材料科学与工程实验教程

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料科学与工程实验教程　　材料科学与工程基础试验教程一　　中原工学院材料加工工程系　　第一部分基本原理　　一、金相显微镜的原理及构造　　显微分析方法是材料科学领域的一个很重要的研究方法，它可以观察及研究金属等材料中用宏观分析方法无法观察到的组织细节及缺陷。金相显微镜就是进行显微分析的主要工具。　　(一)显微镜的成象原理　　显微镜的基本放大原理如图1-1所示。其放大作用主要由焦距很短的物镜和焦距较长的目镜来完

2、成。为了减少象差，显微镜的目镜和物镜都是由透镜组构成复杂的光学系统，其中物镜的构造尤为复杂。为了便于说明，图中的物镜和目镜都简化为单透镜。物体AB位于物镜的前焦点外但很靠近焦点的位置上，经过物镜形成一个倒立放大的实象A'B'，这个象位于目镜的物方焦距内但很靠近焦点的位置上，作为目镜的物体。目镜将物镜放大的实象再放大成虚象A"B",位于观察者的明视距离(距人眼250mm)处，供眼睛观察，在视网膜上成最终的实象A'''B'''。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水

3、平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　以上利用几何光学原理对显微镜的成象过程进行了分析。但是实际上金相显微镜所观察的显微组织，往往几何尺寸很小，小至可与光波的波长相比较，根据光的电磁波理论，此时不能再近似地把光线看成是直线传播，而要考虑衍射的影响。另一方面，显微镜中的光线总是部分相干的。因此，显微镜的成象过程是一个比较复杂的衍射相干过程。事实上，由于衍射等因素的影响，显微镜的分辨能力和放大能力都受到一定限制。

4、目前金相显微镜可观察的最小尺寸一般是μm左右，有效放大率最大为1500~1600倍。　　(二)显微镜的放大率　　显微镜的放大率M等于物镜的线放大率m1与目镜的角放大率m2的乘积，即：　　M?m1?m2(1-1)　　根据几何光学得到物镜的放大率为：　　m1??(1-2)f1　　式中：L为显微镜的光学镜筒长度，即从物镜的后焦点到所成实象的距离；f1为物镜的焦距，负号表示所成的象是倒立的。同理，目镜的放大率为：　　m2?(1-3)f2　　式中；D为人眼睛的明视距离；f2为目镜的焦距。　　将式(1－2)、(1-3)代入式(1

5、-1)可得：　　(1-4)M??f1f2目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　由(1-4)式可知，显微镜的放大率与光学镜筒长度成正比，与物镜、目镜的焦距成反比。　　通常物镜、目镜的放大率都刻在镜体上，显微镜的总放大率可以由式(1-1)算出。由于物镜的放大率是在一定的光学镜筒长度下得出的，因而同一物镜在不同的光学镜筒长

6、度下其放大率是不同的。有的显微镜由于设计镜筒较短，在计算总放大率时，需要乘以一个系数。　　光学镜筒长度在实际应用中很不方便，通常均使用机械镜筒长度，即物镜的支承面与目镜支承面之间的距离。显微镜的机械镜筒长度分为有限和任意两种。有限机械镜筒长度各国标准不同，一般在160~190mm之间，我国规定为160mm。物镜外壳上通常标有160/0或160/一等，斜线前数字表示机械镜筒长度，斜线后的“0”或“一”表示金相显微镜不用盖玻璃片；对于透射显微镜，此处的数字表示盖玻璃片的厚度。任意机械镜筒长度用∞/0或∞/－表示，这种物镜

7、可以在任何镜筒长度下使用，而不会影响成象质量。　　(三)透镜的象差目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　单片普通透镜所成的象，由于物理条件的限制，往往模糊不清或发生畸变，在实际成象中出现的所有缺陷和偏差都称为象差。象差一般分为两大类：一类是单色光成象时的象差，简称为单色象差，包括球面象差、彗形象差、象散和象域弯曲；另

8、一类是多色光成象时的象差，称为色象差，这是由于介质对不同波长的光的折射率不同而引起的。对显微成象影响最大的有三种象差，即球面象差、色象差和象域弯曲。下面分别介绍这三种象差。　　(1)球面象差　　来自光轴某点的单色光通过透镜时，由于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，因而会形成前后分布的许多聚焦点，成一弥散的光斑。这种现象称为