金相实验操作规程金相实验操作规程.doc

实验一、光学金相显微镜的构造和使用 一、[实验目的] 1．了解利用金相显微镜观察金相显微组织的原理。 2．掌握金相显微镜的构造、工作原理和使用方法。 3．掌握金相组织图片的获取方法。 二、[实验设备及材料] 1．实验主要设备：金相显微镜（LWD200-4XB型号）及其数据采集系统等。 2．实验主要材料：标准样品。 三、[实验原理] 1、金相显微镜的成象原理: 显微镜放大的光学系统由两级组成。第一级是物镜，细节AB通过物镜得到放大的倒立实角A1B1。A1B1的细节虽已为被区分开，但其尺度仍很小，仍不能为人眼所鉴别，因此，还需第二次放大。第二级放大是通过目镜来完成。当经第一级放大的倒立实象处于目镜的主焦点以内时，人眼可通过目镜观察到二次放大的A3B3的正立虚象。观察物体的细节经物镜放大后的实象落到目镜主焦点以内后，人眼观察可看到经两次放大后的虚象。A3B3虚象就是经物镜和目镜两次放大后的组合物象。 （１） 物镜的成象 　　根据几何光学可知，当被观察的物体处于该透镜的一倍焦距与二倍焦距之间时，物体的反射光通过物镜经折射后在透镜的另一侧可以得到一个放大的倒立实像。为了充分发挥物镜的能力，一般设计时是让被观察物体处于很接近于焦点处，因此计算其放大倍数时可以用物镜的焦距f。显微镜的成象质量、鉴别能力、有效放大倍数主要决定于物镜 ，物镜放大倍数： （2）目镜的成象 同样据几何光学成象规律可知，当被观察物体处于该透镜的一倍焦距以内时，人眼通过透镜观察，可以在250mm远处看到一个放大了的正立虚象(250mm在这里称为明视距离，目镜放大倍数： 　 （3）显微镜总的放大倍数： 　　显微镜是提供人们观察物体细节的一种仪器，在保证鉴别能力的前题下，将物体放大一定的倍数使达到人眼所能分辨。因此放大倍数与人眼鉴别能力是相关的。正常人眼的鉴别能力在明视距离250mm远处为0.15~0.30mm间。设人眼鉴别能力为e，则根据前述公式可导出： 2、　金相显微镜的种类、型号很多，按功能可分为：教学型、生产型、科研型。按结构型式分为：台式、立式、卧式。此外还有紫外、红外、高温、低温、偏光、相衬、干涉等各种特殊用途的金相显微镜。 　　任何一种金相显微镜均主要由光学系统、照明系统、机械系统、附件装置(包括摄影或其它装置)组成。 4×型金相显微镜的机械结构 1—载物台 2—镜臂 3—物镜转换器4—微动座 5—粗动调焦手轮 6—微动调焦手轮 7—照明装置 8—底座 9—平台托架 10—碗头组 11—视场光阑 12—孔径光阑 光学系统 　　由灯泡发出的一束光线，经过透镜组、反光镜会聚于孔径光阑，随后经过聚光镜，再将光线聚焦在物镜后焦面，最后光线投射到试样上。从试样磨面反射回来的光线复经物镜、辅助透镜、半反射镜及棱镜造成一个放大倒立的实像，由目镜再次放大在明视距离处形成虚象。 　　　 光源(1)经聚光镜前组(2)，滤色片(3)后在孔径光阑(4)处成象。聚光镜(5)及(8)将孔径光阑成象在物镜(11)的后焦面附近，经物镜后，以近似平行光经均匀照明物面(O)。视场光阑(6)被聚光镜(8)，半透反射镜(9)，辅助物镜(12)，物镜(11)成象在物平面处。由物面衍射成象光线被物镜接收，经辅助物镜(12)和(15)及转向棱镜(17)将物体成一放大实角在目镜(18)的闪焦面O′处，以便于人眼通过目镜进行观察。 当棱镜(17)移出光路时，由的面衍射的成象光线经物镜(11)，辅助物镜(12)和(15)后进入120摄影装置。由摄影目镜(20)及半反射镜(21)将物象转成在O″′处，操作者可通过取景目镜(22)对所摄对象准焦和取景。快门开启时，物象便成象在摄影胶片O″上。 在需要使用偏光的场合，将起偏器(7)推入光路，检偏器(16)插入光路并转动方位，就可进行偏光检查。 如将锥形反光镜(19)推入光路，换下聚光镜(8)，此时经过视场光阑后的平行光束被锥形反射镜及暗场反射镜(13)分成一环形光束，抛物面聚光镜(10)使光束会聚照明物面O。照明光线不再进入物镜，只有衍射光线进入物镜成象，因而可实现暗场照明 。 (2) 照明系统 照明系统一般包括光源、照明器、光阑、滤色片等 a. 光源 　　光源应具有足够的发光强度且要求发光均匀，发热程度要低并易于对亮度、位置进行调节。色温希望高和光谱连续性好。 　　光源一般有低压钨丝灯、卤钨灯、氙灯、超高压汞灯和碳弧灯几种。光源的照明方式有科勒照明和临界照明之别。 　b.照明器 　　 　 金相显微镜采用反射光照明，光源位于镜体侧面与主光轴正交。因此，光线需转向90°，这种转变光线的装置叫做垂直照明器。 （3）光阑 光阑分为孔径光阑和视场光阑。