偏光显微镜与单偏光镜下的光学性质

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1、第一部分透射偏光显微技术材料结构表征与分析实验实验一偏光显微镜一、实验目的要求1、了解偏光显微镜的主要构造、装置，使用和保养方法。2、学会偏光显微镜的一般调节和校正方法（调节照明、调节焦距、中心校正、确定及校正下偏光镜振动方向和检查上下偏光镜是否正交）。二、实验设备XPA-6型和XPA-7型偏光显微镜，黑云母（晶光1）和角闪石（晶光2）薄片。偏光显微镜的型号很多，但各种型号的主要构造大体相同。现以我国江南光学仪器厂生产的XPT—6型偏光显微镜为例，其构造按顺序自下而上为：三、偏光显微镜的构造1、镜座：支持整个显微镜的全部质量，其外形为

2、具有立体柱的马蹄形。2、镜臂：为一弯曲臂，其下端与镜座相连，上端连接镜筒。在镜筒的连接处，装有粗动及微动调焦螺旋，可以使镜筒上升和下降，用以调节焦距。3、反光镜：为具平、凹两面的小圆镜，可以任意转动，以便对准光源，把光线反射到显微镜的光学系统中。使用时尽量取得所需的亮度。4、下偏光镜（起偏镜）：由偏光片制成，位于反光镜之上。由反光镜反射上来的自然光波，通过下偏光镜之后，变成振动面固定的偏光。通常是将下偏光镜的振动面为在东西方向。一般以符号“PP”代表下偏光镜的振动面方向。5、锁光圈：位于下偏光镜之上，轻轻移动其调节手柄可以使锁光圈自由

3、开合，用以控制光线的通过量。缩小光圈，可使视域光度减弱。6、聚光镜：位于锁光圈与载物台之间，由一组透镜组成。它可以把下偏光镜透出的平行偏光束高度会聚成锥形偏光束。不用时可以推向侧面。装有使聚光镜系统升降的螺旋，用以调节聚光镜的位置。7、载物台：为一个可以水平转动的圆形平台。圆周边缘有3600的刻度，并附有游标尺，可以直接读出载物台转动角度（能读到分）。载物台中央有一个圆形孔，是光线的通道。圆孔旁有一对弹簧夹，用以夹持薄片。载物台外缘有固定螺丝，用以固定载物台。8、镜筒：为一长的直圆筒，连接在镜臂上。转动与镜臂连接处的粗动和微动调焦螺旋

4、，可以使镜筒上升和下降，用以调节焦距。镜筒上端插目镜，下端装物镜。由目镜上端至装物镜处的长度称机械筒长。物镜后焦平面与目镜前焦平面之间的距离称光学筒长。镜筒中间装有勃氏镜、上偏光镜及试板孔。9、物镜（接物镜）：是由1~5组复式透镜组成。下端的透镜称前透镜，上端的透镜称后透镜。一般说来，前透镜愈小，镜头愈长，其放大倍率愈大。每台偏光显微镜附有物镜5个，即4×、10×、25×、45×、63×。每个物镜上注有放大倍率及数值孔径（N.A.），以及光学筒长、薄片盖玻璃厚度。使用时将选用的物镜夹于镜筒下端的弹簧夹上。物镜的光孔角及数值孔径是物镜的

5、重要参数。通过物镜前透镜最边缘光线与前焦点所构成的夹角称光孔角（下图）。半光孔角的正弦与观察介质折射率的乘积为数值孔径nsinθ，以N.A表示。数值孔径的大小与物镜的分辨率有关，数值孔径越大，分辨率越高。10、目镜（接目镜）：附有目镜3个，5×及10×两个（其中一个装分度尺，一个装十字丝）。显微镜的放大倍率等于目镜放大倍率与物镜放大倍率的乘积。11、上偏光镜（分析镜）：结构与下偏光镜相同。但其振动面方向与下偏光镜振动面方向垂直。一般以符号“AA”表示上偏光镜振动面方向。上偏光镜可以推入或拉出光学系统。12、勃氏镜：位于目镜与上偏光镜之

6、间，是一个小的凸透镜，可以推入和推出（或转入和转出）光学系统。勃氏镜在观察干涉图时使用，它与目镜一起组成望远系统，能将物镜后焦平面上的干涉图进一步放大，以便观察。除上述主要部件外，偏光显微镜中还有一些附件：（1）测定晶体上光率体椭圆半径及光程差的附件有石膏试板、云母试板、石英楔等。（2）测定颗粒大小及百分含量的附件有物台微尺、网格镜片。四、实验步骤在熟悉偏光显微镜的构造及各主要部件的用途基础上，学会使用偏光显微镜。具体操作步骤如下：1、装卸镜头（目镜，物镜）：将选用的目镜插入镜筒，并使目镜十字丝位于东西、南北方向。物镜装卸时用右手的拇

7、指和食指托住镜座，中指扶住镜头，将镜座上的槽的缺口对准镜筒下端，从右往左插入。左手打开弹簧夹或拉出固定螺栓，右手的物镜装入后往前转动至镜座中心位于正前方，这时放下弹簧夹将镜头夹住，或将固定螺栓对准镜座的缺口固定紧。本次实验规定用中倍物镜（10×）。2、调节照明（对光）：装上目镜和物镜后，轻轻推出上偏光镜及勃氏镜，打开锁光圈，目视镜筒内，转动反光镜对准光源，直至视域最明亮为止。注意切勿将反光镜直接对准太阳光。3、装（卸）薄片：把装有盖玻璃的一面朝上置于物台中央，并用薄片夹子夹住，卸薄片时，先把薄片夹子推开，取下薄片即可。注意必须使薄片的

8、盖玻璃朝上，否则不能准焦，特别是使用高倍物镜时。4、调节焦距（准焦）：调节焦距是为了使薄片中的物像清晰可见，其调节步骤如下：（1）从侧面观察，转动粗动螺旋，使镜筒下降或使物台上升，至镜筒下端的物镜与载物如上的薄片比较靠近