实验一 金相显微镜.ppt

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1、实验一金相显微镜的原理、构造及使用一、实验目的1.了解金相显微镜的基本原理和构造2.掌握金相显微镜的使用方法3.掌握金相显微镜的维护二、概述显微分析是金属材料科学的一个很重要的研究方法，它可以观察及研究金属中用宏观分析方法无法观察到的组织细节及缺陷。而金相显微镜则是进行显微分析的主要仪器。下面介绍金相显微镜的原理、构造。先看一下它的结构：ABDA`B`A``B``显微镜的成像原理图物体AB位于物镜的前焦点外但很靠近焦点的位置上，经过物镜形成一个倒立的放大实像A`B`，这个像位于目镜的物方焦距内但很靠近焦点的位置上

2、，作为目镜的物体。目镜将物镜放大的实像再放大成虚像A``B``，其位于观察者的明视距离处（距人眼250mm），供人眼观察。金相显微镜的类型很多，有台式的、卧式的等，但无论是哪种类型，它们都是由光学系统、照明系统、机械系统和附件等部分构成。下面一一介绍：（1）显微镜的光学系统显微镜的光学系统主要由物镜和目镜组成，由物体来的光线通过物镜和目镜进行放大成像。物镜是显微镜最主要的光学部件。物镜的好坏直接影响显微镜放大后的影像质量。位于物镜最前端的是平面透镜。称为前透镜，起放大作用，在它以后的其他透镜都是校正透镜，用以校正

3、前透镜所引起的各种像差。显微镜物镜的球面像差大多已进行了必要的校正，但对色像差和像域弯曲的校正，不同的物镜区别也很大。色像差校正到红、绿两波区的称为消色差物镜；校正到红、绿、紫波区的称为复消色差物镜；如果再对视场边缘的弯曲进行校正的则称为平场消色差物镜。放大率。它是指物镜独立放大实物倍数的能力，它取决于物镜前透镜的焦距。焦距越短，放大倍数越高。数值孔径。它表示物镜的聚光能力。数值孔径大的物镜聚光能力强，从实物射入物镜的光线多，成像就鲜明，数值孔径常用N·A表示，其大小为N·A＝η·sinΦ，式中Φ为孔径角的一半，

4、η为介质的折射率。鉴别率。它是指物镜分清细微组织的能力。它是物镜最重要的特征。物镜所能清晰分辨出的物体相邻两点最小距离，根据理论推导可由下式求得：式中：λ代表入射光源的波长；N*A代表数值孔径。物镜的类型、放大倍数、数值孔径等常以文字符号刻在物镜的外壳上。如：物镜上刻有、或∞/0等符号，其中表示放大倍数为45倍，0.65表示数值孔径，或∞/0，表示此物镜按无限镜筒长度设计的。我们实验中常用物镜为45/0.63、10/0.25、40/0.65、100（油镜）。2、目镜目镜的主要作用是将物镜放大的实像再次放大。当显微

5、观察时，人眼能在明视距离处看到经目镜再次放大的虚像。目镜的构造比物镜简单的多，仅由为数不多的几片透镜组成，由于通过目镜的光束近于平行，目镜的像差并不严重，孔径角也小，所以目镜的鉴别能力低，放大倍数也不高。目镜的类型、规格等也常以文字符号标注在目镜的外壳上，实验中常用的目镜为10、12.5、15、10（带有刻度尺的）等几种，其所示的数字即为目镜的放大倍数。显微镜放大倍数的标定经过物镜和目镜的两次放大，那么人眼观察到的像的放大倍数M即为物镜的放大倍数M1与目镜的放大倍数M2的乘积。由于在成像的过程中，物镜处在前一级放

6、大，那么物镜不能鉴别的组织中的细微部分，目镜也是鉴别不到的。在此种情况下，单纯提高目镜的放大倍数并不能提高成像质量。对于每一物镜，只有合理选择与之配合的目镜，才能得到清晰的像。观察时，人在明视距离处的鉴别率为0.15～0.3毫米。要使物体上细微部分也能被人眼观察到，必须将它放大到M=0.15/d~0.3/d倍，即观察时的放大范围为：若取入射光的平均波长为0.55微米，则显微镜的放大有效范围近似为倍~倍，根据物镜的数值孔径就可以按上述范围选配目镜和确定总的有效放大倍数。（2）显微镜的照明系统金相显微镜与生物显微镜不

7、同，它是利用反射光将不透明的物体进行放大成像的。金属试样不透明，需要有照明装置。将光线投射在试样表面，借金属表面本身的反射能力，使部分光线被反射而进入物镜，从而形成一个倒立的实像，随后在目镜中形成一个虚像。显微镜的照明系统光源滤色片孔径光栏视场光栏照明器照明系统的光轴调整(1)光源一般显微镜多采用低压钨丝灯泡作光源，由降压变压器供给5V、6V、8V低电压。按照光源，目前实验室使用的显微镜有二种：一种是自身带有变压器的，另一种为外置式变压器的，使用第二种时，应将显微镜的电源插头插在变压器上，防止显微镜电源烧坏。这是

8、值得同学注意的地方。（2）滤色片一般显微镜都附有黄、绿、蓝三种或更多颜色的滤色片，它的作用是使光源发出的白光变为单色光。不同类型的物镜使用不同的滤色片，滤色片可以改变相的衬度，便于组织鉴别。（3）孔径光栏孔径光栏位于聚光透镜之后，用以调节光源射入的光束粗细。一般显微镜的孔径光栏是可以连续调节的。当孔径光栏缩小时，进入物镜的光束变细，光线不通过物镜透镜组的边缘，球面像差大大