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1、实验一金相显微镜的构造和使用,2,一、实验目的,1.了解金相显微镜的成像原理、基本构造、各主要部件的作用,2.学习和初步掌握金相显微镜的使用方法,3,二、显微镜的成像原理,(a)实像放大,(b)虚像放大,4,显微镜光学原理图,5,6,物镜的类型,物镜是由若干个透镜组合而成的一个透镜组，以克服单个透镜的成像缺陷，提高物镜的光学质量,A消色差物镜B复消色差物镜C平面（场）消色差物镜（Planar chromatic）D平面（场）复消色差物镜E半复消色差物镜,7,物镜的技术参数,A放大倍数物镜放大倍数公式：M物=L/f物（L是光学镜筒长度）B机械镜筒长度：物镜底面到目镜顶面的距离C数值孔径（NA）：
2、数值孔径表征物镜的聚光能力NA=nsin,n为物镜与观察物之间的介质折射率，空气为1，松柏油为1.515：物镜的孔径半角,8,孔径半角是物镜孔径角的一半而物镜孔径角是物镜光轴上的物体点与物镜前透镜的有效直径所形成的角度,9,不同介质对物镜聚光能力的比较,数值孔径越大，聚光能力越强，从试样反射进入物镜的光线越多，鉴别能力越好。,10,分辨率与衍射环,d=/2NA,D物镜的鉴别能力（平面鉴别能力）,显微镜的分辨率主要取决于物镜的分辨率；目镜只能放大物镜已分辨的细节。,11,E.垂直鉴别能力（景深）h=n/(NA)M(0.150.30),物镜对高低不平的物体能够清晰成像的能力。,12,目 镜,组成：
3、位于上端的透镜称目透镜，起放大作用下端透镜称会聚透镜或场透镜，使映像亮度均匀放大倍数：M目=D/f目分辨率：低（目镜的孔径角很小，8、10、12.5、16）,13,显微镜的放大倍数及其选择,M总=M物M目=250L/(f物*f目)有效放大倍数：人眼能够分辨的“人眼鉴别率”d与物镜的鉴别率d间的比值即不使人眼看到假像的最小放大倍数：M=d/d=2dNA/人眼鉴别率d：0.150.30mmMmin=2 0.15(NA)/(5500 107)=500(NA)Mmax=2 0.30(NA)/(5500 107)=1000(NA),14,N.A.=0.25；600,N.A.=0.95；600,15,单片
4、透镜在成像过程中，由于几何条件的限制及其他因素的影响，常使影像变得模糊不清或发生变形现象这种缺陷称为像差。由于物镜起主要放大作用，所以显微镜成像的质量主要取决于物镜，应首先对物镜像差进行校正普通透镜成像的主要缺陷有球面像差和色像差两种,透镜成像的质量（像差）（了解）,16,（1）球面像差（单色像差）,光轴某点的单色光通过透镜时，通过光轴附近的光线的折射角小，透镜边缘的光线的折射角大形成前后分布的许多聚焦点，得到一弥散的光斑,17,消除方法：,常采用由多片透镜组成的透镜组，即将凸透镜和凹透镜组合在一起（称为复合透镜）,由于这两种透镜的球面像差性质相反，因此可以相互抵消。,也可采取调节孔径光阑的方
5、法，适当控制入射光束粗细，让极细的一束光通过透镜中心部位,这样可将球面像差降至最低限度。,18,（2）色像差,白光照射时，会形成一系列不同颜色的像,19,一方面可用消色差物镜和复消色差物镜进行校正,消除方法：,消色差物镜常与普通目镜配合，用于低倍和中倍观察复消色差物镜与补偿目镜配合，用于高倍观察,另一方面可通过加滤色片得到单色光，常用的滤色片有蓝色、绿色和黄色等,20,三、金相显微镜的构造,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带照相装置和暗场照明系统等,21,22,A孔径光阑,作用：调节入射光束的粗细影响：缩小孔径光阑可减小球差和轴外像差，使映像清晰；但会使物
6、镜的分辨能力降低调节方法：可取下目镜直接观察筒内灯丝映像面积占整个筒面积的1/23/4时为适宜的孔径光阑,23,B视场光阑,作用：调节视场光阑可改变视域的大小影响：不影响物镜的分辨率，但缩小视场光阑可减少镜筒内的反射光和眩光，提高映像衬度调节方法：观察时一般将视场光阑调节到与目镜内视域同样大小,24,四、金相显微镜的使用方法,接通电源；安放试样；选择物镜（低倍-高倍）转动粗调手轮先使镜筒上升，同时用眼观察，使物镜尽可能接近试样表面（但不得与之相碰）然后反向转动粗调手轮，使镜筒渐渐下降以调节焦距，当视场亮度增强时，再改用微调手轮调节直到物像最清晰为止。适当调节孔径光阑和视场光阑，以获得最佳质量的物像,25,五、使用注意事项,操作时双手及样品干净，不允许把侵蚀未干的试样在显微镜下观察，以免腐蚀物镜显微镜光学部分严禁用手或手帕等去擦，必须用专用的驼毛刷或镜头纸轻轻擦试在旋转粗调（或微调）手轮时动作要慢，碰到某种阻碍时应立即停止操作，报告教师查找原因,不得用力强行转动，否则会损坏机件。,观察结束后应及时关闭电源,26,六、实验报告内容,简述实验目的和步骤简述显微镜的数值孔径、景深、孔径光阑、视场光阑的含义简要说明金相显微镜的操作要点及必须注意的事项,Thank You!,
