材料专题实验-lxy1

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1、贵州大学实验报告学院：材料与冶金学院专业班级：姓名学号实验组1实验时间2011.11指导教师成绩实验项目名称金相显微镜结构与应用实验目的（一）了解金相显微镜的构造；（二）掌握金相显微镜的使用方法。实验要求根据本实验的特点是掌握金相显微镜结构与使用，每人分配一台金相显微镜，首先认识金相显微镜的结构，最后要求能熟练掌握金相显微镜的使用，老师采用“以学生自主训练为主的开放模式组织教学”的方式。实验原理（一）金相显微镜的构造以及使用原理光学金相显微镜的构造一般包括放大系统、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。Ⅰ：放大系统（1）显微镜的

2、放大成像原理：说明显微镜的总放大倍数M等于物镜放大镜放大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。另外，参照实验指导书图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：（2）透镜象差：透镜在成像过程中，由于受到本身物理条件的限制，会使影像变形和模糊不清。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，虽将象差尽量减少到很小的范围，但依然存在，象差有多种，其中对成像质量影响最大的是球面象差、色象差相象域弯曲三种。①球面象差：由于透镜表面为球面，其中心与边缘厚度不同

3、，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焦；而靠近边缘处的光线偏折角度大，在离透镜较近的位置聚焦。因而必然形成沿光轴分布的一系列的象，使成像模糊不清，这种现象称为球面象差。球面象差主要靠用凸透镜所组成的透镜组来减小。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，不能同时在一点聚焦，致使影像模糊。或在视场边缘上见到彩色环带，这种现象称为色象差。6色象差同样可以

4、靠透镜组织来减小影响。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，这种现象叫象域弯曲。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能达到趋近平坦的象域。（3）物镜：显微镜观察所见到的象是经物镜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，显微镜的成像质量如何，关键在物镜。①钓镜的种类：按象差校正分类，其中消色差物镜结构简单、价格低廉，象差已基本上于以校正，故普通小型金相显徽

5、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。②物镜上的标志：按国际标准规定，物镜的放大倍数和数值孔径，标在镜筒中央清晰位置，并以斜线分开。例如45/0.63、90X/1.30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，并用斜线分开。③镜筒长度：实验指导书图1-1中光学镜筒长度△是指物镜后焦点F1′与目镜前焦点F2之间的距离。④盖玻片：盖玻片是置于钦测物体与物镜之间的五色透明玻璃薄

6、片。⑤数值孔径：表征物镜的集光能力，其值大小取决于进人物镜的光线锥所张开的角度。⑥物镜的分辨率：显微镜的分辨率主要取决于物镜。分辨率的概念与放大倍数(又称放大率)不同，分辨率与入射光的波长成正比，λ愈短分辨事愈高；与数值孔径成反比，物镜的数值孔径愈大分辨率愈高。⑦有效放大倍数：能否看清组织的细节，除与物镜的分辨率有关外，还与人跟实际分辨率有关。物镜的数值孔径决定了显微镜的有效放大倍数。所谓有效放大倍数，是指物镜分辨清晰的d距离，披人眼也同样分辨清晰所必须放大的倍数，用M观察表示。式中，l为人眼的分辨率，在250mm处正常人眼分辨为0.15-0.30

7、mm。（4）目镜：常用的目镜按其构造可分为五种。①负型日镜：负型目镜以福根目镜为代表。福根目镜的是由两片单一的凸透镜并在中间加一光阑组成。接近眼睛的透镜称目透镜，起放大作用；另一透镜称场透镜，能使影像亮度均匀。中间的光阑可以遮挡无用光，提高影像清晰度。福根目镜并未对镜象差加以校正，故只适于和低倍中倍消色差物镜配合使用。②正型目镜：正型目镜以雷斯登目镜为代表。雷斯登目镜也是由两片凸透镜组成，所不同的是光阑在场透镜的外面。这种目镜有良好的象域弯曲校正，球面象差也比较小，但色象差比福根目镜严重。另外，在相同放大倍数下，正到目镜的观察视场比负型目镜略小。③

8、6补偿目镜：补偿目镜是一种特制的目镜。结构较上述两种都复杂。与复消色差物镜配合使用，可以补偿校正残余色差，得到全面清晰的影