金相显微镜的拍照技术_最好的金相显微镜_金相显微镜的使用

金相显微镜的使用指导老师：

材料科学与工程学院

前言

利用肉眼或放大镜观察分析金属材料的组织和缺陷的方法称为宏观分析。在正常情况下，人的眼睛所能分辨的两点间的最小距离约为0.15-0.30mm，而在金属显微组织中，相与相之间或组织与组织之间的距离远远小于这个数值。因此，对金属材料进行显微组织分析必须借助各种金相显微镜。

一、实验目的

1） 了解光学金相显微镜的结构原理，熟悉各部件的作用。

2） 掌握金相显微镜的使用方法。

二、实验内容

正确使用金相显微镜，以不同的放大倍数观察不同成分碳钢试样的显微组织。

三、基本知识

金相显微镜是研究金属显微组织的主要仪器，它与生物显微镜的不同之处在于，生物显微镜大多是利用透射光来观察透明的物体，使用的是自然光源；而金相显微镜观察的是不透明的金相试样，需自备光源，并借助于试样磨面的反射光来观察金属的显微组织。

金相显微镜的放大系统由两个凹透镜组成，对着金相试样的称为物镜，对着人眼的称为目镜。金相显微镜通过目镜和物镜两次放大而得到较高的放大倍数。金相显微镜的放大倍数等于物镜放大倍数与目镜放大倍数的乘积。例如，物镜为20 X，目镜为10 X，则放大倍数为20 X 10 =200 （倍）。一般金相显微镜的放大倍数为几十倍到2000倍。

金相显微镜的鉴别率是指在显微视场中能分辨出物体相邻两点的最小距离（显微镜的物镜是使物体放大成一实像，目镜的作用是使这个实像再次放大；这就是说目镜只能放大物镜已分辨的细节，物镜未能分辨的细节，决不会通过目镜放大而变得可分辨）。故而，显微镜的鉴别率主要取决于物镜的鉴别率。对于一定波长的入射光，物镜的分辨率完全取决于物镜的数值孔径；数值孔径越大，分辨率就越高。

数值孔径又叫做镜口率，简写为 NA。

其大小由下式决定：NA = n * sin α，其中 n 是被观察物体与物镜之间介质的折射率；α 是物镜孔径角（2α）的一半。物镜孔径角是指：物镜光轴上的物体点与物镜前透镜的有效直径所形成的角度。金相显微镜的使用

数值孔径是物镜的主要技术参数，是判断物镜性能高低（即消除位置色差的能力）的重要标志。其数值的大小，标刻在物镜的外壳上。

物镜前透镜

数值孔径（NA）是物镜前透镜与被检物体之间介质的折射率（n）和孔径角（2α）半数的正弦之乘积。用公式表示如下：NA = n * sin α。孔径角又称“镜口角”，是物镜光轴上的物体点与物镜前透镜的有效直径所形成的角度。孔径角越大，进入物镜的光通量就越大，它与物镜的有效直径成正比，与焦点的距离成反比。

焦深（垂直分辨率） 焦深是指物镜对高低不平的物体能够清晰成像的能力。当显微镜准确聚焦于某一物面时，如果位于其前面及后面的物面仍然能被观察者看清楚，则该最远亮平面之间的距离就是焦深。物镜的焦深组要取决于物镜的数值孔径。

工作距离与视场范围

物镜的工作距离是指显微镜准确聚焦后，试样表面与物镜的前端之间的距离。物镜的放大率越高，工作距离越短。因此观察调焦时需要格外细心，一般应使物镜朝离开实物方向运行。 视场范围是指显微镜中所观察到的试样表面区域的大小。视场范围与物镜的放大率成反比。 数值孔径与其它技术参数有着密切的关系，它几乎决定和影响着其它各项技术参数。它与分辨率成正比，与放大率成正比，焦深与数值孔径的平方成反比，NA值增大，视场宽度与工作距离都会相应地变小

金相显微镜按其构造形式分为台式、立式和卧式三大类。金相显微镜由光学系统、照明系统和机械系统组成，完善的金相系统还有照相装置和其他附件（如硬度计）。最新的金相显微镜还有计算机图形数据分析、数码照相、摄像等多种功能，如德国的Zelss、日本的NIKON和OLIMPUS等品牌。