1.光源、照明系统的类型
为了建立显微镜的最佳工作条化充分发挥物镜的分辩能力,获得反衬鲜明的物象,金相显微镜的照明系统应有下列基本要求:
1,光源应有足够的强度;
2,照明系统府保证金相试样上被观察的整个视场范围得到强的、均匀一致酌照明;
3,照明系统应有可调节的孔径光栏。调节孔径光栏的大小可以控制试样上物点进入物镜成象光束孔径角的大小,以适应不同物镜数值孔径的要求,充分发挥物镜的分辨能力;
4,照明系统应有可调节的视场光栏。调节视场光栏的大小可以控制试样表面被照明区域的大小,以适应不同目镜物留级合时有不同的显微镜线视场的要求,并同时拦截中有害的杂散光。
上述基本要求是一切金相显微镜照明系统必须满足的,只要菜一条件得不到满A,必将影响显微观察效果。下面介绍金相显微镜几种常用的光源及照明方式。
(1)照明光源
金相显微镜的光源依金相显微镜的型式与使用要求而定。每一种金相显微镜都有特定的光源。某些显微镜还根据不同的研究目的配有多种光源。
用作显微镜光源的灯泡,要求钨丝集今,发光面积细小而均匀,亮度高。近年来随着金相显微镜的不断发展,还55入其它高亮度的照明光源*常用的光源有厂列几种:
1低压钨丝灯
它是金相显微镜使用最广泛的一种光源,在初、中、高级型金相显微镜中均有使用。它的特点是钨丝圈数仅很少儿阂,钨丝集少,发光面积小而均匀,发光姬度较高,是一种专门为光学仪器生产的灯泡,也是柯拉照明方式比较型想的光源。在使用时都备有变压器,以便将220伏电压陈到6—8伏。灯泡的发光亮度在观察金相组织方面已可满足要求,
Up使在高倍放大下观察,视场也显得相当明亮。用于摄影的则要求曝光时间稍长。但对于感光速度较高的摄影底片,只要曝光时间掌握准确,也可得到感光良好的底片。
2,卤钨灯
普通充气的白炽灯,由于灯丝蒸发而耗损,蒸发出来的钨沉积和玻壳上,影响灯泡的充皮及使用寿命。但对广填允气体中加入某种卤素物质的卤钨灯,可使钨与卤素之间产生可逆的化学反应,防止钨91积在玻壳上。卤钨灯的优点是发亿效率高、光色质量好、体积小,500 5L卤钨灯的体积仪为相同功率普通灯的1%。在整个使用寿命期内,可保持光顶虽不衰弱,并且灯丝亮度高,玻壳小而坚固,内部结构牢剧,从而可使照明光学系统小型化。卤索灯的另一特点是它比‘胆钨丝灯的射强,因此要用玻璃外套或玻联翠将紫外辐射减少至无害程度。若需更南光强的照明,则14地F述的氖灯。
3,高压预订
氖灯是利用情性气体氰为发光元素的。它可仆入氏弧硫灯、短弧抵灯和脉冲梳AJ三类。显微锐照明只用短弧切灯。由于短弧冠幻的弧隙短,亮度集户,是种亮度投高的点光源。短抓氖灯用低压直流电源供电,燃点时通常要用起动设备。显微镜照明多采用75瓦至150瓦,显微投影多数采用450。
氖灯的特点是非常亮,光色质量优良。它发松连续光除在可见光区各种波长能量大致相等,色温约eool,故近似B光。氖灯广泛用于光学仪器及高速摄影,特别适合于摄影彩色照片。
航灯的寿命一般很长,达1000小时左右,但经长期使用后,石英玻壳会因钨电极的蒸发而发黑,当发展到严重影响光强时,就须换灯管。由于灯管内充有5—20个大气压的佩气,故手持装卸灯管时要特别小心,最好用纸包着灯管才装卸。新灯点燃前,玻壳上的指印纹或油污必须用细纱相蘸酒精擦拭干氏然后用蒸馏水洗洗以防指印纹或油污受高温烧,影响面灯的亮度。

 

 (二)[2)光源的利用

在设计金相显微镜的光源时,总是希望既要光源续置的结构简单,又要使光能得到充分利用,以便溯足金相显微观察、投影、摄影及各种照明方式的要求。
因光源发光体向四周发射出光线,能为我们利用的只是投射到聚光镜上的那部分。光源离聚光镜越远、聚光镜的通光孔径越小,则光能的利用牢越低。光源与聚光镜的距离题近、聚光镜的通光孔径越大,则光能的利用串越高。因此,提高光能的利用牢的有效途径是佼光源靠近聚光铣并且使聚光镜有尽量大的通光孔径,也就是使孔径角U越大越好。所以金相显微镜的光源聚光系统往往采用正弯月形的透镜组,以便提高光能的利用率。采用低压钨丝灯作光源的金相显微镜,用此种聚光镜组为多。
 

必须注意,对于亮度大,温度商的光源,其光源装置需具有良好的散热结构,光源也不能过于靠近聚光系统以免聚光系统受高温影响而破裂。

 

 

(3)临界照明与柯拍照明

临界照明的特点是将光源经整个照明系统成象于试样表面。从图中可看出,物镜也是照明系统的组成部分。着忽略光能的损失,试样表面的宽度与光源相同。假如光源亮度不均匀或明显地表现出光源的细小结构(如灯丝等),那末光源成象在试样表面会使显微镜视场照明不均匀。这是陆界照明的主要缺点。但事物总是一分为二的,其优点则是光能利用率商。金相显微镜采用明场照明时,为了得到照明均匀的视场,几乎都选用柯拉照明而不用临界照明。柯拉照明的特点是使光源成象在物镜的孔径光栏97上不范在试样9的表面。物镜作为照明系统的一部分,以乎行光照壳试样表面。这样,临界照明中对试样照明不均匀的缺点便消除了.

  (4)明场照明与暗场照明 明场照明是金相显微镜普遍采用的照明方式。它的特点是;如果试样是一个抛光镜面从镜面反射的光线,几乎都可进入物镜成象,所以在目镜中将看到镜面酌象是明亮的一片,如果试祥是抛光后再经过浸蚀的,则从被浸油的组织上漫反射出来的光线就很少能进入物镜成氛因此,这些被浸蚀的组织(形成段蚀坑)呈黑色象而衬映在明亮的视场之中。明场照明的名称由此而得。明场照明是金相显微镜主要的、普通使用的照明方式。 照明方式。 暗场照明的特点是照明光束以极大的倾斜角度投射在试样表面人物镜不是照朗系统的组成部分。如果试样是一个抛光镜面,则从镜面上反射的光线以极大的倾斜角度反射而

 

不能进入物镜成氮那时,在目镜内只能看到一片漆黑;反之如果试样是一个抛光后再经过涅蚀的,则从被浸蚀的组织上漫反射的光线有一部分可进入物镜成免因此,这些被浸她的组织就呈明亮的象映衬在黑暗的现场内。暗场照明的名称由此而得。 金相显微镜个暗场照明示意图。其中主要装置有环形反射镑及陷场用反射聚光镜(迅常为旋转抛物面.也有用两次反射面的,例如一次在球面上反射,另一次在心脏线旋转面—亡反射)或折射聚光镜。暗场聚光镜是个旋转抛物线瓦试样表面放在抛物面焦点上。水平方向的环状光束经45。环形反射镜后成为向上的环状光束。它们在抛物反射面上反射后便以大倾斜角度会聚到试样表面上。 暗场照明的优点是: 1)可以观察到超显微粒子的存亿从公式(2—24)或表2—7均可看出,用可见光观察时,对于干燥系统,显微镜的最小可分辨距离(即分辨率6)为o.3微米;当月油浸系物镜时则为o.2微釉若用紫外线拍照时可达o.1微米。因此,无论用怎么岗倍的光学显檄镜,总不能分辨宜径比o.1微米更小的粒子的内部细节。比o.1微米小的粒子称为超显微粒子。这类粒子的内部细节虽然用光学显微镜无法辨认但老用暗场照明,则可消除加在这些超显微粒子散射光成象的亮背景,从而加强了这些粒子衍射象的村度。于是我们虽不能分辨这些粒子的细节,却可察觉到这些粒子的存在。研究结果表明,利用暗场照明可以判断小到干分之几微米直径的超显微粒子的存在。 2)和明场照明不同,暗场照明光线并不先经过物销(即物镜不兼作照明系统,见田2—40)。因此,显密地减少了由于光线多次通过物镜界面所引起的反射和烛光,提高了象的反衬皮。

 

3)暗场照明朗正确地鉴定透明非金属夹杂物的色彩。例如氧化铜在白光明场照明下观察时呈谈蓝色阂,而在暗场观察时能见到真实的宝石红色彩。所以,在鉴定非金属央杂物时极为有用 暗场观察因物象的亮度狡低,宜采用强光源。在摄影对光时必须十分纫玖并应选用感光速度较高的照相底片,曝光时问亦需相应地增加。