《晶体光学与光性矿物学》教程讲义教案2偏光显微镜

晶体光学与光性矿物学教程讲义教案2偏光显微镜 第二章偏光显微镜偏光显微镜是研究矿物晶体光学性质的重要仪器，它比一般的显微镜复杂，最主要的不同点是装有下、上两个偏光镜。 偏光显微镜种类很多，上世纪上、中叶以西德莱兹型和东德蔡斯型使用较普遍。 我国上海光学仪器厂过去生产的XPG型偏光显微镜属蔡斯型，南京光学仪器厂生产的XPG01型偏光显微镜属莱兹CM型。 目前使用较为普遍的有日本OLYMPUS厂出产的BHSP型偏光显微镜和西德OPTON厂的Standard18POL偏光显微镜等。 一、偏光显微镜的构造无论何种类型的偏光显微镜，其基本构造都类似（图21）。 包括以下部分镜座它支撑显微镜的全部重量，其外形有马蹄形、圆形和方形等。 镜臂其下端与镜座相连，有些老式显微镜的镜壁可以适当倾斜，以便于观察。 但目前生产的大多数显微镜筒已改为倾斜状态，观察时勿需扳动镜壁，故镜壁多数固定在底座上。 图图21反光镜和光源老式显微镜多装有一个一面为平面，一面为凹面的双面镜，作为反光镜。 可以自动转动，以反射不同角度的光线。 但现代用的新型显微镜都自代光源照明，光的强度可以自动调节。 下偏光镜(polarizer)又称起偏器，多用偏光片制成，安装在光源之上。 光源的自然光经过下偏光镜后，被过滤为在固定方向上振动的偏光，其振动方向以PP表示。 下偏光镜可以转动。 锁光圈（光阑）在下偏光镜之上，可以自由开合，用以控制光的透过量。 聚光镜（Condenser）位于物台之下，由一组透镜组成，可以把下偏光镜的平行光聚敛成锥形光。 上有手柄，不用时可以推向旁侧。 有的聚光镜上刻有数值孔径（N.A.）。 载物台（Stage）是一个边缘带360?刻度的圆盘，可以自由转动。 物台上有固定螺丝，必要时可将物台固定。 物台中心为一个圆孔，为光的通路，盘上有薄片夹持器，用以固定薄片。 现代常用显微镜的物台可以通过螺旋升降，以调整焦距。 镜筒为一长形金属圆筒，或呈肘状弯曲，安装在镜臂上。 有的镜筒可以通过螺旋上升或下降，用以调节焦距。 镜筒上端安装目镜，下端安装物镜，中间有试板孔、上偏光镜和勃氏镜。 物镜是光学显微镜最重要的光学部件之一，由若干组透镜组成。 通常每台显微镜有 四、五个倍率不同的物镜，如常用的OLYMPUS显微镜配有4、10、20、40及100等物镜。 每个物镜都有不同的数值孔径（N.A.），放大倍数越大的物镜数值孔径也越大。 目镜由一组安装在金属筒中的透镜组成，放大倍数有5、10等。 目镜中安装有十字丝，有的镜头有目镜微尺。 上偏光镜（Analyser）其构造与性能与下偏光镜相同，镶嵌在一个金属框中，可以通过一个手柄自由推进拉出，上偏光的振动方向（以AA表示）与下偏光振动方向垂直。 勃氏镜位于目镜与上偏光镜之间，由一个小凸透镜构成，主要配合目镜起放大作用。 有的勃氏镜装有锁光圈。 偏光显微镜与一般显微镜的不同之处在于它有两个偏光镜和锥光镜，这三件装置与其他光学装置的不同组合构成不同的偏光系统。 如单偏光系统、正交偏光系统和锥光系统。 二、偏光显微镜的保养 三、偏光显微镜的调节与校正 1、调节照明(对光)。 一定要轻轻推出勃氏镜和上偏光镜，打开锁光圈，使偏光显微镜光路畅通。 2、调节焦距(准焦)。 在对好光以后，将要观察的薄片置于载物台上，注意必须使薄片的盖玻璃片朝上。 先从侧面目视镜筒，转动粗动焦螺旋，将物镜镜头下降至较低位置或物台提到较高位置(大约距离薄片表面5mm左右)。 然后闭上左眼，用右眼目视镜筒内，再慢慢转动粗动调焦螺旋使物台缓缓下降，直至视域内物象清晰为止后，两眼同时观察，并首先调解两个目镜间距，使其与观察者的瞳孔间距适合，再调解左侧目镜上的螺旋，直至视域内物象完全清晰为止。 要特别注意，在调节焦距时，绝不能目视镜筒内而上升，因为这样操作很容易使物镜镜头和薄片直接相碰，而造成压碎薄片和损坏物镜镜头的大事故（图22）。 3、校正中心 3、校正中心在偏光显微镜的光学系统中，载物台旋转轴、物镜中轴和镜筒中轴（目镜中轴）必须在一条直线上。 此时旋转物台，视域中心（十字丝交点）的物象不动，其余物象则绕视域中心做圆周运动（图23）。 这样就不会把视域中的物象转出视域以外。 如果他它们不在一条直线上，当旋转物台时，视域中心的物象将离开原来的位置，连同其他部分的物象绕另一个中心旋转（图24），这样可能把视域中的物象转出视域外，妨碍观察。 因此必须进行中心校正。 图23图24首先必须检查一下物镜镜头安装位置是否正确，如果物镜安装位置不正确，将会造成中心偏离程度很大，而且根本不可能校正好中心。 在物镜安装在正确位置以后，慢慢旋转物台，检查物镜中心是否不正，若发现镜中心不正，当仔细判断偏离的方向和距离，然后轻轻扭动物镜镜头上的校正螺旋，逐步校正好物镜中心。 必须了解，校正中心的目的是为了使物台旋转轴同物镜中轴重合。 要想取得最好的观察效果，就要进行中心校正。 中心校正必须细心体会、认真操作、切实掌握。 在工作开始之前就要做好。 锥光系统必用的高倍物镜，其中心校正的要求较高、难度也较大，因此初学者务需勤加练习，不应掉以轻心（见图25）。 4、确定下偏光镜的振动方向PP。 用手轻轻移动薄片，找到一个长条形的具有极完全解理的黑云母颗粒切面，置于视域中心。 慢慢转动载物台，就能看到黑云母随着载物台转动其颜色的深浅不断变化。 当黑云母颜色最深时，它的理解缝方向就是下偏光镜的振动方向PP。 图25要注意，当偏光显微镜的下偏光镜和目镜十字丝都处于正确位置时，下偏光镜的振动方向必定与十字丝之一(横丝或纵丝)平行，即此时黑云母颜色最深时期解理缝方向必定平行十字丝之一(横丝或纵丝)。 如果发现黑云母颜色最深时，其解理缝方向与十字丝不平行。 则应检查下偏光镜位置或目镜十字丝方位是否正确。 用电气石也可以进行类似的验定（图26）。 图2 65、视域直径的测量不同倍数的目镜和不同倍数的物镜组合在一起，视域的直径大小也不同。 精确的测量需用物台小微尺或目镜微尺来度量。 粗略的测量，就用粘有透明方格纸的载玻片或透明的有机玻璃格尺，把它放在物台上，用此来估计视域的直径大小。 把目镜的倍数，物镜的倍数和相应视域直径大小(用mm表示)分别写高在报告上，(不要用高倍物镜)以备以后实验之用。 四、岩石薄片的磨制法简介偏光显微镜下研究岩石和矿物，须要磨制成薄片进行观察。 普通岩石薄片由载玻片（其大小通常为2550mm，厚约1mm）、矿片（标准厚度为0.03mm）和盖玻璃（大小为2020mm，厚约为0.10.2mm）组成，其间由薄层加拿大树胶粘结如图27。 磨制方法如下 1、用切片机在岩石标本上切下一小块岩块，通常为20302mm3大小。 2、依次用180，500和1200把小岩块一面磨平，用加拿大树胶把这一平面粘在载玻片上，要