金相显微镜进展2010.ppt

1、金相显微镜进展,光学显微镜原理图,一.无限远光学系统物镜按照无限远象距进行设计这种光学系统称为 无限远色差和象差校正的光学系统或简称无限远光学系统,无限远光学系统示意图入射光从试样表面反射进入物镜后,并不收敛而是保持为平行光束,直到通过镜筒透镜后才收敛并形成中间象,即一次放大实象,然后才供目镜再次放大.,无限远光学系统示意图入射光从试样表面反射进入物镜后,并不收敛而是保持为平行光束,直到通过镜筒透镜后才收敛并形成中间象,即一次放大实象,然后才供目镜再次放大.,无限远光学系统示意图,物镜,镜筒透镜,物镜放大实象,试样,物镜放大实象不收敛空间,无限远光学系统的优点 1. 显微镜中的各种光学附件都可

2、以放置在 物镜凸缘与镜筒透镜之间平行光束的空 间. 由于成象光束没有受到上述光学附件 的干扰, 物象的质量不会受到损害, 物镜 设计就不必考虑它们对成象的影响. 2. 镜筒长度系数保持为1,无论物镜与目镜 之间的距离有多远,也不需要一个固定的 中转透镜系统.,世界各国生产显微镜的主要公司,例如德国的 Zeiss, Leica,日本的 Nikon, Olympus目前均已先后采用无限远光学系统设计,二.同焦面性设计(Parfocality)转动物镜回转台更换物镜并从目镜筒更换目镜后,只须略微调节微调旋钮,就可以使物象准确聚焦.,三.对显微镜有效放大倍数的再认识传统教科书给出的显微镜的有效放大倍数

3、与物镜数值孔径的关系550 NA M有效 1100 NA实际上,分辨率还与物象的反差有关 照明条件,放大倍数,观察条件都会影响分辨率,关于显微镜有效放大倍数(续)Vander Voort 指出: 为了充分发挥显微镜物镜的分辨率潜力最低有效放大倍数应当是最佳条件下的4倍左右M有效2200 NA,四. 平场消色差物镜老式物镜初次放大实象的直径只有18 mm 20 mm 平场消色差物镜规定: 经过高度校正的初次放大实象的直径为28 mm 即象场面积增大了一倍, 并使象场弯曲得到了很好的校正.,五. 高倍干物镜传统高倍(100X)油浸物镜的NA值可达1.4,但是使用后必须将物镜的前透镜和试样上的油擦拭

4、干净. 现今这种镜头已被列为选购件, 而标准配置则改为高倍干物镜, 其NA值则在0.90至0.95之间,尽管有不少降低,但是却方便了操作.,高倍干物镜(续)目前已经有100X, 150X, 200X,甚至有250X的干物镜. 使用这种干物镜, 可以很容易使总放大倍数远超过传统上规定的1100 NA, 进一步证实了前述观点.,六.长工作距离物镜为了避免物镜因工作中不慎触及试样或受热而损坏,设计出长工作距离物镜,使镜头的前透镜与试样之间的距离比常规镜头增加10倍左右. 虽然镜头的数值孔径有所下降,但是成象质量仍然不错.,七. 广视场目镜老式目镜的场光阑直径只有16 mm 新型显微镜广视场目镜的场光

5、阑直径一般为22 mm最大可达 26.5 mm 充分利用了平场物镜扩大了的象场面积,八. 高眼点目镜观察显微组织时,眼睛与目镜接目透镜间的距离老式目镜规定为10 mm如果不摘去眼镜观察看到的视场范围将会受到影响,高眼点目镜(续)对于高眼点目镜这一距离可增加到 20 mm 使佩戴屈光度眼镜者 无须摘去眼镜进行观察 物象质量免受眼睛缺陷的影响,九.多功能紧凑设计 1. 庞大笨重的卧式设计改为紧凑的台式设计 2. 配备四种常用的照明方式: 明视场,暗视场,偏振光,微差干涉衬度(DIC) 3. 电动控制的物镜回转头,可自动将所需物镜 旋入光程,孔径光阑和视场光阑的大小也能 随着物镜的更换自动进行调整.

6、 4. 物象为正置而不是反置,大大便利了操作.,十.显微照相和图象分析 进入了数字化时代 1. 数字成象系统已用于显微照相, 2. 数字化 图象可存储于计算机内,并可 随时打印成照片或通过电子邮件发送, 免除了暗室操作. 3. 图象处理及显微组织定量分析 4. 图象拼接技术日臻完善,第一幅月面图像国家航天局11月26日正式公布了嫦娥一号卫星传回的第一幅月面图像图像共由19轨图像制作而成，位于月表东经83度到东经57度，南纬70度到南纬54度图幅宽约280千米长约460千米,光线调节附件：实现多种观察方法不可缺少的附件,按色差校正程度分类： 物镜 消色差物镜、平场消色差物镜、半复消色差物镜、复消

7、色差物镜。 按功能分类： 相差物镜、DIC 物镜、偏光物镜、荧光物镜等。 按工作距离分类： 普通物镜（切片观察）、长工作距离物镜（用于培养皿、培养瓶等容器的观察）。,金 相 显 微 镜的正 确 使 用,1. 调整好Khler照明,使整个视 场获得均匀的照明 a. 照明光源的灯丝必须准确 聚焦在物镜的后焦面上 b. 孔径光阑必须准确聚焦在 物镜的后焦面中心(斜照明 时除外),Khler照明光路原理图,2. 正确调整孔径光阑大小永远不要试图用调节孔径光阑大小来调节物象的亮度*应当使用中性密度滤色片(见后),调节孔径光阑对珠光体组织影象质量的影响(a) 最佳孔径光阑位置,最佳影象反差,调节孔径光阑对珠光体组织影象质量的影响(b) 孔径光阑开启最大,虽然分辨率最佳,但眩光过多,调节孔径光阑对珠光体组织影象质量的影响(c) 孔径光阑最小,但出现干涉条纹,3. 正确调整视场光阑视场光阑成象在试样表面接着又成象在物镜初次放大实象的象面.因此视场光阑应当调整到正好将要进入视场这样可以将多余的光线挡住使影象的眩光减至最小.,4. 中性密度滤色片用来减弱入射光线的强度而不改变光源的光谱特性和色温即在可见光谱范围内不会产生任何有选择性的吸收或透过,中性密度滤色片(续)光线透过率(T)与光学密度(Dt)的关系式Dt = log (1/T),中性密度滤色片的光线透过率可以从80%直到0.