《试验一显微镜》word版

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1、实验一金相显微镜的原理构造及使用实验一金相显微镜的原理、构造及使用一．实验目的1）了解金相显微镜的成像原理、基本构造、各主要部件及元件的作用；2）学习和初步掌握金相显微镜的使用和维护方法。二．实验概述金相分析是研究材料内部组织和缺陷的主要方法之一，它在材料研究中占有重要的地位。利用金相显微镜将试样放大100~1500倍来研究材料内部组织的方法称为金相显微分析法，是研究金属材料微观结构最基本的一种实验技术。显微分析可以研究材料内部的组织与其化学成分的关系；可以确定各类材料经不同加工及热处理后的显微组织；可以判别材料质

2、量的优劣，如金属材料中诸如氧化物、硫化物等各种非金属夹杂物在显微组织中的大小、数量、分布情况及晶粒度的大小等。在现代金相显微分析中，使用的主要仪器有光学显微镜和电子显微镜两大类。这里主要对常用的光学金相显微镜作一般介绍。金相显微镜用于鉴别和分析各种材料内部的组织。原材料的检验、铸造、压力加工、热处理等一系列生产过程的质量检测与控制需要使用金相显微镜，新材料、新技术的开发以及跟踪世界高科技前沿的研究工作也需要使用金相显微镜，因此，金相显微镜是材料领域生产与研究中研究金相组织的重要工具。三．金相显微镜的基本理论知识3.

3、1显微镜的成像原理众所周知，放大镜是最简单的一种光学仪器，它实际上是一块会聚透镜（凸透镜），利用它可以将物体放大。其成像光学原理如图1-1所示。当物体AB置于透镜焦距f以外时，得到倒立的放大实像A′B′（如图1-1（a）），它的位置在2倍焦距以外。若将物体AB放在透镜焦距内，就可看到一个放大正立的虚象A′B′（如图1-1（b））。映象的长度与物体长度之比（A′B′13实验一金相显微镜的原理构造及使用/AB）就是放大镜的放大倍数（放大率）。若放大镜到物体之间的距离a近似等于透镜的焦距(a≈f)，而放大镜到像间的距离b

4、近似相当于人眼明视距离（250mm），则放大镜的放大倍数为：N=b/a=250/fABFFA’B’abf（a）实像放大ABFFA’B’abf（b）虚像放大图1-1放大镜光学原理图由上式知，透镜的焦距越短，放大镜的放大倍数越大。一般采用的放大镜焦距在10~100mm范围内，因而放大倍数在2.5~25倍之间。进一步提高放大倍数，将会由于透镜焦距缩短和表面曲率过分增大而使形成的映象变得模糊不清。为了得到更高的放大倍数，就要采用显微镜，显微镜可以使放大倍数达到1500~2000倍。显微镜不象放大镜那样由单个透镜组成，而是由

5、两级特定透镜所组成。靠近被观察物体的透镜叫做物镜，而靠近眼睛的透镜叫做目镜。借助物镜与目镜的两次放大，就能将物体放大到很高的倍数（~2000倍）。图1-2所示是在显微镜中得到放大物像的光学原理图。13实验一金相显微镜的原理构造及使用B’’DA’’ABf物LA’B’f目F1F2物镜目镜人眼图1-2显微镜光学原理图被观察的物体AB放在物镜之前距其焦距略远一些的位置，由物体反射的光线穿过物镜，经折射后得到一个放大的倒立实象，目镜再将实像放大成倒立虚像，这就是我们在显微镜下研究实物时所观察到的经过二次放大后的物像。3.2显

6、微镜的质量显微镜的质量主要取决于透镜的质量、放大倍数和鉴别能力。3.2.1透镜的质量3.2.1.1物镜物镜是由若干个透镜组合而成的一个透镜组。组合使用的目的是为了克服单个透镜的成像缺陷，提高物镜的光学质量。显微镜的放大作用主要取决于物镜，物镜质量的好坏直接影响显微镜映像质量，它是决定显微镜的分辨率和成像清晰程度的主要部件，所以对物镜的校正是很重要的。（1）物镜的类型13实验一金相显微镜的原理构造及使用根据对透镜球面像差和色差的校正程度不同，可将物镜分为消色差物镜、复消色差物镜、平面消色差物镜、平面复消色差物镜、半复

7、消色差物镜等多种。这些由若干透镜组合而成的透镜组，可以在一定程度上消除或减少透镜成像的缺陷，提高成像质量。A．消色差物镜(Achromatic)是较常见的一种物镜（表1-1），由若干组曲面半径不同的一正一负胶合透镜组成，只能矫正光谱线中红光和蓝光的轴向色差。此类物镜结构简单，经济实用，常和福根目镜、校正目镜配合使用，被广泛地应用在中、低倍显微镜上。在黑白照相时，可采用绿色滤色片减少残余的轴向色差，获得对比度好的相片。表1-1消色差物镜光学系统放大倍数数值孔径（N.A.）工作距离（mm）鉴别率(mm)干燥系统10×0

8、.255.660.0015干燥系统45×0.630.580.0004油浸系统100×1.250.3610.0002B．复消色差物镜（Apochromatic）由多组特殊光学玻璃和荧石制成的高级透镜组组合而成。它是显微镜中最优良的物镜，对球面差、色差都有较好的校正，适用于高倍放大。但仍需与补偿目镜配合使用，以消除残余色差。C．平面消色差物镜(Planachro