金相显微镜的原理

  金相显微镜的原理实验一金相显微镜的构造及使用一、实验目的1、了解金相显微镜的构造；2、掌握金相显微镜的使用方法。二、实验原理概述（一）金相显微镜的构造光学金相显微镜的构造一般来说包括放大系统、光路系统和机械系统三部分，其中放大系统是显微镜的关键部分。1、放大系统（1）显微镜放大成象原理显微镜放大基础原理如图1-1所示。由图可见，显微镜的放大作用由物镜和目镜共同完成。物体AB位于物镜的焦点F1以外，经物镜放大而成为倒立的实象A1B1，这一实象恰巧落在目镜的焦点F2以内，最后由目镜再次放大为一虚象A2B2，人们在观察组织时所见到的象，就是...

  实验一金相显微镜的构造及使用一、实验目的1、了解金相显微镜的构造；2、掌握金相显微镜的使用方法。二、实验原理概述（一）金相显微镜的构造光学金相显微镜的构造一般来说包括放大系统、光路系统和机械系统三部分，其中放大系统是显微镜的关键部分。1、放大系统（1）显微镜放大成象原理显微镜放大基础原理如图1-1所示。由图可见，显微镜的放大作用由物镜和目镜共同完成。物体AB位于物镜的焦点F1以外，经物镜放大而成为倒立的实象A1B1，这一实象恰巧落在目镜的焦点F2以内，最后由目镜再次放大为一虚象A2B2，人们在观察组织时所见到的象，就是经物镜、目镜两次放大，在距人眼约150mm明视距离处形成的虚象。由图1-1可知：物镜的放大倍数M物=目镜的放大倍数M目=显微镜的总放大倍数M=M物×M目=说明显微镜的总放大倍数M等于物镜放大倍数和目镜放大倍数的乘积。目前普通光学金相显微镜最高有效放大倍数为1600~2000倍，常用放大倍数有100、450倍和650倍。另外，参照图1-1。如果忽略AB与F1、A1B1与F2间距，依相似三角形定理可求出：M物==式中，D为光学镜筒长度；f为物镜焦距。因光学镜筒子长度为定值，可见，物镜放大倍数越高，物镜的焦距越短，物镜离物体越近。（2）透镜象差透镜在成象过程中，由于受到本身物理条件的限制，会使映象变形和模糊不清。这种象的缺陷称为象差。在金相显微镜的物镜、目镜以及光路系统设计制造中，虽将象差最好能够降低到很小的范围，但依然存在。象差有多种，其中对成象质量影响最大的是球面象差、色象差和象域弯曲三种。1）球面象差由于透镜表面为球面，其中心与边缘厚度不同，因而来自一点的单色光经过透镜折射后，靠近中心部分的光线偏折角度小，在离透镜较远的位置聚集；而靠近边缘处的光线偏折角度大，在离透镜较近的位置聚集，因而必然形成沿光轴分布的一系列的象，使成象模糊不清，此现状胜负为球面象差。球面象差主要靠用凸透镜和凹透镜所级成的透镜级来减小。另外，通过加光栏的办法，缩小透镜成象范围，也能减小球面象差的影响。2）色象差色象差与光波波长有着密切关系。当白色光中不同波长的光线通过透镜时，因其折射角度不同而引起象差。波长愈短，折射率愈大，其焦点愈近；波长愈长，折射率愈小，则焦点愈远，因而不同波长的光线，不能同时在一点聚集，致使映象模糊，或在视场边缘上见到彩色电视环带，此现状称为色象差。色象差一样能靠透镜组来减小影响。在光路中加上滤光片，使白色光变成单色光也能有效地减小色象差。3）象域弯曲垂直于光轴的平面，通过透镜所形成的象，不是平面而是凹形的弯曲象面，此现状叫象域弯曲。象域弯曲是由于各种象差综合作用的结果。一般物镜都或多或少地存在着象域弯曲，只有校正极佳的物镜才可以做到趋坦的象域。（3）物镜显微镜观察所见到的象是经物和目镜两次放大后所得到的虚象，其中目镜仅起到将物镜放大的实象再放大的作用。因此，显微镜的成象质量如何，关键在物镜。物镜的种类按象差校正分类，常用的镜的种类有消色差物镜（无标志）、复消色差物镜（标志APO）和平面消色差物镜（标志PL或Plan）。其中消色差物镜结构相对比较简单、价格低，象差已基本上予以校正，故普通小型金相显微镜多采用这种物镜。另外，按物体表面与物镜间的介质分，有介质为空气的干系物镜和介质为油的油系物镜两类。按放大倍数分，还可分为低倍、中倍和高倍。无论哪种物镜，都是由多片透镜组合而成的。1）物镜上的标志按国际

  规定，物镜的放大倍数和数值孔径，标在镜筒中央清晰位置，并以斜线等。表示镜筒长度的字样或符号以及有无盖玻片的符号，标在放大倍数和数值孔径的下方，并用斜线等表示干系或油系的字样，可标在放大倍数和数值孔径的上方或其它合适位置。2）数值孔径（N。A。）数值孔径（numericalapertyre以符号N。A。表示）表征物镜的集光能力，其值大小取决于进入物镜的光线锥所张开的角度，即孔径角的大小N。A。=nsinq式中n为试样与物镜间介质的折射率，空气介质n=1，松柏油介质n=1。515，q为孔径角的半角。如图1-2所示。数值孔径N。A。值的大小标志着物镜分辩率的高低，干系物镜因n=1而sinq总小于1，故N。A。

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