上篇回顧：正置金相顯微鏡的光學(xué)光路原理

1．幾何光學(xué)的實(shí)定律全反射現(xiàn)象

在光學(xué)研究的初期，把光的傳播看成是一種帶有能量的幾何射線的傳播，這種幾何射線人們叫做光線。根據(jù)實(shí)驗(yàn)確立了下列四條關(guān)于光線傳播的實(shí)驗(yàn)定律：

(1)光的直線傳播定律

在各向同性的均勻介質(zhì)中，光沿直線傳播；

(2)光的獨(dú)立傳播定律

兩束光在傳播過(guò)程中相遇后，各自繼續(xù)傳播，好像它們沒(méi)有相遇過(guò)一樣；

(3)反射定律

入射線、反射線和入射點(diǎn)處的法線在同一平面內(nèi)；入射線和反射線在法線的兩側(cè)；入射角和反射角的絕對(duì)值Θ相等，見(jiàn)圖2-2

圖2-2光的反射和折射

即

i=i''(2-3)

式中i、i''分別表示入射角、反射角。

Θ按規(guī)定：入射角、反射角、折射角均規(guī)定為代數(shù)量。符號(hào)規(guī)則是從光線轉(zhuǎn)向法線，順時(shí)針轉(zhuǎn)向者為正；逆時(shí)針轉(zhuǎn)向者為負(fù)。在圖中所示各角度均標(biāo)出其正值。

入射線、折射線和入射點(diǎn)處的法線在同一平面內(nèi)；入射線和折射線在法線兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦之比等于折射光線所在介質(zhì)折射率與入射光線所在介質(zhì)折射率之比，見(jiàn)圖2—2。即

或

式中

i ---入射角；
i' ---折射光線與界面法線的夾角，簡(jiǎn)稱(chēng)折射角；
n、n' ---分別為介質(zhì)1和介質(zhì)2的折射率。

從公式(2—2)或公式(2—3)中不難看出；當(dāng)光線從折射率n比較小的介質(zhì)(通常稱(chēng)為光疏介質(zhì)，例如空氣)進(jìn)入折射率?n’比較大的介質(zhì)(通常稱(chēng)為光密介質(zhì)，例如玻璃)時(shí)，折射光線靠近法線；反之，當(dāng)光線從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，折射光線將偏離法線。

由此可知：當(dāng)光線由折射率n大的介質(zhì)向折射率n’小的介質(zhì)入射時(shí)，隨著入射角的增大折射角增得更大。此時(shí)反射光增強(qiáng)，折射光減弱。當(dāng)入射角增大到某一角度i'e(稱(chēng)為臨界角)時(shí)，折射光從兩種介質(zhì)的分界面掠過(guò)，即i'e＝90°。也就是說(shuō)，只有在入射角i小于臨界角ie時(shí)才有折射光和反射光。當(dāng)入射角大于臨界角ie時(shí)，只有反射光而沒(méi)有折射光，見(jiàn)圖2—3。沒(méi)有折射只有反射的現(xiàn)象叫全反射現(xiàn)象。

從折射定律式(2—3)可見(jiàn)，臨界角ie是由下式?jīng)Q定的：

借助光在棱鏡中的全反射（或鏡面反射）來(lái)改變光的進(jìn)行方向，在金相顯微鏡中應(yīng)用得相當(dāng)普遍。圖2-1中9、9兩個(gè)棱鏡就是一個(gè)例子。

圖2-1
?

金相顯微鏡是用來(lái)觀察不透明物體的，由于光線不能透過(guò)不透明物體所以必須采用一套復(fù)雜的照明系統(tǒng)使光線從正面或側(cè)面把物體表面照亮，然后依靠物體表面的反射能力，使部分光線反射入光學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)放大成象，為眼睛所觀察。由此可見(jiàn)，金相顯微鏡是利用反射光觀察不透明物體的。

200倍放大的圖，這樣圖上面的1CM實(shí)際等于1CM除以200，,50微米，對(duì)不對(duì)？下面這個(gè)是400倍放大，那個(gè)標(biāo)尺對(duì)么？

金相顯微鏡與生物顯微鏡的區(qū)別：金相顯微鏡觀察的試樣不透明，只能借助試樣磨面的反射光來(lái)觀察，需要特殊光源。生物顯微鏡觀察的試樣是透明的切片，采用自然光源。

金相，“金”指的是金屬或者是合金材料，“相”應(yīng)該就是指外觀。所以金相的意思應(yīng)該就是說(shuō)金屬或者是合金材料的外觀形態(tài)。但并不是我們?nèi)庋鬯吹降臉幼樱瑧?yīng)該是通過(guò)顯微鏡所看到的微觀狀態(tài)。

如被檢儀器的格值是用隨機(jī)0.01mm測(cè)微尺標(biāo)定的，我們可用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)微尺檢定示值誤差。我們將標(biāo)準(zhǔn)測(cè)微尺置于儀器工作臺(tái)上，調(diào)整測(cè)微尺標(biāo)尺軸線與儀器目鏡分劃板標(biāo)尺軸線平行，并讀出目鏡分劃板i條刻線里包含測(cè)微尺n條刻線數(shù)。儀器測(cè)得的長(zhǎng)度L測(cè)= iC,其所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)微尺長(zhǎng)度為L(zhǎng)標(biāo)=n×0.01mm,則金相顯微鏡的示值誤差為： δ=( L標(biāo)? L測(cè))/L標(biāo)×100%

進(jìn)行金相檢驗(yàn)時(shí)，為了獲得清晰的物像，必須調(diào)好物鏡與金相試樣之間的距離，這就是調(diào)焦；用來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)焦的機(jī)械裝置，就稱(chēng)為調(diào)焦機(jī)構(gòu)。 調(diào)焦機(jī)構(gòu)包括粗動(dòng)調(diào)焦和微動(dòng)調(diào)焦兩部分。粗動(dòng)調(diào)焦機(jī)構(gòu)是在顯微操作時(shí)作快速調(diào)焦用的。而微動(dòng)調(diào)焦機(jī)構(gòu)，是作進(jìn)一步精確調(diào)焦用的。對(duì)于景深小的高倍物鏡，微動(dòng)調(diào)焦機(jī)構(gòu)是必不可少的。同時(shí)，只有粗調(diào)和微調(diào)機(jī)構(gòu)的互相配合和運(yùn)用，方可以得到滿意的調(diào)焦效果。

觀察之前，先轉(zhuǎn)動(dòng)粗動(dòng)調(diào)焦手輪，使載物臺(tái)上升，物鏡逐漸接近式樣。然后，左眼注視目鏡內(nèi)，同時(shí)右眼不要閉合(要養(yǎng)成睜開(kāi)雙眼用顯微鏡進(jìn)行觀察的習(xí)慣，以便在觀察的同時(shí)能用右眼看著繪圖)，并轉(zhuǎn)動(dòng)粗動(dòng)調(diào)焦手輪，使載物臺(tái)慢慢下降，不久即可看到玻片中材料的放大物像。轉(zhuǎn)換不同倍率的物鏡觀察試片時(shí)，要握著物鏡轉(zhuǎn)塔的側(cè)緣來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)，不可握著物鏡來(lái)回轉(zhuǎn)物鏡轉(zhuǎn)塔，以免光軸產(chǎn)生偏差。

金相顯微鏡是專(zhuān)門(mén)用于觀察金屬和礦物等不透明物體金相組織的顯微鏡。這些不透明物體無(wú)法在普通的透射光顯微鏡中觀察，故金相和普通顯微鏡的主要差別在于前者以反射光照明，而后者以透射光照明。在金相顯微鏡中照明光束從物鏡方向射到被觀察物體表面，被物面反射后再返回物鏡成像。

公司最新推出U-TV系列顯微鏡數(shù)碼相機(jī)適配器，可以使多款所有C型接口的數(shù)字相機(jī),連接到顯微鏡的三通接口、得到高分辯率的明場(chǎng)、暗場(chǎng)、相差、偏光、微分干涉和清晰的熒光圖象。

金相顯微鏡與生物顯微鏡的區(qū)別：金相顯微鏡觀察的試樣不透明，只能借助試樣磨面的反射光來(lái)觀察，需要特殊光源。生物顯微鏡觀察的試樣是透明的切片，采用自然光源。

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金相，“金”指的是金屬或者是合金材料，“相”應(yīng)該就是指外觀。所以金相的意思應(yīng)該就是說(shuō)金屬或者是合金材料的外觀形態(tài)。但并不是我們?nèi)庋鬯吹降臉幼?，?yīng)該是通過(guò)顯微鏡所看到的微觀狀態(tài)。