材料现代分析技术光学显微

1、第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z 光学显微镜的原理及结构光学显微镜的原理及结构z 材料的光学显微分析方法材料的光学显微分析方法第第二二篇篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z 第一节、光学显微镜的成像原理第一节、光学显微镜的成像原理z 一、光学基础知识一、光学基础知识z 光的色散：复色光分解为单色光而形成光谱得光的色散：复色光分解为单色光而形成光谱得到现象。到现象。z 单色光：只有一种频率或单色光：只有一种频率或 波长的光。波长的光。z 复色光：包括多种频率的光（如白光）。复色光：包括多种频率的光（如白光）。第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z 第一节、光学显微镜的

2、成像原理第一节、光学显微镜的成像原理z 二、光在介质中的传播二、光在介质中的传播z 1 1、光性均质体与光性非均质体、光性均质体与光性非均质体z 光性均质体：光学各向同性物质。包括高级晶光性均质体：光学各向同性物质。包括高级晶族，即具有立方结构的物质，非晶态物质等。族，即具有立方结构的物质，非晶态物质等。z 光性非均质体：光学各向异性物质。光性非均质体：光学各向异性物质。第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z 第一节、光学显微镜的成像原理第一节、光学显微镜的成像原理z 三、偏振光的形成三、偏振光的形成z 偏振光：在某个确定方向上振动的光称为偏振光。偏振光：在某个确定方向上振动的光称为

3、偏振光。z 偏振动面：偏振光的振动方向与光波传播方向所构成的平面。偏振动面：偏振光的振动方向与光波传播方向所构成的平面。z 1直线偏振光：直线偏振光由于光线的振动方向都在同一直线偏振光：直线偏振光由于光线的振动方向都在同一个平面内，所以这偏振光又叫作平面偏振光。正对光的传播方个平面内，所以这偏振光又叫作平面偏振光。正对光的传播方向看去，这种光的振动方向是一条直线，因此又叫直线偏振光向看去，这种光的振动方向是一条直线，因此又叫直线偏振光或线偏振光或线偏振光 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析图1-1 自然光与偏振光第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z光轴：各向异性晶体中，

4、存在有某些特殊方向，光轴：各向异性晶体中，存在有某些特殊方向，在这些方向上不发生双折射，寻常光线和非常光在这些方向上不发生双折射，寻常光线和非常光线传播方向和传播速度相同，这些方向称为晶体线传播方向和传播速度相同，这些方向称为晶体的光轴。的光轴。z一轴晶：有一个光轴的晶体。一轴晶：有一个光轴的晶体。z二轴晶：有两个光轴的晶体。二轴晶：有两个光轴的晶体。z对于二轴晶，双折射后的两束光线均为非常为对于二轴晶，双折射后的两束光线均为非常为光线。光线。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z 波晶片：如果在平行于一轴晶光轴方向上切下一波晶片：如果在平行于一轴晶光轴方向上切下一薄片，这时晶片表

5、面与光轴平持，这样制得的晶片薄片，这时晶片表面与光轴平持，这样制得的晶片叫波晶片，简称波片。可用来改变或检验光的偏振叫波晶片，简称波片。可用来改变或检验光的偏振情况。情况。z当自然光沿一轴晶光轴入射时，不发生双折射现当自然光沿一轴晶光轴入射时，不发生双折射现象。如果垂直于晶体光轴入射时产生的象。如果垂直于晶体光轴入射时产生的o o光和光和e e光仍光仍沿原入射方向传播，但传播速度和折射率不同，且沿原入射方向传播，但传播速度和折射率不同，且传播速度相差最大。传播速度相差最大。第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z第一节、光学显微镜的成像原理第一节、光学显微镜的成像原理z 四、光学显微镜

6、的成像原理四、光学显微镜的成像原理第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析五、五、光学显微镜的分类光学显微镜的分类 z按使用目镜的数目：双目和单目显微镜；按使用目镜的数目：双目和单目显微镜；z按图像是否有立体感：立体视觉和非立体视觉显微镜；按图像是否有立体感：立体视觉和非立体视觉显微镜；z按观察对像：生物和金相显微镜等；按观察对像：生物和金相显微镜等；z按光学原理：偏光、相衬和微差干涉对比显微镜等；按光学原理：偏光、相衬和微差干涉对比显微镜等；z按光源类型：普通光、荧光、紫外光、红外光显微镜等；按光源类型：普通光、荧光、紫外光、红外光显微镜等；z按接收器类型：目视、数码（摄像）显微镜等。

7、按接收器类型：目视、数码（摄像）显微镜等。z常用的显微镜有双目体视显微镜、金相显微镜、偏光显微常用的显微镜有双目体视显微镜、金相显微镜、偏光显微镜、荧光显微镜等。镜、荧光显微镜等。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z金相显微镜：金相显微镜： 用于观察金属和矿物等不透明物体金相组织用于观察金属和矿物等不透明物体金相组织的显微镜。这些不透明物体无法在普通的透射光的显微镜。这些不透明物体无法在普通的透射光显微镜中观察，故金相和普通显微镜的主要差别显微镜中观察，故金相和普通显微镜的主要差别在于前者以反射光，而后者以透射光照明。在于前者以反射光，而后者以透射光照明。 z 在金相显微镜中照明

8、光束从物镜方向射到被在金相显微镜中照明光束从物镜方向射到被观察物体表面，被物面反射后再返回物镜成像。观察物体表面，被物面反射后再返回物镜成像。这种反射照明方式也广泛用于集成电路硅片的检这种反射照明方式也广泛用于集成电路硅片的检测工作。测工作。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z偏光显微镜（偏光显微镜（Polarizing microscopePolarizing microscope）z偏光显微镜：研究所谓透明与不透明各向异性偏光显微镜：研究所谓透明与不透明各向异性材料的一种显微镜。材料的一种显微镜。z凡具有双折射的物质，在偏光显微镜下就能分凡具有双折射的物质，在偏光显微镜下就能

9、分辨的清楚，当然这些物质也可用染色法来进行观辨的清楚，当然这些物质也可用染色法来进行观察，但有些则不可能，而必须利用偏光显微镜。察，但有些则不可能，而必须利用偏光显微镜。第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z（1 1） 偏光显微镜的特点偏光显微镜的特点z 将普通光改变为偏振光进行分析测定的方法，将普通光改变为偏振光进行分析测定的方法，以鉴别某一物质是单折射（各向同性）或双折射以鉴别某一物质是单折射（各向同性）或双折射性（各向异性）。性（各向异性）。z 双折射性是晶体的基本特性。因此，偏光显双折射性是晶体的基本特性。因此，偏光显微镜被广泛地应用在矿物、化学等领域，在生物微镜被广泛地应用

10、在矿物、化学等领域，在生物学和植物学也有应用。学和植物学也有应用。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z 第一节、光学显微镜的成像原理第一节、光学显微镜的成像原理z 偏光显微镜的基本原理偏光显微镜的基本原理图1-6 金相显微镜的偏振光装置示意图第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z 第二节、光学显微镜的结构第二节、光学显微镜的结构z 一、一、显微镜的重要光学技术参数显微镜的重要光学技术参数 z 数值孔径数值孔径z 分辨率分辨率z 放大率放大率z 焦深焦深z 视场宽度视场宽度z 覆盖差覆盖差z 工作距离工作距离第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z 第二节、光学显

11、微镜的结构第二节、光学显微镜的结构z 一、一、显微镜的重要光学技术参数显微镜的重要光学技术参数 z 1 1、数值孔径（、数值孔径（简写简写NANA）z 数值孔径是物镜和聚光镜的主要技术参数，是判断两数值孔径是物镜和聚光镜的主要技术参数，是判断两者（尤其对物镜而言）性能高低的重要标志。其数值的者（尤其对物镜而言）性能高低的重要标志。其数值的大小，分别标刻在物镜和聚光镜的外壳上。大小，分别标刻在物镜和聚光镜的外壳上。 数值孔径（数值孔径（NANA）是物镜前透镜与被检物体之间介质的）是物镜前透镜与被检物体之间介质的折射率（折射率（n n）和孔径角（）和孔径角（u u）半数的正弦之乘积。用公式）半数的

12、正弦之乘积。用公式表示如下：表示如下：NA=nsinu/2NA=nsinu/2第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z 第二节、光学显微镜的结构第二节、光学显微镜的结构z 数值孔径与其他技术参数有着密切的关系，数值孔径与其他技术参数有着密切的关系，它几乎决定和影响着其他各项技术参数。它几乎决定和影响着其他各项技术参数。z 数值孔径与分辨率成正比，与放大率数值孔径与分辨率成正比，与放大率成正比，与焦深成反比，成正比，与焦深成反比，NANA值增大，视场值增大，视场宽度与工作距离都会相应地变小。宽度与工作距离都会相应地变小。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z第二节、光学显微镜

13、的结构第二节、光学显微镜的结构z 数值孔径与其他技术参数有着密切的关系，数值孔径与其他技术参数有着密切的关系，它几乎决定和影响着其他各项技术参数。它几乎决定和影响着其他各项技术参数。z 数值孔径与分辨率成正比，与放大率数值孔径与分辨率成正比，与放大率成正比，与焦深成反比，成正比，与焦深成反比，NANA值增大，视场值增大，视场宽度与工作距离都会相应地变小。宽度与工作距离都会相应地变小。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z 第二节、光学显微镜的结构第二节、光学显微镜的结构z 2 2 分辨率分辨率：能被显微镜清晰区分的两个物点的：能被显微镜清晰区分的两个物点的最小间距。最小间距。z =

14、/NA=/NA式中式中为最小分辨距离；为最小分辨距离；为光线的波长；为光线的波长；NANA为物镜的数值孔径。为物镜的数值孔径。 物镜的分辨率是由物镜的物镜的分辨率是由物镜的NANA值与照明光源的波长两个因值与照明光源的波长两个因素决定。素决定。NANA值越大，照明光线波长越短，则值越大，照明光线波长越短，则值越小，值越小，分辨率就越高。分辨率就越高。要提高分辨率，即减小要提高分辨率，即减小值，可采取以下措施值，可采取以下措施（1 1） 降低波长降低波长值，使用短波长光源。值，使用短波长光源。（2 2） 增大介质增大介质n n值以提高值以提高NANA值（值（NA=nsinu/2NA=nsinu/

15、2）。）。（3 3） 增大孔径角增大孔径角u u值以提高值以提高NANA值。值。（4 4） 增加明暗反差。增加明暗反差。第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z 第二节、光学显微镜结构第二节、光学显微镜结构z 3 3 放大率和有效放大率放大率和有效放大率 由于经过物镜和目镜的两次放大，所以显微由于经过物镜和目镜的两次放大，所以显微镜总的放大率镜总的放大率应该是物镜放大率应该是物镜放大率和目镜放大和目镜放大率率1 1的乘积：的乘积： =1 1 通过调换不同放大率的物镜和目镜，能够方通过调换不同放大率的物镜和目镜，能够方便地改变显微镜的放大率。便地改变显微镜的放大率。第二篇第二篇 材料光学

16、显微分析材料光学显微分析z 第二节、光学显微镜的结构第二节、光学显微镜的结构z 4 4、焦深：、焦深：焦点深度的简称焦点深度的简称，即在使用显微镜时，即在使用显微镜时，当焦点对准某一物体时，不仅位于该点平面上的各点都当焦点对准某一物体时，不仅位于该点平面上的各点都可以看清楚，而且在此平面的上下一定厚度内，也能看可以看清楚，而且在此平面的上下一定厚度内，也能看得清楚，这个清楚部分的厚度就是焦深。焦深大得清楚，这个清楚部分的厚度就是焦深。焦深大, , 可以可以看到被检物体的全层，而焦深小，则只能看到被检物体看到被检物体的全层，而焦深小，则只能看到被检物体的一薄层。的一薄层。z 焦深与其他技术参数有

17、以下关系：焦深与其他技术参数有以下关系：（1 1） 焦深与总放大倍数及物镜的数值孔径成反比。焦深与总放大倍数及物镜的数值孔径成反比。（2 2） 焦深大，分辨率降低。焦深大，分辨率降低。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z第二节、光学显微镜结构第二节、光学显微镜结构z 5 5 视场直径（视场直径（Field Of ViewField Of View）：指在显微）：指在显微镜下看到的圆形视场内所能容纳被检物体的实际镜下看到的圆形视场内所能容纳被检物体的实际范围。范围。z 观察显微镜时，所看到的明亮的圆形范围叫观察显微镜时，所看到的明亮的圆形范围叫视场，它的大小是由目镜里的视场光阑决定

18、的。视场，它的大小是由目镜里的视场光阑决定的。视场直径也称视场宽度，视场直径愈大，愈便于视场直径也称视场宽度，视场直径愈大，愈便于观察。观察。 F=FN/F=FN/式中式中 F: F: 视场直径，视场直径，FNFN：视场数（：视场数（Field Number, Field Number, 简写简写为为FNFN，标刻在目镜的镜筒外侧），标刻在目镜的镜筒外侧），:物镜放大率。物镜放大率。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z 第二节、光学显微镜的结构第二节、光学显微镜的结构z 6 6、工作距离、工作距离WDWD 工作距离也叫物距，即指物镜前透镜的表工作距离也叫物距，即指物镜前透镜的表面

19、到被检物体之间的距离。镜检时，被检物体面到被检物体之间的距离。镜检时，被检物体应处在物镜的一倍至二倍焦距之间。应处在物镜的一倍至二倍焦距之间。 二、二、显微镜的结构 组成光学放大系统照明系统机械和支架系统物镜光源折光镜聚光镜滤光片目镜光学显微镜基本结构：光学显微镜基本结构：1. 照明灯照明灯(Lamp)2. 聚光器聚光器(Condenser)3. 载物台和切片夹载物台和切片夹(Mechanical stage and specimen retainer)4. 推进器推进器(Mechanical stage adjustment knob)5. 物镜物镜(Objectives)6. 粗细螺旋粗细

20、螺旋(Course and fine focus knob)7. 目镜目镜(Oculars)8. 照相机等接口照相机等接口(Connection to camera, etc.)物镜结构第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z（一）、光学系统（一）、光学系统zA A、物镜、物镜z 物镜是显微镜最重要的物镜是显微镜最重要的光学部件，利用光线使被检光学部件，利用光线使被检物体第一次成像，因而直接物体第一次成像，因而直接关系和影响成像的质量和各关系和影响成像的质量和各项光学技术参数，项光学技术参数，是衡量是衡量一台显微镜质量的首要一台显微镜质量的首要标准标准。 第二篇第二篇 材料光学显微分析

21、材料光学显微分析z（一）、光学系统（一）、光学系统z1 1 物镜的主要参数物镜的主要参数（1 1） 放大率放大率（2 2） 数值孔径数值孔径NANA（3 3） 机械筒长机械筒长L L：在显微镜中，：在显微镜中，物镜支承面到目镜支承面之间的物镜支承面到目镜支承面之间的距离称为机械筒长。显微镜的机距离称为机械筒长。显微镜的机械筒长是固定的。我国规定机械械筒长是固定的。我国规定机械筒长是筒长是160160毫米。毫米。（4 4） 盖玻片厚度盖玻片厚度d d（5 5） 工作距离工作距离WDWD第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z 2 2、物镜的基本类型、物镜的基本类型（1 1） 按显微镜镜筒

22、长度（以按显微镜镜筒长度（以mmmm计）：透射光用计）：透射光用160160镜筒，带镜筒，带0.17mm0.17mm厚或更厚的盖玻片；反射光厚或更厚的盖玻片；反射光用用190190镜筒，不带盖玻片。镜筒，不带盖玻片。（2 2） 按浸法特征：非浸式按浸法特征：非浸式( (干式干式) )、浸式、浸式( (油浸、油浸、水浸、甘油浸及其它浸法水浸、甘油浸及其它浸法) )。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z（一）、光学系统（一）、光学系统z （3 3） 按光学装置：透射式、反射式以及折反按光学装置：透射式、反射式以及折反射式。射式。z （4 4） 按数值孔径和放大倍数：低倍按数值孔径和放

23、大倍数：低倍(NA0.2(NA0.2与与10X)10X)，中倍，中倍(NA0.65(NA0.65与与40X)40X)，高倍，高倍(NA(NA0.650.65与与40X)40X)。z （5 5） 按校正像差的情况不同：按校正像差的情况不同：消色差物镜，消色差物镜，半复消色差物镜，复消色差物镜，平视场消半复消色差物镜，复消色差物镜，平视场消色差物镜，平视场复消色差物镜和单色物镜色差物镜，平视场复消色差物镜和单色物镜。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z（一）、光学系统（一）、光学系统za. a. 消色差物镜（消色差物镜（Achromatic Achromatic objectiveo

24、bjective） 应用最广泛的一类显微物镜，应用最广泛的一类显微物镜，外外壳上常有壳上常有“AchAch字样。它校正了轴上字样。它校正了轴上点的位置色差（红，蓝二色）、球差点的位置色差（红，蓝二色）、球差（黄绿光）和正弦差，保持了齐焦条（黄绿光）和正弦差，保持了齐焦条件。轴外点的像散不超过允许值件。轴外点的像散不超过允许值( (4 4属光度属光度) )，二级光谱未校正。，二级光谱未校正。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z （一）、光学系统（一）、光学系统z b. b. 复消色差物镜复消色差物镜（Apochromatic objectiveApochromatic object

25、ive） 这类物镜的结构复杂，这类物镜的结构复杂，透镜采用了特种玻璃或萤石透镜采用了特种玻璃或萤石等材料制作而成，物镜的外等材料制作而成，物镜的外壳上标有壳上标有ApoApo字样。字样。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z（一）、光学系统（一）、光学系统zc. c. 半复消色差物镜半复消色差物镜 又称氟石物镜，又称氟石物镜，物镜的外壳上标有物镜的外壳上标有FLFL字样。在结构上字样。在结构上透镜的数目比消色差透镜的数目比消色差物镜多，比复消色差物镜多，比复消色差物镜少，成像质量上，物镜少，成像质量上，远较消色差物镜为好，远较消色差物镜为好，接近于复消色差物镜。接近于复消色差物镜。

26、 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z （一）、光学系统（一）、光学系统zd. d. 平视场物镜平视场物镜（Plan objective Plan objective ） 平场物镜是在物镜平场物镜是在物镜的透镜系统中增加一快的透镜系统中增加一快半月形的厚透镜，以达半月形的厚透镜，以达到校正场曲的缺陷，提到校正场曲的缺陷，提高视场边缘成像质量的高视场边缘成像质量的目的。目的。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z （一）、光学系统（一）、光学系统z B B、目镜、目镜 z 作用：把物镜放大的实像（中间像）再放大作用：把物镜放大的实像（中间像）再放大一级，并把物像映入观察者

27、的眼中，实质上目镜一级，并把物像映入观察者的眼中，实质上目镜就是一个放大镜。已知显微镜的分辨率能力是由就是一个放大镜。已知显微镜的分辨率能力是由物镜的数值孔径所决定的，而目镜只是起放大作物镜的数值孔径所决定的，而目镜只是起放大作用。因此，对于物镜不能分辨出的结构，目镜放用。因此，对于物镜不能分辨出的结构，目镜放的再大，也仍然不能分辨出。的再大，也仍然不能分辨出。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z（一）、光学系统（一）、光学系统第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z（一）、光学系统（一）、光学系统z C C、聚光镜、聚光镜 聚光镜装在载物台的下方。小型的显微镜往聚光镜装

28、在载物台的下方。小型的显微镜往往无聚光镜，在使用数值孔径往无聚光镜，在使用数值孔径0.400.40以上的物镜时，以上的物镜时，则必须具有聚光镜。则必须具有聚光镜。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z聚光器包括聚光聚光器包括聚光镜、孔径光阑。镜、孔径光阑。z 聚光镜由透镜组聚光镜由透镜组成，它可以集中透射成，它可以集中透射过来的光线，使更多过来的光线，使更多的光能集中到被观察的光能集中到被观察的部位。的部位。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z（一）、光学系统（一）、光学系统z D D、照明系统：按其照明光束的形成，可分为、照明系统：按其照明光束的形成，可分为“透射式

29、照明透射式照明”，和，和“落射式照明落射式照明”两大类。两大类。z透射式照明：适用于透明或半透明的被检物体，透射式照明：适用于透明或半透明的被检物体，绝大数生物显微镜属于此类照明法；绝大数生物显微镜属于此类照明法；z落射式照明：适用于非透明的被检物体，光源落射式照明：适用于非透明的被检物体，光源来自来自上方上方，又称，又称”反射式照明反射式照明“。主要应用于金。主要应用于金相显微镜、偏光或荧光镜检法。相显微镜、偏光或荧光镜检法。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z（一）、光学系统（一）、光学系统z落射式照明落射式照明 在观察不透明物体时，例如通过金相或偏光在观察不透明物体时，例如

30、通过金相或偏光显微镜观察样片，往往是采用从侧面或者从上面显微镜观察样片，往往是采用从侧面或者从上面加以照明的方式。此时，被观察物体的表面上没加以照明的方式。此时，被观察物体的表面上没有盖玻璃片，标本像的产生是靠进入物镜的反射有盖玻璃片，标本像的产生是靠进入物镜的反射或散射光线。或散射光线。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析光源光源 ：卤素灯、钨丝灯、汞灯、荧光灯、金属：卤素灯、钨丝灯、汞灯、荧光灯、金属卤化物灯等。卤化物灯等。第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z（二）、（二）、机械装置机械装置z光学显微镜包括光学系统和机械装置两大部分，而数光学显微镜包括光学系统和机械

31、装置两大部分，而数码显微镜还包括数码摄像系统码显微镜还包括数码摄像系统。1 1 机架机架 显微镜的主体部分，包括底座和弯臂。显微镜的主体部分，包括底座和弯臂。2 2 目镜筒位于机架上方，靠圆形燕尾槽与机架固定，目镜筒位于机架上方，靠圆形燕尾槽与机架固定，目镜插在其上。根据有否摄像功能，可分为双目镜筒和目镜插在其上。根据有否摄像功能，可分为双目镜筒和三目镜筒；根据瞳距的调节方式不同，可分为铰链式和三目镜筒；根据瞳距的调节方式不同，可分为铰链式和平移式。平移式。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z（二）、机械装置（二）、机械装置z3 3 物镜转换器它是一个旋转圆盘，上有物镜转换器它是

32、一个旋转圆盘，上有3 35 5个孔，分个孔，分别装有低倍或高倍物镜镜头。转动物镜转换器就可让不同倍别装有低倍或高倍物镜镜头。转动物镜转换器就可让不同倍率的物镜进入工作光路。率的物镜进入工作光路。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z（二）、机械装置（二）、机械装置z4 4 载物台是放置玻片的平台，其中央具有载物台是放置玻片的平台，其中央具有通光孔。台上有一个弹性的标本夹，用来夹住载通光孔。台上有一个弹性的标本夹，用来夹住载玻片。右下方有移动手柄，使载物台面可在玻片。右下方有移动手柄，使载物台面可在XYXY双双方向进行移动。方向进行移动。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分

33、析（二）、机械装置（二）、机械装置调焦机构利用调焦手轮可以驱动调焦机构，使调焦机构利用调焦手轮可以驱动调焦机构，使载物台作粗调和微调的升降运动，从而使被观察载物台作粗调和微调的升降运动，从而使被观察物体对焦清晰成像。物体对焦清晰成像。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z（二）、机械装置（二）、机械装置z6 6 聚光器调节机构聚光器调节机构 聚光器安装在其上，调聚光器安装在其上，调节螺旋可以使聚光器升降，用以调节光线的强弱。节螺旋可以使聚光器升降，用以调节光线的强弱。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z第二节、光学显微镜的结构第二节、光学显微镜的结构z（三）（三） 数

34、码摄像系统数码摄像系统 1 1 摄像头摄像头2 2 图像采集卡图像采集卡3 3 软件软件4 4 微机微机第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z第二节、光学显微镜的结构第二节、光学显微镜的结构z （四）、光学显微镜的操作（四）、光学显微镜的操作（1 1） 实验时要把显微镜放在座前桌面上稍偏左的位置，镜实验时要把显微镜放在座前桌面上稍偏左的位置，镜座应距桌沿座应距桌沿 6 67 cm7 cm左右。左右。（2 2） 打开光源开关，调节光强到合适大小。打开光源开关，调节光强到合适大小。（3 3） 转动物镜转换器，使低倍镜头正对载物台上的通光孔。转动物镜转换器，使低倍镜头正对载物台上的通光孔。

35、先把镜头调节至距载物台先把镜头调节至距载物台1 12cm2cm左右处，然后用左眼注视目左右处，然后用左眼注视目镜内，接着调节聚光器的高度，把孔径光阑调至最大，使光镜内，接着调节聚光器的高度，把孔径光阑调至最大，使光线通过聚光器入射到镜筒内，这时视野内呈明亮的状态。线通过聚光器入射到镜筒内，这时视野内呈明亮的状态。第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z（四）、光学显微镜的操作（四）、光学显微镜的操作（4 4） 将所要观察的玻片放在载物台上，使玻片中被观察的将所要观察的玻片放在载物台上，使玻片中被观察的部分位于通光孔的正中央，然后用标本夹夹好载玻片。部分位于通光孔的正中央，然后用标本夹夹

36、好载玻片。（5 5） 先用低倍镜观察（物镜先用低倍镜观察（物镜10X10X、目镜、目镜10 x10 x）。观察之前，）。观察之前，先转动粗动调焦手轮，使载物台上升，物镜逐渐接近玻片。先转动粗动调焦手轮，使载物台上升，物镜逐渐接近玻片。需要注意，不能使物镜触及玻片，以防镜头将玻片压碎。然需要注意，不能使物镜触及玻片，以防镜头将玻片压碎。然后，左眼注视目镜内，同时右眼不要闭合（要养成睁开双眼后，左眼注视目镜内，同时右眼不要闭合（要养成睁开双眼用显微镜进行观察的习惯，以便在观察的同时能用右眼看着用显微镜进行观察的习惯，以便在观察的同时能用右眼看着绘图），并转动粗动调焦手轮，使载物台慢慢下降，不久即绘

37、图），并转动粗动调焦手轮，使载物台慢慢下降，不久即可看到玻片中材料的放大物像。可看到玻片中材料的放大物像。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z（6 6） 如果在视野内看到的物像不符合实验要求（物像偏离如果在视野内看到的物像不符合实验要求（物像偏离视野），可慢慢调节载物台移动手柄。调节时应注意玻片移动视野），可慢慢调节载物台移动手柄。调节时应注意玻片移动的方向与视野中看到的物像移动的方向正好相反。如果物像不的方向与视野中看到的物像移动的方向正好相反。如果物像不甚清晰，可以调节微动调焦手轮，直至物像清晰为止。甚清晰，可以调节微动调焦手轮，直至物像清晰为止。z（7 7） 如果进一步使用

38、高倍物镜观察，应在转换高倍物镜之如果进一步使用高倍物镜观察，应在转换高倍物镜之前，把物像中需要放大观察的部分移至视野中央（将低倍物镜前，把物像中需要放大观察的部分移至视野中央（将低倍物镜转换成高倍物镜观察时，视野中的物像范围缩小了很多）。一转换成高倍物镜观察时，视野中的物像范围缩小了很多）。一般具有正常功能的显微镜，低倍物镜和高倍物镜基本齐焦，在般具有正常功能的显微镜，低倍物镜和高倍物镜基本齐焦，在用低倍物镜观察清晰时，换高倍物镜应可以见到物像，但物像用低倍物镜观察清晰时，换高倍物镜应可以见到物像，但物像不一定很清晰，可以转动微动调焦手轮进行调节。不一定很清晰，可以转动微动调焦手轮进行调节。

39、第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z（8 8） 在转换高倍物镜并且看清物像之后，可以根在转换高倍物镜并且看清物像之后，可以根据需要调节孔径光阑的大小或聚光器的高低，使光线据需要调节孔径光阑的大小或聚光器的高低，使光线符合要求（一般将低倍物镜换成高倍物镜观察时，视符合要求（一般将低倍物镜换成高倍物镜观察时，视野要稍变暗一些，所以需要调节光线强弱）。野要稍变暗一些，所以需要调节光线强弱）。z（9 9） 观察完毕，应先将物镜镜头从通光孔处移开，观察完毕，应先将物镜镜头从通光孔处移开，然后将孔径光阑调至最大，再将载物台缓缓落下，并然后将孔径光阑调至最大，再将载物台缓缓落下，并检查零件有无损

40、伤（特别要注意检查物镜是否沾水沾检查零件有无损伤（特别要注意检查物镜是否沾水沾油，如沾了水或油要用镜头纸擦净），检查处理完毕油，如沾了水或油要用镜头纸擦净），检查处理完毕后即可装箱。后即可装箱。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z偏振光装置的调整及使用偏振光装置的调整及使用z偏振镜位置的调整偏振镜位置的调整z起偏镜一般安装在可以转动的圆框内，借助手柄转动调节。起偏镜一般安装在可以转动的圆框内，借助手柄转动调节。z 调节的目的：使起偏振镜出来的偏振光动面水平，以保证调节的目的：使起偏振镜出来的偏振光动面水平，以保证垂直照明器平面玻璃反射进入物镜的偏振光强度最大，且仍垂直照明器平面玻

41、璃反射进入物镜的偏振光强度最大，且仍为直线偏振光。为直线偏振光。z 调整方法：将抛光试样放在载物台上，除去检偏振镜，只调整方法：将抛光试样放在载物台上，除去检偏振镜，只装起偏振镜，从目镜内观察聚焦后试样磨面上反射光的强度，装起偏振镜，从目镜内观察聚焦后试样磨面上反射光的强度，转动起偏振镜，反射光强度发生明暗变化，当反射光最强时，转动起偏振镜，反射光强度发生明暗变化，当反射光最强时，就是起偏振镜振动轴的正确位置。就是起偏振镜振动轴的正确位置。 显微镜的偏振光装置示意图显微镜的偏振光装置示意图第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z检偏振镜位置的调整检偏振镜位置的调整z起偏振镜位置调整好后

42、，装入检偏振镜，调节检起偏振镜位置调整好后，装入检偏振镜，调节检偏振镜的位置，当在目镜中观察到最暗的消光现偏振镜的位置，当在目镜中观察到最暗的消光现象时，就是检偏振镜与偏振镜正交的位置。在实象时，就是检偏振镜与偏振镜正交的位置。在实际观察中，常将检偏振镜作一个小角度的偏转，际观察中，常将检偏振镜作一个小角度的偏转，以增加显微组织的衬度。其偏转的角度由刻度盘以增加显微组织的衬度。其偏转的角度由刻度盘上的刻度指示出来。若将检偏振镜在正交位置转上的刻度指示出来。若将检偏振镜在正交位置转动动9090，则两偏振镜振动轴平行，这时和一般光，则两偏振镜振动轴平行，这时和一般光线下照明的效果相同。线下照明的效

43、果相同。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z 显微镜的调整显微镜的调整z 物台中心位置的调整物台中心位置的调整z 利用偏振光鉴别物相时，经常需要将载物台作利用偏振光鉴别物相时，经常需要将载物台作360360旋转，为使观察目标在载物台旋转时不离开视域，在使用旋转，为使观察目标在载物台旋转时不离开视域，在使用前必须调节载物台的机械中心与显微镜的光学系统主轴重前必须调节载物台的机械中心与显微镜的光学系统主轴重合。合。z 一般是通过载物台上的对中螺钉进行调整。一般是通过载物台上的对中螺钉进行调整。 第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析 偏振光照明下的色彩偏振光照明下的色彩(色偏

44、振色偏振)z 白色偏振光照明，会产生色彩。白色偏振光照明，会产生色彩。z 在金相显微镜中进行正交偏振光的观察时，在光程中在金相显微镜中进行正交偏振光的观察时，在光程中插入灵敏色片插入灵敏色片(多用多用=5760nm的全波片的全波片)后，各向异性晶后，各向异性晶粒会出现不同的颜色。观察各向异性时，不加入灵敏色片，粒会出现不同的颜色。观察各向异性时，不加入灵敏色片，也会有不同颜色，但色彩不丰富。加入全波片后，色彩变也会有不同颜色，但色彩不丰富。加入全波片后，色彩变得鲜艳。得鲜艳。z 转动载物台或灵敏色片，由于偏振光的干涉，晶粒的转动载物台或灵敏色片，由于偏振光的干涉，晶粒的颜色变化。颜色变化。第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z （五） 、光片样品的制备z 1、取样：块状样品应有代表性，粉状样品应控制样品粒度。z 2、镶样：块状样品可用热凝性树脂、热塑性树脂、冷凝性树脂镶嵌。粉状样品可用热塑性树脂、虫胶镶嵌。z 3、磨光：粗磨、细磨，砂纸号数有200、600、1200、2000四种 z 4、抛光：机械抛光第二篇第二篇 材料光学显微分析材料光学显微分析z （六） 、薄片样品的制