王浩正式-实验一 样品制备与显微镜使用 4学时 [兼容模式]

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1、实验一金相显微镜原理、使用及其样品制备实验目的•了解普通光学显微镜的构造，各主要部件及元件的效用。•掌握正确的使用操作规程及维护方法。•掌握金相样品制备的一般方法（机械抛光和化学浸蚀）。•了解金相样品制备的其他方法。金相分析•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；可以判别材料质量的优劣，如金属材

2、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。•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。金相显微镜的基本理论知识光的直线传播定律在均匀介质中，光沿直线传播。光的独立传播定律自不同方向由不同物体发出的光线相交，对每一光线的独立传播不发生影响。光的反射与折射定律当光线由一介质进入另一介质时，光线在两个介质的分界面上被分为反射光线和折

3、射光线。对于这两条光线的行进方向，可分别由反射定律与折射定律来表述。普通放大镜的放大原理金相显微镜的放大原理DB’A’’AFFf物LBA’BfabA’F2F1A人眼实像放大物镜B’A’f目镜AB’’f目FFaBB’b虚像放大普通放大镜的放大原理金相显微镜的放大原理•显微镜经物镜和目镜两级放大放大倍数:M=MM物目像差透镜成像的主要缺陷就是球面差和色差（波长差）。1、球面差是指由于球面透镜的中心部分和边缘部分的厚度不同，造成不同折射现象，致使来自于试样表面同一点上的光线经折射后不能聚集于一点，因此使映像模糊不清。球面像差的程度与光通过透镜的面积有关。光圈放得越

4、大，光线通过透镜的面积越大，球面像差就越严重；反之，缩小光圈，限制边缘光线射入，使用通过透镜中心部分的光线，可减小球面像差。但光圈太小，也会影响成像的清晰度。2、色差的产生是由于白光中各种不同波长的光线在穿过透镜时折射率不同，其中紫色光线的波长最短，折射率最大，在距透镜最近处成像；红色光线的波长最长，折射率最小，在距透镜最远处成像；其余的黄、绿、蓝等光线则在它们之间成像。这些光线所成的像不能集中于一点，而呈现带有彩色边缘的光环。色差的存在也会降低透镜成像的清晰度，也应予以校正。通常采用单色光源（或加滤光片），也可使用复合透镜。金相显微镜:•光学系统•照明系统•

5、机械系统光学显微镜实物及光路图演示Zeiss-30G690a光学显微镜Zeiss-30G690a光路图重光-XJZ-1光学显微镜重光-XJZ-1光路图•1.光源•2.聚光镜前组•3.滤色片•4.孔径光栏•5.聚光镜•6.视场光栏•7.起偏器•8.聚光镜•9.半透反射镜•10.抛物面聚光镜•11.物镜•12.辅助物镜•13.暗场反射镜•14.光源中心调节器•15.辅助物镜•16.检偏器•17.转向棱镜•18.目镜•19.锥形反光镜•20.摄影目镜•21.半反射镜•22.取景目镜重光-XGZ-1A光学显微镜江光-XJX-2光学显微镜江光-XJL-02A光学显微镜(

6、照相）LeicaDMR光路图光路一：•1.光源•2.滤色片•3.散光片•4.孔径光栏•5.聚光镜组•6.视场光栏•7.起偏器•8.聚光镜光路二：•9.光源•10.滤色片组•11.孔径光栏•12.视场光栏•13.透反射镜•14.物镜组•15.聚光镜•16.照相接口•17.目镜组显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。1、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

7、。2、目镜也是显微镜的主要组成部分，它的主要作用是将由物镜放大所得的实像再次放大，从而在明视距离处形成一个清晰的虚像；因此它的质量将最后影响到物像的质量。物镜的性质•数值孔径•分辨能力•放大倍数•景深度和像差校正程度40倍物镜物镜的性质——数值孔径N.A.(NumericalAperture)•表示物镜的聚光能力。N.A.=sin——物镜与观察物之间介质的折射率——物镜的孔径半角•提高数值孔径的途径透镜直径，或物镜焦距（提高物镜孔径角），折射率显微镜的鉴别能力-（鉴别率）•指物镜将两个物点清晰分辨的最大能力，以两个物点能清楚分辨的最小距离d的倒

8、数表示。d鉴别率显微镜的鉴别能力