折射率小的晶体盖在折射率大的晶体之上,若接触面较缓(图2.16b),平行光线射到接触面上,光由密介质进入疏介质,光远离法线方向折射,光线均向折射率高的一边折射。

不管二介质如何接触;贝克线移动的规律总是:提升镜简,贝克线向折射率大的介质移动。根据贝克线移动规律,可以比较相邻二晶体折射率的相对大小。在观察贝克线时,适当缩小光圈,减低视域的亮度,使贝克线能清楚地看到。

在单偏光镜下观察晶体表面时,可发现某些晶体表面较为光滑,某些晶体表面显得粗糙呈麻点状,好像粗糙皮革一样,这科现象称为糙面。

糙面产生的原因是晶体光片表面具有一些显微状的凹凸不平,覆盖在晶体之上的树胶,其折射率又与晶体折射率不同,光线通过二者的接触面时,发生折射,甚至全反射作用,致使光片中晶体表面的光线集散不一,而显得明暗程度不相同,给人以粗糙的感觉。

同时,在晶体形貌观察时还会感觉到不同晶体表面好象高低不平。某些晶体显得高一些,某些晶体显得低平一些,这种现象称为突起。突起仅仅是人们视力的一种感觉,因为在同一光片中,各个晶体表面实际上是在同—水平面上,这种视觉上的突起主要是由于晶体折射率与周围树胶折射率不同而引起的。晶体折射率与树胶折射率相差愈大,则晶体的突起愈高。

在晶体光片制备时使用的树胶折射率等于1.54,对折射率大于树胶的晶体属正突起;折射率小于树胶的晶体属负突起,在晶体光学鉴定时可利用贝克线区分晶体的正负突起。根据光片中突起的高低、轮廓、糙面的明显程度,一般把警惕的突起划分为六个等级,如表2.1所示。

非均质体晶体的折射率随光波在晶体中的振动方向不同而有差异。双折射率很大的晶体,在单偏光镜下,旋转物台,突起高低发生明显的变化,这种现象称为闪突起。例如方解石晶体有明显的闪突起,可以作为鉴定晶体的一个重要特征。

3. 正交偏光镜下的晶体光学性质

所谓正交偏光镜,就是下偏光镜和上偏光镜联合使用,并且两偏光镜的振动面处于互相垂直位置(图2.17)。为了观察方便,要使两偏光镜的振动方向严格与目镜“东西”、“南北”十字丝一致。在正交偏光镜下观察时,入射光是近于平行的光束,故又称为平行正交偏光镜。

在正交偏光镜的物台上,如不放任何晶体光片时(图2.17),其视域是黑暗的。因为光通过下偏光镜,其振动方向被限制在下偏光镜的振动面PP内,当PP方向振动的光到达上偏光镜AA时,由于两振动方向互相垂直,光无法通过上偏光镜,所以视域是黑暗的。

若在正交偏光镜下的物台上放置晶体光片,由于晶体的性质和切片方向不同,将出现消光和干涉等光学现象。

(1)消光现象

晶体在正交镜下呈现黑暗的现象,称为消光现象。消光现象包括全消光和四次消光两种。

在正交镜下放均质体任意方向切片和非均质体垂直光轴的切片(图2.18a),由于这两种切片的光率体切面皆为圆切面,光波垂直这种切片入射时,不发生双折射,也不改变入射光的振动方向。

所以自下偏光镜透出的振动方向平行PP的偏光,通过晶体后,不改变原来的振动方向并与上偏光镜的振动方向AA垂直,故不能透出上偏光镜,使视域黑暗。旋转物台360°,消光现象不改变。这种消光现象称为全消光。非晶体、等轴晶系的晶体和非均质晶体垂直光轴的切片均为全消光。

在正交镜下放上非均质体其它方向的切片,由于这种切片的光率体切面均为椭圆,当椭圆切面的长、短半径与上、下偏光镜的振动方向(PP、AA)一致时(图2.18b),从下偏光镜透出的振动方向平行PP的偏光,可以透过晶体而不改变原来的振动方向。当它到达上偏光镜时,因PP与AA垂直,透不过上偏光镜而使晶体消光。而在其他位置时则总有部分光透过上偏光镜。旋转物台360°,晶体切片上的光率体椭圆半径与上、下偏光镜的振动方向有四次平行的机会(即消光位),故晶体出现四次消光现象。

由此可知,在正交镜下呈现全消光的晶体,可能是均质体,也可能是非均质体垂直光轴的切片。而呈现四次消光的,一定是非均质体晶体。所以四次消光是非均质体的特征。

非均质体垂直光轴以外的任意方向切片,不在消光位时,则将发生干涉作用。

(2)干涉现象

当非均质体任意方向切片上的光率体椭圆半径K1、K2与上、下偏光镜的振动方向AA、PP斜交时(图2.19),自然光透过下偏光镜以振动方向平行PP的偏光进入晶体切片后,发生双折射,分解形成振动方向平行K1、K2的两种偏光。K1、K2的折射率不等(N K1>N K2),在切片中的传播速度也不相同(K1为慢光,K2为快光),因此它们透出晶体切片的时间必有先后,于是就产生了光程差,以R表示。如式2.4所示。当K1、K2透过切片在空气中传播时,由于传播速度相同,所以它们在到达上偏光镜之前,光程差保持不变。

R=d(Ng-Np) (2.4)

式中:R为光程差,d为晶体厚度,Ng、Np为晶体光率体切面的主折射率。光程差通常以nm为单位表示。光程差的大小取决于晶体的双折射率和晶体的厚度。

K1、K2两条偏光的振动方向与上偏光镜的振动方向(AA)斜交,故当K1、K2先后进入上偏光镜时再度分解,形成K1’、K1”和K2’、K2”四条偏光。其中K1”和K2”的振动方向垂直于上偏光镜的振动方向AA,不能透过上偏光镜;而K1’和K2’的振动方向平行于上偏光镜的振动方向AA,因此全部透过。由于K1’和K2’均起源于射入晶体之前的那束偏振光,两者振动频率相同,均在AA平面内振动,且存在光程差,故将会导致光的干涉效应。K1、K2两束光相叠加后的合成光波振幅为:

式中,OB值为入射光的强度;α是晶体切片上光率体椭圆半径与偏光镜振动方向间的夹角,转动物台可以改变α角;λ是所用单色光的波长。

当晶体切片内的光波振动方向与上、下偏光镜的振动方向平行时,α=0,A+ =0,晶体切片处于消光位。旋转物台一周,当α=0、90、180、270°时,均出现四次消光现象。而当α=45、135、225和315°时,晶

体的亮度最大。

如果使用单色光作光源,当光程差为波长的整数倍时,sin[d(Ng-Np)π/λ]=sin nπ=0,A+ =0,此时晶体切片呈黑色。而当光程差为半波长的奇数倍时,sin[(2n+1) π/2]=1,使合成波振幅A+ 最大,干涉结果使光增强。如果沿石英光轴方向,由薄至厚磨成一条楔形的光片(称为石英楔)。石英的最大双折率Ne-No=0.009是固定常数。此时光程差的改变只随着石英楔的厚度变化。当由薄至厚逐渐插入石英楔,造成光程差均匀增加,此时在视域里就可看到明暗相间的条带(图2.20)。在R=2nλ/2处,光消失呈现黑带;在R=[(2n+1)λ/2]处,光线加强而呈现单色光的亮带(最亮)。在光程差介于二者之间处,则明亮程度介于全黑与最亮之间。明暗条带相间的距离由单色光的波长而定,红光波长较长,明暗条带的距离大;紫光波长较短,明暗条带的距离也小。

(3)干涉色及色谱表

白光由七种不同波长的单色光组成,由于不同单色光发生的消光位和最强位因各自波长而处于不同位置,因此七种单色光的明暗干涉条纹互相叠加而构成了与光程差相对应的特殊混合色,称为干涉色,它是由白光干涉而成。干涉色的颜色只决定于光程差的大小,α角只能影响干涉色的亮度。

在白光的照射下,将石英楔插入试板孔中,薄的一端在前,随着石英楔慢慢推入,可以见到石英楔的干涉色连续不断地变化,当光程差为零时,石英楔呈黑色,光程差逐渐增加,干涉色由黑色变为钢灰,然后顺着下列次序变化:钢灰、蓝灰、白、黄白、亮黄、橙黄、红、紫、蓝绿、黄绿、橙黄、猩红、淡紫、灰蓝、淡绿……高级白。这种随着光程差的逐渐增加,产生的一系列有规律变化的干涉色序,称为干涉色级序。在干涉色级序中,颜色与颜色之间是逐渐过渡的,没有明显的界限,干涉色级序愈高,界限愈不明显。通常将干涉色级序划分以下几级:

第一级:光程差为0-560nm,干涉色由低到高为:黑、钢灰、蓝灰、白、黄白、亮黄、橙黄、红、紫红。这一级特征是光程差为2O0 nm左右时,各色波长的光均具有一定的亮度,互相混合而成白色,称一级白色。一级干涉色中没有蓝色与绿色。

第二级:光程差为560-1120nm,干涉色由低到高为:紫蓝、绿、黄绿、橙红等色。其特征是颜色鲜艳,色带之间界限较清楚。

第三级:光程差为1120-1680nm,干涉色由低到高为:紫、蓝、蓝绿、黄绿、黄、橙、红。其特征不如二级鲜艳,色带之间的界限不如二级那样清楚。

第四级:光程差为1680nm以上,干涉色由低到高为:紫灰、青灰、绿灰、淡篮绿、浅橙红、高级白色。四级干涉色一般色调很淡,色带之间完全是逐渐过渡,无明显界限。当光程差增加到五级以上,各色光都不等量的出现,它们混合起来成为近似白色色调的颜色,称为高级白。如方解石平行光轴的切片上,双折射率No-Ne=0.172,当光片厚度磨到0.03mm时,其光程差R=d(No-Ne)=5160nm,呈现高级白色。这是高双折射率晶体的特征。

干涉色级序的高低取决于光程差的大小,而光程差的大小又随着光片厚度和双折射率的大小而变化,所以干涉色级序的高低应取决于晶体光片的厚度和双折射率。在标准厚度0.03mm的光片中,同一晶体因切片方向不同,显示出不同的干涉色,一轴晶垂直光轴切片的双折射率等于零,呈全消光,不显干涉色。平行光轴切片的双折射率最大,具有最高干涉色。其他方向切片的干涉色介于上述两者之间。同样,二轴晶垂直光轴切片为全消光,平行光轴面切片的干涉色为最高,其他方向切片的干涉色变化于全黑与最高干涉色之间。显然在鉴定晶体时,测定最高干涉色才有意义。

表示干涉色级序的图表,称为色谱表,如图2.21,它是利用R=d(Ng-Np)公式中切片厚度、双折射率及光程差三者之间的关系作出的。这个色谱表是米舍尔-列维在1889年创制的,故又称米舍尔-列维色谱表。

色谱表的水平方向表示光程差及大小,单位为nm;垂直方向表示光片厚度,以毫米为单位;从座标原点放射出来的一条条斜线表示双折射率的大小,每一根直线代表一个双折射率值,位于直线的末端。一定的光程差,对于一定的干涉色。在各光程差的位置上,填上相应的干涉色即成色谱表。

在图表上表示了光程差、光片厚度和双折射率三者之间的关系,所以当三者中知道其中两个,应用色谱表,就可求出第三数值。

透射电子显微镜的原理及应用

透射电子显微镜的原理及应用 一.前言 人的眼睛只能分辨1/60度视角的物体,相当于在明视距离下能分辨0.1mm 的目标。光学显微镜通过透镜将视角扩大,提高了分辨极限,可达到2000A 。。光学显微镜做为材料研究和检验的常用工具,发挥了重大作用。但是随着材料科学的发展,人们对于显微镜分析技术的要求不断提高,观察的对象也越来越细。如要求分表几十埃或更小尺寸的分子或原子。一般光学显微镜,通过扩大视角可提高的放大倍数不是无止境的。阿贝(Abbe )证明了显微镜的分辨极限取决于光源波长的大小。在一定波长条件下,超越了这个极限度,在继续放大将是徒劳的,得到的像是模糊不清的。 图1-1(a )表示了两个点光源O 、P 经过会聚透镜L ,在平面上形成像O ,、P ,的光路。实际上当点光源透射会聚成像时,由于衍射效应的作用在像平面并不能得到像点。图1-1(b )所示,在像面上形成了一个中央亮斑及周围明暗相间圆环所组成的埃利斑(Airy )。图中表示了像平面上光强度的分布。约84%的强度集中在中央亮斑上。其余则由内向外顺次递减,分散在第一、第二……亮环上。一般将第一暗环半径定义为埃利斑的半径。如果将两个光源O 、P 靠拢,相应的两个埃利斑也逐渐重叠。当斑中心O ,、P ,间距等于案例版半径时,刚好能分辨出是两个斑,此时的光点距离d 称为分辨本领,可表示如下: α λsin 61.0d n = (1-1) 式中,λ为光的波长,n 为折射系数,α孔径半角。上式表明分辨的最小距离与波长成正比。在光学显微镜的可见光的波长条件下,最大限度只能分辨2000A 。。于是,人们用很长时间寻找波长短,又能聚焦成像的光波。后来的X 射线和γ射线波长较短,但是难以会聚聚焦。 1924年德布罗(De Broglie )证明了快速粒子的辐射,并发现了一种高速运动电子,其波长为0.05A 。,这比可见的绿光波长短十万倍!又过了两年布施(Busch )提出用轴对称的电场和磁场聚焦电子线。在这两个构想基础上,1931-1933年鲁斯卡(Ruska )等设计并制造了世界上第一台透射电子显微镜。经

金相显微镜使用说明

平和精工汽车配件有限公司 一:目的 为了指导使用人员正确使用及维护此实验仪器,避免因操作失误而影响测量数据的准确性,特制定本操作手册 二:适用范围 本手册只适用于C2003A型金相显微镜使用 三:测量环境: 温度:18~40℃ / 湿度: 55%以下 四:金相显微镜介绍 ●对观察不透明物体的反射照明显微镜一般通称为金相显微镜. ●电脑型金相显微镜系统是将传统的光学显微镜与计算机通过光电转换有机的结合在一起,不仅可以 在目镜上作显微观察,还能在计算机显示屏幕上观察实时动态图像,电脑型金相显微镜并能将所需要的图片进行编辑、保存和打印 ●金相显微镜的放大原理:显微镜是由两块透镜(物镜和目镜)组成,并借物镜、目镜两次放大、使 物体得到较高的倍数. ●金相显微镜各部件名称 1: 目镜 2:物镜 3:照明推杆4:照明推杆 5:起偏振片 6:视场光栏调节手柄 7:视场光栏调节螺钉 8:滤色片转盘 9:聚光镜调节手柄 10:孔径光栏调节手柄 11:灯箱固定螺钉 12:灯箱

13:三目头 14:粗动手轮 15:微动手轮 16:纵向手轮 17:横向手轮 18:载物台 19:检偏振片推杆 五:照射影像分析前准备 1:确认金相显微镜各配件是否完整无损. 2:确认仪器是否在合格有效期内. 3:试样准备 例如:测量钢材的渗碳层厚度 3-1 对试样进行切割(参照金相切割机操作手册) 3-2 对试样进行镶嵌(参照金相显微镜操作手册) 3-3 对试样进行抛光(参照金相显微镜操作手册) 3-4 对试样进行侵蚀 ( 在某些合金中,由于各相组织物的硬度差别较大,或由于各相本身色泽显著不同,抛光状态下能在显微镜中分辨出它的组织.但大部分的显微组织均需经过不同方向侵蚀,才能显示出各种组织来,常用的 金属组织侵蚀法有化学侵蚀及电解侵蚀法等.)

显微镜的结构和使用

一. 重点和难点 重点:显微镜的原理和使用方法、装片的制作 难点:熟练掌握显微镜的使用及相关知识的应用和迁移,解决相关操作问题,对相应的题型能做出科学的分析,得出正确的答案。 二. 具体内容 显微镜的结构和使用 (2)显微镜的成像 ①光源(天然光或人工光源)→反光镜→光圈→物体→物镜(凸透镜)→在镜筒内形成物体放大的实像→目镜→把经物镜形成放大的实像进一步放大 ②显微镜放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数 (3)高倍显微镜的使用 ①用低倍显微镜观察 取镜与安放: a. 右手握镜臂,左手托镜座。

b. 显微镜放在实验台的前方稍偏左。 对光: a. 转动转换器,使低倍物镜对准通光孔。 b. 选一较大的光圈对准通光孔,左眼注视目境,转动反光镜,使光线通过通光孔反射到镜筒内,通过目镜,可能看到自亮的视野。 低倍镜观察: a. 把所要观察的玻片标本放在载物台上,用压片夹压住,标本要正对通光孔的中心。 b. 转动粗准焦螺旋,使镜筒缓缓下降,直到物镜接近玻片标本为止(此时实验者的眼睛应当看物镜镜头与标本之间,以免物镜与标本相撞)。 c. 左眼看目镜内,同时反向缓缓转动粗准焦螺旋,使镜筒上升,直到看到物像为止,再稍稍转动细准焦螺旋,使看到的物像更加清晰。 ②高倍镜观察 a. 移动装片,在低倍镜下使需要放大观察的部分移动到视野中央。 b. 转动转换器,移走低倍物镜,转换为高倍物镜。 c. 调节光圈,使视野亮度适宜。 d. 缓缓调节细准焦螺旋,使物像清晰 ③注意事项

a. 使用显微镜一定要严格按照取镜→安放→对光→压片→观察的程序进行。 b. 下降镜筒时,一定要用双眼从侧面注视物镜,使之接近装片,但又要防止镜头触及装片。否则会压碎装片和损坏物镜(l0x物镜的工作距离为0. 5-1 cm)。 c. 有必要使用高倍物镜时,必须先在低倍物镜下将目标移到视野的中心,然后换用高倍物镜。因为在低倍物镜下看到的物像放大倍数小,但看到的标本实际面积大,容易找到目标;与低倍物镜相比,高倍物镜下看到的物像人,同样的视野面积看到的标本的实际面积小,在装片不动的情况下,高倍物镜看到的只是低倍物镜视野的中心部分。 d. 换高倍物镜时,千万不可将镜筒升高,正确的做法是直接转动转换器,换上高倍物镜即可。 e. 使用高倍物镜之后,透镜与装片之间的距离很近,使用粗准焦螺旋容易压碎玻片和损坏透镜,或者由于物像一闪而过,找不到要观察的目标.因此,必须用细准焦螺旋调焦,细准焦螺旋只在调节图像清晰度时使用。 ④原理说明 1. 识别镜头:(1)目镜:装在镜筒的上端,通常备有2-3个,上面刻有5×、10×或15×符号以表示其放大倍数,一般装的是10×的目镜。放大倍数越大镜筒越短。(2)物镜:装在镜筒下端的转换器上,一般有2-3个物镜,其中最短的刻有“10×”符号的为低倍镜,较长的刻有“40×”符号的为高倍镜,放大倍数越大镜筒越长 2. 放大倍数:显微镜的放大倍数是物镜的放大倍数与目镜的放大倍数的乘积,如物镜为10×,目镜为10×,其放大倍数就为10×10=100。放大的是物体的直线长度和宽度而不是面积。 3. 工作距离:是指显微镜处于工作状态(物象调节清楚)时物镜的下表面与盖玻片(盖玻片的厚度一般为0.17mm)上表面之间的距离,物镜的放大倍数愈大,它的工作距离愈小。如物镜是10×的工作距离比物镜是40×的工作距离大。 4. 明暗程度:(1)显微镜用光源,自然光和灯光都可以,以灯光较好,因光色和强度都容易控制。(2)反光镜它有平、凹两面,再经通光孔照至标本。可向任意方向转动,凹面镜聚光作用强,适于光线较弱时使用,平面镜聚光作用弱,适于光线较强时使用。(3)光圈或遮光器在通光孔下方,光圈由十几张金属薄片组成,其外侧伸出一柄,推动它可调节其开孔的大小,以调节进光量;遮光器由几个直径大小不同的孔组成,选择某一孔以确定进光量。 5. 物像:镜下见到的是完全的倒像,即标本位于玻片右上角时在镜下的左下角位置出现,移动的规律是物象在镜下的左下角时将玻片向左下角移动可以将物象移到视野的中央来。但是物体的运动方向不变,即标本中细胞质是顺时针方向流动的,镜下仍为顺时针流动。 6. 污物的位置:在视野中常看到污物,要明确污物不会在反光镜上,因为反光镜的作用是将光源光线反射到玻片标本上;确定污物的位置首先移动玻片如污物随之移动即污物在玻片上;如污物不动,再转动目镜污物也随之转动即污物在目镜上;否则在物镜上。 7. 普通光学显微镜下可以见到的细胞结构有:细胞壁、细胞核、液泡、叶绿体、线粒体、核仁,在质壁分离时可见到细胞膜,有丝分裂时可见到染色体。 8. 玻片标本:必须是透明的,要使光线能透过标本内部。常用的种类有切片(洋葱根尖纵切片);装片(洋葱表皮临时装片);压片(洋葱根尖临时压片观察有丝分裂);涂片(血涂片、自生固氮菌的临时涂片)。

金相显微镜使用说明书

金相显微镜MM-4XC说明书 部件名称 1目镜 2.观察/摄影功能切换推杆 3.镜体锁紧螺钉 4.三目头 5.限位手轮6台面纵向移动手轮7亮度调节旋钮8.台面横向移动手轮9.电源开关10.视场光栏调中螺钉11.聚光灯调节手柄12.灯泡垂直方向调节旋钮13.灯泡横向调节旋钮14.灯箱 15.滤色片座16.孔径光栏调节手柄17.视场光栏调节手柄18.物镜19.载物台20. 压簧片21.双目头22.起偏振器23.灯箱锁紧螺钉24.调节松紧手轮25.粗动调节手轮26.微动调焦手轮27.带保险丝座的电源插座28.电源插头

技术规范 三目头:倾斜30°。 转换器:四孔滚珠内定位转换器 目镜:10×大视野目镜,焦距25mm,视场Φ18mm。 载物台:双层机械移动式载物台,大小:180mm×150mm,移动范围:15mm×15mm。 滤色镜:蓝滤色片、绿滤色片、黄滤色片和磨砂玻璃。 照明:6V/20w卤素灯,亮度可调,输入电压:220V/50Hz或110V/50Hz。 安装说明 1.把各部分的包装移出,如有需要请把包装保留,以便日后搬运仪器。 2.董凯镜体锁紧螺钉,旋转三目头或双目头面向仪器的正面,然后拧紧锁紧螺钉。 3.依次将物镜安装到转换镜上中。 4.把目镜筒的防尘罩取下然后目镜分别插入目镜筒中。 5.安装灯箱。把灯箱电源插头插入主体电源输出口。 6.把电源线接到相适配的电源插座上。 基本操作 1.照明装置的操作 1)照明器的电源开关和亮度调节旋钮在一起的右下方。整个电气系统都受保险丝管的保 护,保险丝座在电源插座内。 2)打开电源开关,是照明器处于工作状态,参照图2.如果灯不亮,请检查亮度调节旋钮是 否处于过低的位置。 注意:尽量不要使亮度长时间处在最亮位置,以免降低灯泡使用寿命。 2.调焦装置的操作 1)粗动控制由位于架身两侧的粗动手轮实现,微动调焦则由同轴的微动调焦手轮实现。这种同轴的设计提供方便和自流现象。

实验一显微镜的构造及使用方法

实验一显微镜的构造及使用方法 一、目的要求 1.了解显微镜的构造、性能及成像原理。 2.掌握显微镜的正确适用及维护方法。 二、实验器材 1.显微镜、纱布、绸布 2.酵母菌示教标本 三、普通光学显微镜简介 微生物的最显著的特点就是个体微小,必须借助显微镜才能观察到它们的个体形态和细胞结构。熟悉显微镜并掌握其操作技术是研究微生物不可缺少的手段。 显微镜可分为电子显微镜和光学显微镜两大类。光学显微镜包括:明视野显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、偏光显微镜、荧光显微镜、立体显微镜等。其中明视野显微镜为最常用普通光学显微镜,其它显微镜都是在此基础上发展而来的,基本结构相同,只是在某些部分作了一些改变。明视野显微镜简称显微镜。 (一)显微镜的构造 普通光学显微镜的构造可以分为机械和光学系统两大部分。 图1-1 显微镜构造 1.目镜 2.镜筒 3. 转换器 4. 物镜 5. 载物台 6. 聚光器 7. 虹彩光圈 8. 聚光镜调节钮9.反光镜10. 底座11. 镜臂12. 标本片移动钮 13. 细调焦旋钮14. 粗调焦旋钮15.电源开关16.光亮调节钮17.光源 1.机械系统: (1)镜座Base:在显微镜的底部,呈马蹄形、长方形、三角形等。 (2)镜臂Arm:连接镜座和镜筒之间的部分,呈圆弧形,作为移动显微镜时的握持部分。 (3)镜筒Tube:位于镜臂上端的空心圆筒,是光线的通道。镜筒的上端可插入接目镜,下面可与转换器相连接。镜筒的长度一般为160mm。显微镜分为直筒式和斜筒式; 有单筒式的,也有双筒式的。 (4)旋转器Nosepiece:位于镜筒下端,是一个可以旋转的圆盘。有3~4个孔,用于安

金相显微镜使用介绍

实验一利用金相显微镜观察金属的显微组织 一、实验目的 1、能正确地掌握基本的金相显微分析方法,正确地使用金相显微镜观察和分析金属显微组织。 2、分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响,从而加深理解成分、组织与性能之间 的相互关系。 3、了解铸铁和部份有色金属的显微组织。 二、实验内容: 1、根据铁碳合金相图分析各类成分合金的组织形成过程,并通过对铁碳合金平衡组织的观察和分析,熟悉钢和铸铁的金相组织和形态特征,以进一步建立成分与组织之间相互关系的概念。 2、在金相显微镜下对各种试样进行观察和分析,并确定其所属类型。 3、对碳钢(纯铁、20#钢、45#钢、T8钢、T10钢、T12钢)平衡状态下的组织进行观察,分析含碳量不同时的组织变化、并初步绘制出其显微组织图像。 4、观察铸铁(灰口铁、可锻铸铁、球墨铸铁)显微组织中石墨的典型形状。 5、观察了解有色金属(铝ZL102、黄铜H70)的显微组织。 三、实验设备的使用和注意事项: (一)金相显微镜的构造和使用 1、金相显微镜的构造 本实验使用的金相显微镜的型号为4X型。它由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成。 金相显微镜的光学系统如图(一)所示。由灯泡1发出的光线经聚光透镜组2及反光镜8聚集到孔径光栏9,再经过聚光镜3聚集到物镜的后焦面,最后通过物镜平行照射到试样7的表面。从试样反射回来的光线复经物镜组6和辅助透镜5,由半反射镜4转向,经过辅助透镜以及棱镜造成一个被观察物体的倒立的放大实象,该象再经过目镜15的放大,就成为在目镜的视场中能看到的放大映象。

图(一)4X 型金相显微镜的光学系统图(二)4X型金相显微镜的外形结构图4X型金相显微镜的外形结构如图(二)所示。现分别介绍其各部件的功能及使用。 照明系统:在底座内装有一低压(6~8V,15W)灯泡作为光源,由变压器降压供电,靠调节次级电压(6~8V)来改变光的亮度。聚光镜、孔径光栏及反光镜等装置均安装在圆形底座上,视场光栏及另一聚光镜则安在支架上,它们组成显微镜的照明系统,使试样表面获得充分、均匀的照明。 显微镜调焦装置:在显微镜体的两侧有粗动的微动调焦手轮,两者在同一部位。随粗调手轮6的转动,支承载物台的弯臂作上下运动。在粗调手轮的一侧有制动装置,用以固定调焦正确后载物台的位置。微调手轮5使显微镜本体沿着滑轨缓慢移动。在右侧手轮上刻有分度格,每一格表示物镜座上下微动0.002毫米。与刻度盘同侧的齿轮箱上刻有二条白线,用以指示微动升降范围,当旋到极限位置时,微动手轮就自动被限制住,此时,不能再继续旋转而倒转回来使用。 载物台(样品台):用于放置金相样品,载物台和下面托盘之间有导架。用手推动,可使载物台在水平面上作一定范围的十字定向移动,以改变试样的观察部位。 孔径光栏和视场光栏:孔径光栏装在照明反射镜座上面,调整孔径光栏能够控制入射光束的粗细,以保证物象达到清晰的程度。视场光栏设在物镜支架下面,其作用是控制视场范围,使目镜中视场明亮而无阴影。在刻有直纹的套圈上还有两个调节螺钉,用来调整光栏中心。 物镜转换器:转换器呈球面形,上有三个螺孔,可安装不同放大倍数的物镜,旋动转换器可使各物镜镜头进入光路,与不同的目镜搭配使用,可获得各种放大倍数。 目镜筒:目镜筒呈现45°倾斜安装在附有棱镜的半球形座上,还可将目镜转向90°呈水平状态以配合照相装置进行金相摄影。 2、金相显镜的使用方法及注意事项 金相显微镜是一种精密的光学仪器,使用时要求细心谨慎。在使用显微镜工作之前首先应熟悉其构造特点及各主要部件的相互位置和作用,然后按照显微镜的使用规则进行操作。 (1)金相显微镜的使用规程: 1)首先将显微镜的光源插头插在变压器上,通过低压(6~8V)变压器通电源。 2)根据放大倍数选用所需的物镜和目镜,分别安装在物镜座上及目镜筒内,并使转换器转至固定位置(由定位器定位)。 3)试样放在样品台中心,使观察面朝下并用弹簧片压住。 4)转动粗调手轮先使载物台下降,同时用眼观察,使物镜尽可能接近试样表面(但不 得与试样相碰),然后相反转动粗调手轮,使载物台渐渐上升以调节焦距,当视场亮度增强

实验一金相显微镜的操作和使用

工程材料 实验指导书 上海交通大学机械与动力工程学院基础与实验教学中心

目录 实验一铁碳相图平衡组织分析 (1) 一、实验目的 (1) 二、实验原理 (1) 三、实验设备和材料 (3) 四、实验内容和实验报告 (3) 实验二碳钢热处理后显微组织观察 (4) 一、实验目的 (4) 二、实验原理 (4) 三、实验设备和材料 (6) 四、实验内容和实验报告 (6)

实验一铁碳相图平衡组织分析 一、实验目的 1、观察和分析铁碳合金的平衡组织; 2、分析铁碳合金显微组织的形成过程。 二、实验原理 图1-1 铁碳平衡相图 铁碳合金是目前应用最广泛的工程材料,铁碳合金的平衡组织是研究铁碳合金的性能及相变机理的基础,其相图如1-1所示。通常将缓冷(退火)后的铁碳合金组织看作为平衡组织,具体分类见表1-1。 表1―1 铁碳合金的分类和组织

1、铁碳合金的平衡组织 铁碳合金在常温下只有两相,即铁素体和渗碳体,由于含碳量的不同,这两个基本相的相对量,形状和分布情况有很大的不同,因此呈现各种不同的组织形态。下面介绍一下各种显微组织的基本特征: (1)铁素体:是碳在α—Fe中的固溶体,碳的浓度是可变的,在727℃时达到最大溶解度,为0.0218%,在常温下,碳的浓度为0.0008%左右,铁素体的硬度很低,塑性好,经4%硝酸酒精浸蚀后呈白亮色。含碳量较低时,铁素体呈块状分布,随含碳量增加,铁素体量减少,在接近共析成分时,铁素体呈网状分布在珠光体周围。 (2)渗碳体:是碳与铁的一种化合物,化学式为Fe3C,含碳量很高,达6.69%,坚硬而脆,抗浸蚀能力很强,经4%硝酸酒精浸蚀后成白亮色。在过共晶白口铸铁中的一次渗碳体是从液态中直接结晶成的,故呈条状分布。在过共析钢和亚共晶白口铸铁中的二次渗碳体是从奥氏体中沿晶界析出的,所以呈网状分布在珠光体的周围。由于渗碳体硬度很高,所以在磨面上是突起的。 铁素体和渗碳体经4%硝酸酒精浸蚀后都呈白亮色,若用苦味酸纳溶液浸蚀,铁素体仍为白色,渗碳体则被染成黑褐色,由此可区别铁素体和渗碳体。 (3)珠光体:是铁素体和渗碳体的两相混合物。 片状珠光体是经一般退火后得到的铁素体和渗碳体的片层交叠组织,经4%硝酸酒精浸蚀后,这种组织在显微镜下由于放大倍数不同而有不同的特征,在600倍以上观察时,可见珠光体中平行相间的宽条铁素体和细条渗碳体都呈白亮色,而边界呈黑色;在400倍左右观察时,由于显微镜鉴别率降低,白亮的细条渗碳体被黑色的边界所“吞没”而呈黑色,这时看到的珠光体是宽条白亮色铁素体和细条渗碳体相间;在200倍以下观察时,宽条白亮色的铁素体也难以区分了,这时的珠光体特征是暗黑色,低碳钢中的珠光体量很少,片间距细小,即使在较高倍观察时也是暗黑色的。 2、各组织的机械性能 为了掌握铁碳合金的机械性能,必须控制各种组织的相对量,已知铁素体软而塑性好,渗碳体硬而脆,珠光体是这两相的机械混合物,莱氏体则是渗碳体和珠光体的混合物。铁素体、渗碳体、和珠光体的机械性能如表1-2。

光学显微镜的原理及构造

光学显微镜的原理及构造显微镜是人类认识物质微观世界的重要工具,是现代科学研究工作不可缺少的仪器之一。显微镜自1666年问世以来已有300多年的历史了,其间随着科学技术不断发展,显微镜的品种不断增加,结构和性能逐步得到完善和提高。 根据不同的使用用途,光学显微镜可分为普通光学显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、荧光显微镜、倒置显微镜、体视显微镜、偏光显微镜等10多种。目前,世界上许多国家都可以生产光学显微镜,牌名、种类繁杂,其中德国、日本等国制造的显微镜品质、数量占优势,但价格昂贵。 对于现代的光学显微镜,包括各种简单的常规检验用显微镜、万能研究以及万能照相显微镜等,首先要认识其构造及各部件的功能,同时要掌握正确的调试、使用和保养方法,才能在实际应用中面对各种要求时以不同的显微镜检方法,充分发挥显微镜应有的功能,提高常规检验工作效率. 光学显微镜的原理和构造 随着科学技术的发展,显微镜检方法由最传统的明视野、暗视野发展出了相差法、偏光方法;荧光方法也由透射光激发进展为落射光激发,使荧光效率大为提高;微分干涉相衬方法基于偏光方法,而巧妙地利用了微分干涉棱镜,使之能应用于医学与生物学的样品,又能应用于金相样品的分析与检验。 下面以德国ZEISS公司生产的Axioplan万能研究用显微镜,简单介绍万能显微镜的基本组成部件。 1. 显微镜主机体(stand) 显微镜的主机体设计成金字塔形,而底座的截面呈T字形,使显微镜的整体相当稳固。显微镜的光学部件和机构调节部件、光源的灯室、显微照相装置、电源变压稳压器等,都可安装在主机体上或主机体内。 2. 显微镜的底座(base) 底座和主机体通常组成一个稳固的整体。底座内通常装有透射光照明光路系统(聚光、集光和反光)部件,光源的滤光片组,粗/微调焦机构,光源的视场光阑也安装在底座上。 3. 透射光光源(tranilluminator) 透射光光源由灯室(lamp housing)、灯座(lamp socket)、卤素灯(halogen lamp)、集光与聚光系统(lamp collector and lamp condenser)及其调整装置组成。 4. 透射光光源与反射光光源的转换开关(toggle switch) 这是新一代AXIO系列显微镜特有的装置,透射光和反射光可通用。当具有透/反两用的配置时,利用这一转换开关能方便而又迅速的使透射光 和反射光互相转换。在纯透射光的配置中,这一开关就改为电源开关。

金相显微镜使用注意事项

金相显微镜使用注意事项 金相显微镜使用注意事项: (1)操作时必须特别谨慎,不能有任何剧烈的动作。不允许自行拆卸光学系统。 (2)严禁用手指直接接触显微镜镜头的玻璃部分和试样磨面。若镜头上落有灰尘,会影响显微镜的清晰度与分辨率。此时,应先用洗耳球吹去灰尘和砂粒,再用镜头纸或毛刷轻轻擦拭,以免直接擦试时划花镜头玻璃,影响使用效果。 (3)切勿将显微镜的灯泡(6~8V)插头直接插在220V的电源插座上,应当插在变压器上,否则会立即烧坏灯泡。观察结束后应及时关闭电源。 (4)在旋转粗调(或微调)手轮时动作要慢,碰到某种阻碍时应立即停止操作,报告指导教师查找原因,不得用力强行转动,否则会损坏机件。 3.金相显微镜仪器维护 为了使仪器在正常使用条件下,保持它的有效性能,除了必须使用恰当外,还必须注意加强维护保养,现就维护保养问题提出下列几点要求(仅供参考)。 (1)仪器应贮放在空气流通和较干燥的地方,避免过冷过热和接触腐蚀性气体,不能与化学用品(干燥剂除外)同时贮放于同一地方。使用后宜用罩子遮盖并抹擦干净。不用时,要及时移走试样(玻片),用擦镜纸擦拭镜头,并将镜头转成八字式,同时下降镜筒固定,以免物镜镜头与集光器上的透镜相击而受损。再将显微镜装放入木箱内,放置在干燥、通风处。在可能条件下,最好每隔一定的时间,选择天气好的日子,将仪器和附件从木箱中取出,一起在室内宽敞、干燥、空气流通的地方,作两、三小时的室内晾曝。在高温天气作业完毕后,应注意贮放地点的温度,如温差悬殊,用毕后即收藏会在仪器上面产生湿气,容易使仪器发潮损坏。 (2)使用后应给目镜斜管盖上防尘盖子,如没有防尘盖子亦应套上目镜,以免灰尘落入斜管内,影响镜座光具的清洁。 (3)不宜随便拆卸和揩抹光学系统内部的半反射镜。除此之外,在透镜或玻璃表面不慎接触油污尘垢,可用细洁亚麻布或洁净脱脂棉花,沾少许二甲苯拭除(但不能用酒精,以免浸入透镜内层影响质量),由镜头中心向外旋转擦拭,并用擦镜纸或软绸布轻轻拭净,否则易于脱胶,或模糊而影响检测效果。如只是沾上灰尘,可用橡皮小吹风球把灰尘吹掉(不可用口吹),或用软毛笔或用细木棒卷上棉花,轻轻擦除之。镜头表面镀有一层兰透光膜,不要误作污物擦拭,禁止用金属工具来代替棉签进行擦拭。 (4)使用油浸系物镜后,必须立即采用上述方法把油垢除去,抹擦干净,抹时千万小心,特别注意不能按压镜面,否则容易使透镜脱离镜座。 (5)仪器长期使用后,粗动滑板部分及载物台滑动部分可能出现油脂不足或干涸现象,此时应及时添加润滑油脂。粗(微)动机构宜用流动性油脂,载物台滑动部分宜用有适当粘度的(但注意不能含有酸性)油脂。

显微镜的原理和

显微镜的原理和使用方法

显微镜的原理和使用方法-装片的制作 显微镜的结构和使用 (2)显微镜的成像 ①光源(天然光或人工光源)→反光镜→光圈→物体→物镜(凸透镜)→在镜筒内形成物体放大的实像→目镜→把经物镜形成放大的实像进一步放大 ②显微镜放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数 (3)高倍显微镜的使用 ①用低倍显微镜观察 取镜与安放: a. 右手握镜臂,左手托镜座。

b. 显微镜放在实验台的前方稍偏左。 对光: a. 转动转换器,使低倍物镜对准通光孔。 b. 选一较大的光圈对准通光孔,左眼注视目境,转动反光镜,使光线通过通光孔反射到镜筒内,通过目镜,可能看到自亮的视野。 低倍镜观察: a. 把所要观察的玻片标本放在载物台上,用压片夹压住,标本要正对通光孔的中心。 b. 转动粗准焦螺旋,使镜筒缓缓下降,直到物镜接近玻片标本为止(此时实验者的眼睛应当看物镜镜头与标本之间,以免物镜与标本相撞)。

c. 左眼看目镜内,同时反向缓缓转动粗准焦螺旋,使镜筒上升,直到看到物像为止,再稍稍转动细准焦螺旋,使看到的物像更加清晰。 ②高倍镜观察 a. 移动装片,在低倍镜下使需要放大观察的部分移动到视野中央。 b. 转动转换器,移走低倍物镜,转换为高倍物镜。 c. 调节光圈,使视野亮度适宜。 d. 缓缓调节细准焦螺旋,使物像清晰 ③注意事项 a. 使用显微镜一定要严格按照取镜→安放→对光→压片→观察的程序进行。 b. 下降镜筒时,一定要用双眼从侧面注视物镜,使之接近装片,但又要防止镜头触及装片。否则会压碎装片和损坏物镜(l0x物镜的工作距离为0. 5-1 cm)。 c. 有必要使用高倍物镜时,必须先在低倍物镜下将目标移到视野的中心,然后换用高倍物镜。因为在低倍物镜下看到的物像放大倍数小,但看到的标本实际面积大,容易找到目标;与低倍物镜相比,高倍物镜下看到的物像人,同样的视野面积看到的标本的实际面积小,在装片不动的情况下,高倍物镜看到的只是低倍物镜视野的中心部分。

金相显微镜的使用与金相样品的制备实验报告

金相显微摄像 一、实验目的: (一)了解普通金相显微镜的构造与使用方法。 (二)了解金相试样的制备方法。 (三)学习使用金相显微镜观察金相组织。 二、实验设备及材料: 实验设备:金相显微镜、砂轮机、抛光机、吹风机、玻璃板、培养皿、镊子。材料:金相试样、砂纸一套(800,1000,1200 )、抛光液(Al2O3)、腐蚀剂(4% 硝酸酒精溶液)、药棉、酒精 三、实验内容及步骤: 实验内容:(1)用机械抛光和化学侵蚀的方法制备金相样品 (2)观察试样的显微组织,并绘制组织图。 试验步骤:(1)金相样品的截取及镶嵌 (2)金相样品磨光 (3)金相样品的抛光 (4)金相样品的化学侵蚀 (5)显微组织的观察与记录

四、简述金相显微镜的放大原理:显微镜的成象放大部分主要由两组透镜组成。靠近观察物体的透镜叫物镜,而靠近眼睛的透镜叫目镜。通过物镜和目镜的两次放大,就能将物体放大到较高的倍数 五、简述金相显微镜的基本构造 金相显微镜通常由光学系统,照明系统和机械系统三大部分组成,有的显微镜还附有摄影装置 (一)金相显微镜机械装置 显微镜的机械装置要由镜座、镜臂、载物台、镜简、物镜转换器及调焦装置等。它是支持放大、照明部分的支架、具固定与调解光学镜头,固定和移动标本作用。 二)金相显微镜放大部分 放大部分包括接物镜和接目镜。 (三)金相显微镜照明部分 照明部分包括反光镜、滤光镜、虹彩光圈和聚光镜等 六、金相制样的基本过程包括几个方面?这几个方面各是哪些? 制备显微试样包括取样、磨光、抛光及浸蚀四个步骤 1、取样 取样时应根据被分析材料或零件的特点。选择有代表性的部分。试样最适合的尺寸是直径为12mm,高为10mm的圆柱体或面积为12*12㎜2,高10mm的长方体。根据材料性质不同,可用手锯、用车床切削、用锤子击碎以及用砂轮切割等方法截

显微镜原理与构造

随着科学技术的发展,显微镜检方法由最传统的明视野、暗视野发展出了相差法、偏光方法;荧光方法也由透射光激发进展为落射光激发,使荧光效率大为提高;微分干涉相衬方 法基于偏光方法,而巧妙地利用了微分干涉棱镜,使之能应用于医学与生物学的样品,又 能应用于金相样品的分析与检验。 下面以德国ZEISS公司生产的Axioplan万能研究用显微镜,简单介绍万能显微镜的基 本组成部件。 1. 显微镜主机体(stand)显微镜的主机体设计成金字塔形,而底座的截面呈T字形,使显微镜的整体相当稳固。显微镜的光学部件和机构调节部件、光源的灯室、显微照相装置、电源变压稳压器等,都可安装在主机体上或主机体内。 2. 显微镜的底座(base)底座和主机体通常组成一个稳固的整体。底座内通常装有 透射光照明光路系统(聚光、集光和反光)部件,光源的滤光片组,粗/微调焦机构,光源的视场光阑也安装在底座上。 3. 透射光光源(tranilluminator)透射光光源由灯室(lamp housing)、灯座(lamp socket)、卤素灯(halogen lamp)、集光与聚光系统(lamp collector and lamp condenser)及其调整装置组成。 4. 透射光光源与反射光光源的转换开关(toggle switch)这是新一代AXIO系列显 微镜特有的装置,透射光和反射光可通用。当具有透/反两用的配置时,利用这一转换开关能方便而又迅速的使透射光和反射光互相转换。在纯透射光的配置中,这一开关就改为电 源开关。 5. 电源开关(mains switch)与亮度调节旋钮(brightness control)电源开关用 来接通或切断显微镜所需用的交流电源。电源开关旋钮也可调节照明光源的亮度,使所观 察的视域可随时获得适当的亮度,可调范围为3-12V。作显微照相时,可根据曝光以及彩 色底片色温的要求来调节灯光的亮度。当准备关掉电源之前,应先将亮度调节旋钮调到最小。 6. 粗、微调焦旋钮(coaxial coarse/fine focusing controls)调焦旋钮转动时带 动燕尾导板上下移动,而导板上则装有物台托架和聚光镜托架,从而使物台趋向或远离物 镜达到调焦的效果。 7. 透射光用的滤光片选择按钮(push buttons for filter magazine)透射光显微 镜检方法所需用的一组滤光片已安装在显微镜的底座内,通过底座外的按钮就可以根据不 同的需要来选择适用的一块或一组滤光片。通常的滤光片配套有: (1) 蓝色色温转换滤光片:用来把光源的色温由3200K转换成日光型彩色底片所需 的5500K色温; (2) 绿色滤光片:用来增强相差观察方法中成像的反差,或者以黑白底片作显微照相时,可以提高片成像的反差;

金相显微镜的构造及使用.

职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库球墨铸铁铸件生产技术课程金相显微镜的构造 及使用 主讲:贺生明 榆林职业技术学院

金相显微镜的构造及使用 一、概述 众所周知,放大镜是最简单的一种光学仪器,它实际上是一块会聚透镜(凸透镜),利用它就可以将物体放大。但金相显微镜不象放大镜那样由单个透镜组成,而是由两组透镜组成。靠近所观察试样的透镜叫做物镜,而靠近眼睛的透镜叫做目镜。借助物镜与目镜的两次放大,就能将物体放大到很高倍数(1~1000倍)。图1所示为在显微镜中得到放大物象的光学原理图。 图1金相显微镜光学原理图 ×M目金相显微镜总的放大倍数应为物镜与目镜放大倍数的乘积,即:M 总=M物放大倍数用符号“X”表示,例如物镜放大倍数为25Х,目镜放大倍数为10Х,则显微镜的放大倍数为25×10=250Х。显微镜的主要放大倍数通过物镜来保证,物镜的最高放大倍数可达100Х,目镜的放大倍数可达25Х。放大倍数均分别标注在物镜与目镜上。 在使用显微镜观察试样时,应根据其组织的粗细情况,选择适当的放大倍数。以细节部分观察得清晰为准。 显微镜的鉴别能力(鉴别率):显微镜的鉴别能力是显微镜也是物镜最重要的特性,它是指显微镜对于试样上最细微部分所能获得清晰映象的能力。物镜的数值孔径,表示物镜的聚光能力,物镜的数值孔径越大,表明物镜的鉴别能力也就是显微镜的鉴别能力越高。物镜的数值孔径与放大倍数一起刻在镜头外壳上,例如镜头上刻有25/0.50,这个0.50即表示物镜的数值孔径。 显微镜质量的好坏,主要取决于:放大倍数、透镜的质量、显微镜的鉴别能力。

二、金相显微镜的构造 金相显微镜最常见的有台式、立式和卧式三大类。金相显微镜通常由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成。现以4XI型台式金相显微镜为例加以说明。 光学系统:由光源、反光镜、物镜组、目镜及多组聚光镜组组成。图2是金相显微镜光路图。 图2金相显微镜光路图 照明系统:由安装在底座上的低压灯泡、聚光镜、反光镜、孔径光栏和安装在支架上的视场光栏和另一聚光镜组成。 机械系统:由载物台(试样台)、物镜转换器(安装多个物镜)、目镜筒(接目镜)、粗调和微调手轮、视场光栏(调节视域大小)和孔径光栏(调节进光 量)组成。图3为金相显微镜构造 图3金相显微镜构造

显微镜的原理和使用方法

显微镜的原理和使用方法-装片的制作 显微镜的结构和使用 (2)显微镜的成像 ①光源(天然光或人工光源)→反光镜→光圈→物体→物镜(凸透镜)→在镜筒形成物体放大的实像→目镜→把经物镜形成放大的实像进一步放大 ②显微镜放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数 (3)高倍显微镜的使用 ①用低倍显微镜观察 取镜与安放: a. 右手握镜臂,左手托镜座。 b. 显微镜放在实验台的前方稍偏左。 对光: a. 转动转换器,使低倍物镜对准通光孔。 b. 选一较大的光圈对准通光孔,左眼注视目境,转动反光镜,使光线通过通光孔反射到镜筒,通过目镜,可能看到自亮的视野。 低倍镜观察: a. 把所要观察的玻片标本放在载物台上,用压片夹压住,标本要正对通光孔的中心。 b. 转动粗准焦螺旋,使镜筒缓缓下降,直到物镜接近玻片标本为止(此时实验者的眼睛应当看物镜镜头与标本之间,以免物镜与标本相撞)。 c. 左眼看目镜,同时反向缓缓转动粗准焦螺旋,使镜筒上升,直到看到物像为止,再稍稍转动细准焦螺旋,使看到的物像更加清晰。 ②高倍镜观察 a. 移动装片,在低倍镜下使需要放大观察的部分移动到视野中央。

b. 转动转换器,移走低倍物镜,转换为高倍物镜。 c. 调节光圈,使视野亮度适宜。 d. 缓缓调节细准焦螺旋,使物像清晰 ③注意事项 a. 使用显微镜一定要严格按照取镜→安放→对光→压片→观察的程序进行。 b. 下降镜筒时,一定要用双眼从侧面注视物镜,使之接近装片,但又要防止镜头触及装片。否则会压碎装片和损坏物镜(l0x物镜的工作距离为0. 5-1 cm)。 c. 有必要使用高倍物镜时,必须先在低倍物镜下将目标移到视野的中心,然后换用高倍物镜。因为在低倍物镜下看到的物像放大倍数小,但看到的标本实际面积大,容易找到目标;与低倍物镜相比,高倍物镜下看到的物像人,同样的视野面积看到的标本的实际面积小,在装片不动的情况下,高倍物镜看到的只是低倍物镜视野的中心部分。 d. 换高倍物镜时,千万不可将镜筒升高,正确的做法是直接转动转换器,换上高倍物镜即可。 e. 使用高倍物镜之后,透镜与装片之间的距离很近,使用粗准焦螺旋容易压碎玻片和损坏透镜,或者由于物像一闪而过,找不到要观察的目标.因此,必须用细准焦螺旋调焦,细准焦螺旋只在调节图像清晰度时使用。 ④原理说明 1. 识别镜头:(1)目镜:装在镜筒的上端,通常备有2-3个,上面刻有5×、10×或15×符号以表示其放大倍数,一般装的是10×的目镜。放大倍数越大镜筒越短。(2)物镜:装在镜筒下端的转换器上,一般有2-3个物镜,其中最短的刻有“10×”符号的为低倍镜,较长的刻有“40×”符号的为高倍镜,放大倍数越大镜筒越长 2. 放大倍数:显微镜的放大倍数是物镜的放大倍数与目镜的放大倍数的乘积,如物镜为10×,目镜为10×,其放大倍数就为10×10=100。放大的是物体的直线长度和宽度而不是面积。 3. 工作距离:是指显微镜处于工作状态(物象调节清楚)时物镜的下表面与盖玻片(盖玻片的厚度一般为0.17mm)上表面之间的距离,物镜的放大倍数愈大,它的工作距离愈小。如物镜是10×的工作距离比物镜是40×的工作距离大。 4. 明暗程度:(1)显微镜用光源,自然光和灯光都可以,以灯光较好,因光色和强度都容易控制。(2)反光镜它有平、凹两面,再经通光孔照至标本。可向任意方向转动,凹面镜聚光作用强,适于光线较弱时使用,平面镜聚光作用弱,适于光线较强时使用。(3)光圈或遮光器在通光孔下方,光圈由十几金属薄片组成,其外侧伸出一柄,推动它可调节其开孔的大小,以调节进光量;遮光器由几个直径大小不同的孔组成,选择某一孔以确定进光量。 5. 物像:镜下见到的是完全的倒像,即标本位于玻片右上角时在镜下的左下角位置出现,移动的规律是物象在镜下的左下角时将玻片向左下角移动可以将物象移到视野的中央来。但是物体的运动方向不变,即标本中细胞质是顺时针方向流动的,镜下仍为顺时针流动。 6. 污物的位置:在视野中常看到污物,要明确污物不会在反光镜上,因为反光镜的作用是将光源光线反射到玻片标本上;确定污物的位置首先移动玻片如污物随之移动即污物在玻片上;如污物不动,再转动目镜污物也随之转动即污物在目镜上;否则在物镜上。 7. 普通光学显微镜下可以见到的细胞结构有:细胞壁、细胞核、液泡、叶绿体、线粒体、核仁,在质壁分离时可见到细胞膜,有丝分裂时可见到染色体。 8. 玻片标本:必须是透明的,要使光线能透过标本部。常用的种类有切片(洋葱根尖纵切片);装片(洋葱表皮临时装片);压片(洋葱根尖临时压片观察有丝分裂);涂片(血涂片、自生固氮菌的临时涂片)。 ⑤相关原理例析

显微镜的原理和使用方法

显微镜的原理和使用方法 Prepared on 22 November 2020

显微镜的原理和使用方法-装片的制作 显微镜的结构和使用 (2)显微镜的成像 ①光源(天然光或人工光源)→反光镜→光圈→物体→物镜(凸透镜)→在镜筒内形成物体放大的实像→目镜→把经物镜形成放大的实像进一步放大 ②显微镜放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数 (3)高倍显微镜的使用 ①用低倍显微镜观察 取镜与安放: a.右手握镜臂,左手托镜座。 b.显微镜放在实验台的前方稍偏左。 对光: a.转动转换器,使低倍物镜对准通光孔。 b.选一较大的光圈对准通光孔,左眼注视目境,转动反光镜,使光线通过通光孔反射到镜筒内,通过目镜,可能看到自亮的视野。 低倍镜观察: a.把所要观察的玻片标本放在载物台上,用压片夹压住,标本要正对通光孔的中心。 b.转动粗准焦螺旋,使镜筒缓缓下降,直到物镜接近玻片标本为止(此时实验者的眼睛应当看物镜镜头与标本之间,以免物镜与标本相撞)。 c.左眼看目镜内,同时反向缓缓转动粗准焦螺旋,使镜筒上升,直到看到物像为止,再稍稍转动细准焦螺旋,使看到的物像更加清晰。 ②高倍镜观察 a.移动装片,在低倍镜下使需要放大观察的部分移动到视野中央。 b.转动转换器,移走低倍物镜,转换为高倍物镜。 c.调节光圈,使视野亮度适宜。 d.缓缓调节细准焦螺旋,使物像清晰 ③注意事项 a.使用显微镜一定要严格按照取镜→安放→对光→压片→观察的程序进行。 b.下降镜筒时,一定要用双眼从侧面注视物镜,使之接近装片,但又要防止镜头触及装片。否则会压碎装片和损坏物镜(l0x物镜的工作距离为-1 cm)。 c.有必要使用高倍物镜时,必须先在低倍物镜下将目标移到视野的中心,然后换用高倍物镜。因为在低倍物镜下看到的物像放大倍数小,但看到的标本实际面积大,容易找到目标;与低倍物镜相比,高倍物镜下看到的物像人,同样的视野面积看到的标本的实际面积小,在装片不动的情况下,高倍物镜看到的只是低倍物镜视野的中心部分。 d.换高倍物镜时,千万不可将镜筒升高,正确的做法是直接转动转换器,换上高倍物镜即可。

金相显微镜的使用方法

金相显微镜的使用方法 金相显微镜或是数码金相显微镜是将光学显微镜技术、光电转换技术、计算机图像处理技术完美地结合在一起而开发研制成的高科技产品。的使用方法,供参考! 使用方法 1、根据观察试样所需的放大倍数要求,正确选配物镜和目镜,分别安装在物镜座上和目镜筒内。 2、调节载物台中心与物镜中心对齐,将制备好的试样放在载物台中心,试样的观察表面应朝下。 3、将显微镜的灯泡插在低压变压器上(6~8V),再将变压器插头插在220V的电源插座上,使灯泡发亮。 4、转动粗调焦手轮,降低载物台,使试样观察表面接近物镜;然后反向转动粗调焦旋钮,升起载物台,使在目镜中可以看到模糊形象;最后转动微调焦手轮,直至影象最清晰为止。 5、适当调节孔径光阑和视场光阑,选用合适的滤镜片,以获得理想的物像。 6、前后左右移动载物台,观察试样的不同部位,以便全面分析并找到最具代表性的显微组织。 7、观察完毕后应及时切断电源,以延长灯泡使用寿命。 8、实验结束后,应小心卸下物镜和目镜,并检查是否有灰尘等污染,如有污染,应及时用镜头纸轻轻擦试干净,然后放人干燥器内保存,以防止潮湿霉变。显微镜也应随时盖上防尘罩。

日常维护 为保证系统的使用寿命及可靠性,注意以下事项: 1.试验室应具备三防条件:防震(远离震源)、防潮(使用空调、干燥器)、防尘(地面铺上地板);电源:220V+-10%,50HZ温度:0度-40度. 2.调焦时注意不要使物镜碰到试样,以免划伤物镜。 3.当载物台垫片圆孔中心的位置远离物镜中心位置时不要切换物镜,以免划伤物镜。 4.亮度调整切忌忽大忽小,也不要过亮,影响灯泡的使用寿命,同时也有损视力。 5.所有(功能)切换,动作要轻,要到位。 6.关机时要将亮度调到最小。 7.非专业人员不要调整照明系统(灯丝位置灯),以免影响成像质量。 8.更换卤素灯时要注意高温,以免灼伤;注意不要用手直接接触卤素灯的玻璃体。 9.关机不使用时,将物镜通过调焦机构调整到最低状态。 10.关机不使用时,不要立即该盖防尘罩,待冷却后再盖,注意防火。 11.不经常使用的光学部件放置于干燥皿内。

(完整版)金相显微镜的基本原理、构造及使用

5.2 金相显微镜的基本原理、构造及使用 金相显微镜可用来鉴别和分析各种金属和合金的组织结构,广泛应用在工厂或实验室进行铸件质量的鉴定、原材料的检验或对材料处理后金相组织的研究分析等工作。还可用于半导体检测、电路封装、精密模具、生物材料等检验与测量。 【实验目的】 1.了解金相显微镜的基本原理、基本结构和使用方法。 2.掌握仔细阅读显微镜使用说明书并进行正确操作的方法。 【实验原理】 显微镜的基本放大作用由焦距很短的物镜和焦距较大的目镜来完成的,物体位于物镜的前焦点外但很靠近焦点位置,物体经过物镜形成倒立的放大实像,这个像位于目镜的物方焦距内但很靠近焦点位置,作为目镜的物体,目镜将物镜放大的实像再放大成虚像,位于观察者的明视距离(距人眼250mm)处,供眼睛观察。光路图见“2.4光学基本仪器”中的图2-? 为了减少球面像差、色像差和像域弯曲等像差,金相显微镜的物镜和目镜都是由透镜组构成的复杂光学系统。显微镜的成像质量在很大程度上取决于物镜的质量,因此物镜的构造尤为复杂,根据对各种像差的校正程度不同,物镜可分为消色差物镜、复消色差物镜和平视场物镜等三大类。近年来,由于采用计算机技术,物镜的设计和制造都有了很大改进。 实际上,一方面,金相显微镜所观察的显微组织,往往几何尺寸很小,小至可与光波波长相比较,此时不能再近似地把光线看成直线传播,而要考虑衍射的影响。另一方面,显微镜中的光线总是部分相干的,因此显微镜的成像过程是个比较复杂的衍射相干过程。此外,由于衍射等因素的影响,显微镜的分辨能力和放大能力都受到一定限制,目前金相显微镜可观察的最小尺寸一般是0.2μm左右,有效放大倍数最大为1500~1600倍。 金相显微镜总的放大倍数为物镜与目镜放大倍数的乘积。放大倍数用符号“Х”表示,例如物镜放大倍数为20Х,目镜放大倍数为10Х,则显微镜的放大倍数为200Х。通常物镜、目镜的放大倍数都刻在镜体上,在使用显微镜观察试样时,应根据其组织的粗细情况,选择适当的放大倍数,以细节部分能观察得清晰为准。 金相显微镜最常见的有正置、倒置和卧式三大类。本实验使用的是正置金相显微镜为例,光学系统结构图如图5-2-1所示。

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