试验1金相显微镜的结构与使用资料VIP免费

实验1.金相显微镜的构造与使用一、原理概述:金相分析是人们通过金相显微镜来研究金属和合金显微组织大小、形态、分布、数量和性质的一种方法。显微组织是指如晶粒、包含物、夹杂物以及相变产物等特征组织。利用这种方法来考查如合金元素、成分变化及其与显微组织变化的关系：冷热加工过程对组织引入的变化规律；应用金相检验还可对产品进行质量控制和产品检验以及失效分析等。1．金相显微镜的成象原理简介人眼对客观物体细节的鉴别能力是很低的，一般是在0.15~0.30mm间。因此，观察认识客观物体的显微形貌，必需藉助显微镜。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。(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。见图1-1。11ABLMABf物物式中：f物——接物镜焦距；L——F1到实象间的距离；M物——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)。见图1-2。目镜的放大倍数250Mf目目式中：f目——目镜的焦距；250——人眼的明视距离(mm)/；目——目镜的放大倍数。M显微镜的成象(3)被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。见图1-3。以上是从几何光学出发进行的简述，有关物理光学成象请参考实验技术参考之一。图1-2目镜放大成象原理图图1-3显微镜成象原理图显微镜总的放大倍数250LMMMff目总物目物2．透镜的象差物镜是显微镜中最重要的光学器件。现代物镜多是由多块透镜组合成的复合透镜构成。物镜的放大倍数主要决定于物镜前透镜的尺寸及曲率。前透镜以后的一系列透镜称为“后透镜”，后透镜主要是为了校正透镜的象差，以达到提高成象质量的目的。透镜的象差按其产生的原因一般作如下分类：以上的象差对显微镜成象影响最大的是球面象差、象域弯曲和多色象差。以下予以简介：(1)球面象差:产生的原因是由于球面单片透镜的中心与边缘厚薄不同，即使是单色光通过时也将产生不同的折射，通过透镜后不焦集于一点，轴上象点被一个弥散的光斑所代替，这就是球面象差。为了改善球面象差，现在都采用复合透镜，即在主透镜前加一发散凹透镜。尽管如此，并不能完全消除，因此在使用显微镜是坷通过适当调节孔径光阑的大小加以改善。见图1-4。(2)象域弯曲:直立物体通过透镜后得到弯曲的映象，称为象域弯曲。其形成原因是由远轴细光束倾斜射入透镜造成的。这种象差对金相显微摄影尤为不利，所以在金相摄影时；应选用平面消色差和平面复消色差物镜，因为它们对视场边缘进行了色差校正。见图1-5。(3)多色象差:多色象差是指白色光通过透镜后，由于折射引起光的分解（色散）所造成的一系列采色群象现象。其中又分为纵向色差和横向色差。纵向色差是指从轴上某一点发出的非单色光的光束，由于组成中包括有不同轴上向差轴外象差球面象差慧形象差象散象域弯曲象差单色象差多色象差横向色差纵向色差（λ）的光波，将会发生色散，致使这些光线交于轴上不同的点，形成一系列群象的色差现象。见图1-6。横向色差。由于各种颜色光线折射率不同，故焦距也不同，但因为放大倍数与焦距有关，所以目的物上不在轴上的点在离轴不同的距离处成象，这时便产生横向色差，也有称为放大色差的。见图1-7。3．物镜和目镜显微镜的主要光学器件是物镜和目镜。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，因此，以下将着重于物镜的介绍。(1)物镜的类型:物镜的类型是...