《材料分析技术》课件.ppt

1、ppt课件1第二章第二章 金相显微镜金相显微镜p第第1 1节节 显微镜的成像原理显微镜的成像原理p第第2 2节节 显微镜的放大率显微镜的放大率p第第3 3节节 透镜的像差透镜的像差p第第4 4节节 物镜物镜p第第5 5节节 目镜目镜p第第6 6节节 照明系统照明系统ppt课件2几何光学原理几何光学原理 适用条件：物体的几何尺寸远大于光波波长适用条件：物体的几何尺寸远大于光波波长阿贝成像原理阿贝成像原理（光的衍射相干原理）（光的衍射相干原理）适用条件：物体的几何尺寸接近或小于光波波长适用条件：物体的几何尺寸接近或小于光波波长2.1 2.1 显微镜的成像原理显微镜的成像原理ppt课件3一一 几何光

2、学原理几何光学原理ppt课件4二、阿贝成像学说二、阿贝成像学说ppt课件52.2 透镜的像差透镜的像差一、球面像差一、球面像差 ppt课件6二二、色差、色差ppt课件7ppt课件8四、像域（场）弯曲四、像域（场）弯曲ppt课件92.3 显微镜的物镜显微镜的物镜一数值孔径一数值孔径(Numerical Aperture)1定义定义：物镜收集光线的能力物镜收集光线的能力。物镜对试样上各点的反射。物镜对试样上各点的反射光收集得越多，成相质量越好。光收集得越多，成相质量越好。2表示法：表示法：数值孔径常用数值孔径常用N.A.表示表示 N.A.=n sin n-物镜与试样之间介质的折射率；物镜与试样之间

3、介质的折射率；-物镜孔径角的一半。物镜孔径角的一半。ppt课件103影响因素影响因素（1）孔径角的大小。）孔径角的大小。孔径角越大，物镜孔径角越大，物镜前透镜前透镜收集光线的能收集光线的能力就越大。孔径角的大小取决于力就越大。孔径角的大小取决于前透镜的尺寸前透镜的尺寸和和物镜的工作物镜的工作距离距离。（2）物镜与试样之间介质的折射率。）物镜与试样之间介质的折射率。折射率越大，数值孔径折射率越大，数值孔径越大。越大。干系物镜干系物镜(介质为空气介质为空气)：n1，N.A.=nsin1，一般为，一般为0.9左右。左右。油浸物镜（介质为折射率较大的物质）：油浸物镜（介质为折射率较大的物质）：由于物镜

4、与试由于物镜与试样之间介质的折射率增大，因而进入物镜的光线增加，增加样之间介质的折射率增大，因而进入物镜的光线增加，增加了数值孔径。了数值孔径。ppt课件11孔径角为孔径角为2的油浸物镜收集光线的能力相当于孔径角为的油浸物镜收集光线的能力相当于孔径角为21的的干系物镜。当介质为干系物镜。当介质为n1.515的松柏油时，数值孔径值最大的松柏油时，数值孔径值最大可达可达1.4左右。左右。ppt课件12二二 分辨率和有效放大率分辨率和有效放大率1.分辨率分辨率（1）定义：）定义：指显微镜能清晰地分辨试样上指显微镜能清晰地分辨试样上两点两点间最小距间最小距离的能力，用最小距离离的能力，用最小距离 d表

5、示。表示。（2）影响因素：）影响因素：主要取决于主要取决于物镜物镜的分辨率，目镜只能放大的分辨率，目镜只能放大物镜已分辨的细节。物镜已分辨的细节。物镜分辨率：物镜分辨率：d=/(2N.A.)注意：对于一定波长的入射光，物镜的分辨率完全取注意：对于一定波长的入射光，物镜的分辨率完全取决于决于物镜的数值孔径物镜的数值孔径；数值孔径越大，分辨率就越高；数值孔径越大，分辨率就越高ppt课件132 2有效放大率有效放大率（1）定义：）定义：为了充分利用为了充分利用物镜物镜的分辨率，使操作者的分辨率，使操作者看清已被物镜分辨出的组织细节，显微镜必须有适看清已被物镜分辨出的组织细节，显微镜必须有适当的放大率

6、，引入当的放大率，引入有效放大率有效放大率的概念。的概念。（2）表示方法：）表示方法：人眼的分辨率与物镜的分辨率之比人眼的分辨率与物镜的分辨率之比值，即值，即M=d/d d-人眼在明视距离处能分辨的最小尺寸人眼在明视距离处能分辨的最小尺寸 d-物镜能分辨的最小尺寸物镜能分辨的最小尺寸ppt课件14（3）有效放大率范围）有效放大率范围 人眼在明视距离处的分辨距离为人眼在明视距离处的分辨距离为0.150.30mm。d=0.150.30mm d =/(2N.A.)M=d/d=2N.A.d/=(0.30.6)N.A./设设 =0.55m(黄绿光黄绿光)则近似为则近似为:500N.A.M 1000N.A

7、ppt课件15有效放大率范围有效放大率范围:500N.A.M 0.65的消色差物镜、所有的复消色差物镜及平的消色差物镜、所有的复消色差物镜及平场消色差物镜使用，可以消除后者校正不足的垂轴色差，使场消色差物镜使用，可以消除后者校正不足的垂轴色差，使得边沿也能得到清楚的影像；得边沿也能得到清楚的影像；3可用于高倍观察。可用于高倍观察。4标志：端面标有标志：端面标有K字字和放大倍数。和放大倍数。四广视场目镜四广视场目镜：又称为又称为平场目镜平场目镜或或广角目镜广角目镜，配合平视场，配合平视场物镜使用，可以扩大初次放大实像的有用面积。物镜使用，可以扩大初次放大实像的有用面积。ppt课件362.5 金相

8、显微镜的照明金相显微镜的照明一光源：一光源：通常采用钨丝白炽灯、卤素灯、碳弧灯及通常采用钨丝白炽灯、卤素灯、碳弧灯及氙灯等。氙灯等。1钨丝白炽灯钨丝白炽灯(1)工作电压一般为工作电压一般为68V，功率为，功率为15100W。(2)适合于金相组织的观察适合于金相组织的观察。(3)缺点缺点:寿命短。（钨丝白炽发光时，表面钨会蒸发扩散而聚寿命短。（钨丝白炽发光时，表面钨会蒸发扩散而聚集在灯泡上，使灯发黑，降低照明亮度，同时灯丝逐渐变细集在灯泡上，使灯发黑，降低照明亮度，同时灯丝逐渐变细以致断掉。）以致断掉。）ppt课件37 2.卤素灯卤素灯(卤钨灯）卤钨灯）（1）特点：）特点：在装有钨丝的在装有钨丝

9、的石英玻壳石英玻壳内中加入少量的碘，内中加入少量的碘，通过通过“碘钨循环碘钨循环”，有效地避免了普通钨丝白炽灯寿，有效地避免了普通钨丝白炽灯寿命短的缺陷。命短的缺陷。（2）原理：）原理：碘分子碘分子(I2)在高温灯丝附近分解为碘原子在高温灯丝附近分解为碘原子(I)，碘原子与灯泡壁上的钨在，碘原子与灯泡壁上的钨在2501200的范围内可化的范围内可化合生成易挥发的碘化钨合生成易挥发的碘化钨(WI2)，碘化钨一扩散到高温，碘化钨一扩散到高温(1400)的钨丝上又会分解出金属钨，沉淀到灯丝上的钨丝上又会分解出金属钨，沉淀到灯丝上。如此循环可以避免灯泡发黑，。如此循环可以避免灯泡发黑，延长灯泡的使用寿

10、命延长灯泡的使用寿命ppt课件383.碳弧灯碳弧灯（1）原理：）原理：利用两支暴露在空气中而相互靠近的碳利用两支暴露在空气中而相互靠近的碳棒，通电后产生强烈的电弧发出亮度很高的光。棒，通电后产生强烈的电弧发出亮度很高的光。（2）电源：）电源：一般采用交流电源供电；一般采用交流电源供电；（3）优点：）优点：点光源，具有均匀的辐射表面，适合于点光源，具有均匀的辐射表面，适合于临界照明；临界照明；（3）缺点：）缺点：电弧闪烁跳动，光源不稳定，特别不利电弧闪烁跳动，光源不稳定，特别不利于照相。于照相。ppt课件394.氙灯氙灯（1）原理：）原理：在石英玻璃管内装上钨电极充上高压在石英玻璃管内装上钨电极

11、充上高压氙气氙气，利用放电发光。，利用放电发光。（2）特点：）特点：光强高、输出稳定、寿命较长；光强高、输出稳定、寿命较长；具有类似白光性质的连续光谱，可用于彩色照相；具有类似白光性质的连续光谱，可用于彩色照相；是金相显微观察的最新光源之一；是金相显微观察的最新光源之一；容易爆炸，使用时要特别容易爆炸，使用时要特别注意安全注意安全（安装或更换时（安装或更换时要戴防护眼镜或面罩以及防护手套）。要戴防护眼镜或面罩以及防护手套）。ppt课件40二二.照明方法：照明方法：临界照明与科勒照明临界照明与科勒照明1.临界照明：临界照明：1885年由英国爱德华年由英国爱德华.纳尔逊发明纳尔逊发明（1）特点：）

12、特点：光源的像通过光源的像通过聚光透镜聚光透镜首先聚焦在首先聚焦在视场光栏视场光栏上上，然后与孔径光栏的像一起聚焦在，然后与孔径光栏的像一起聚焦在试样表面试样表面；相当于在物平相当于在物平面上放置光源面上放置光源；（2）优点：）优点：可以得到最高的亮度；可以得到最高的亮度；（3）缺点：）缺点：要求光源具有非常均匀的辐射表面（点光源）要求光源具有非常均匀的辐射表面（点光源）。（否则在视场中将会看到光源的放大影像，这对观察显微。（否则在视场中将会看到光源的放大影像，这对观察显微组织细节和显微照相都是很不利的。）组织细节和显微照相都是很不利的。）ppt课件412.科勒照明科勒照明 1893年，科勒年

13、，科勒(Khler)提出提出（1）特点：）特点：光源光源的像通过的像通过聚光透镜聚光透镜首先聚焦在首先聚焦在孔径光栏孔径光栏上，然后与孔径光栏的像一起聚焦在物上，然后与孔径光栏的像一起聚焦在物镜的镜的后焦面后焦面。ppt课件42p克服临界照明中物面光照度不均匀的缺点克服临界照明中物面光照度不均匀的缺点ppt课件43（2）优点）优点 1）可以使物镜的）可以使物镜的后焦面后焦面得到充分的照明，因而可得到充分的照明，因而可以最充分地发挥物镜的分辨率；以最充分地发挥物镜的分辨率；2）可以使视场得到非常均匀的照明，对光源均匀）可以使视场得到非常均匀的照明，对光源均匀性的要求也不象在性的要求也不象在临界照

14、明临界照明时那样严格。时那样严格。ppt课件44明场照明和暗场照明明场照明和暗场照明1明场照明明场照明金相显微镜主要的照明方式。金相显微镜主要的照明方式。（1）照明过程）照明过程:光源光线通过光源光线通过垂直照明器垂直照明器转转90角进人物镜，角进人物镜，垂直地垂直地(或或接近垂直地接近垂直地)射向样品表面。射向样品表面。由样品反射回来的光线再由样品反射回来的光线再经过物镜到目镜。经过物镜到目镜。三照明方式：三照明方式：ppt课件45在在明场照明明场照明中，试样的中，试样的表面通常对着显微镜的表面通常对着显微镜的光轴，将光反射回物镜光轴，将光反射回物镜中。光线通过物镜到达中。光线通过物镜到达试

15、样表面，虚的光线将试样表面，虚的光线将反射回物镜并通过目镜反射回物镜并通过目镜到达眼睛，最后呈现明到达眼睛，最后呈现明亮的反射光。如果光线亮的反射光。如果光线照射到不能将光线以一照射到不能将光线以一定角度反射回光轴的地定角度反射回光轴的地方，例如晶界、相界或方，例如晶界、相界或其它的地方，那么光线其它的地方，那么光线就不能被物镜收集，这就不能被物镜收集，这些区域在图像里就会呈些区域在图像里就会呈现暗黑色。现暗黑色。明场照明示意图明场照明示意图ppt课件46（2）特点：）特点：如果试样是一个如果试样是一个抛光抛光的镜面，反射光几乎全部进的镜面，反射光几乎全部进入物镜成像，在目镜中可看到入物镜成像

16、，在目镜中可看到明亮明亮的一片。的一片。如果试样抛光后再经过腐蚀，试样表面高低不平如果试样抛光后再经过腐蚀，试样表面高低不平，则反射光将发生漫射，很少进入物镜成像，在目，则反射光将发生漫射，很少进入物镜成像，在目镜中看到的是暗黑色的像，其结果是镜中看到的是暗黑色的像，其结果是显微组织呈黑显微组织呈黑色影象映衬在明亮的视野内。色影象映衬在明亮的视野内。ppt课件472.垂直照明器垂直照明器 作用：作用：使来自光源的光线偏转使来自光源的光线偏转90。分类：分类：两种，平面玻璃和棱镜。光路不同，效果也不一样。两种，平面玻璃和棱镜。光路不同，效果也不一样。ppt课件481）用平面玻璃做垂直照明器）用平

17、面玻璃做垂直照明器优点：优点：a由于投射在样品上的光线是垂直入由于投射在样品上的光线是垂直入射，因而成像射，因而成像平坦、清晰平坦、清晰；b平面玻璃反射可使光线充满物镜的平面玻璃反射可使光线充满物镜的后透镜，有利于充分发挥物镜的鉴别后透镜，有利于充分发挥物镜的鉴别能力，适用于能力，适用于中倍和高倍中倍和高倍观察。观察。缺点缺点：平面玻璃反射光线损失大（光平面玻璃反射光线损失大（光线透过玻璃而损失），即使采用最好线透过玻璃而损失），即使采用最好的平面玻璃，最后到达目镜的光线也的平面玻璃，最后到达目镜的光线也差不多只有四分之一，故成像的差不多只有四分之一，故成像的亮度亮度小，衬度也差小，衬度也差。

18、ppt课件492）用棱镜做的垂直照明器：很少使用）用棱镜做的垂直照明器：很少使用优点优点：a可造成一定的可造成一定的立体感立体感，有利于观察，有利于观察表面浮凸；表面浮凸；b能使光线全部反射到物镜后透镜上，能使光线全部反射到物镜后透镜上，光线损失极少，成像亮度大，有较好光线损失极少，成像亮度大，有较好的衬度。的衬度。缺点：缺点：棱镜占了镜筒的一半，由棱镜占了镜筒的一半，由试样返射回来的光线，一半通过物试样返射回来的光线，一半通过物镜后被棱镜阻挡而损失，也就是说镜后被棱镜阻挡而损失，也就是说物镜实际使用的孔径角减小了一半，物镜实际使用的孔径角减小了一半，即数值孔径减小，从而大大降低了物即数值孔径

19、减小，从而大大降低了物镜的分辨率，因此镜的分辨率，因此只适用于低倍观察，只适用于低倍观察，一般不超过一般不超过100倍倍ppt课件50 3暗场照明：暗场照明：用于鉴别非金属夹杂物等特殊用途用于鉴别非金属夹杂物等特殊用途（1）照明过程）照明过程 平行光束通过平行光束通过暗场环形光栏暗场环形光栏，中心部分被挡住，形成管状光束；中心部分被挡住，形成管状光束；管状光束经过垂直照明器反射，管状光束经过垂直照明器反射，再再经过暗场曲面反射镜的反射，以经过暗场曲面反射镜的反射，以很大的倾角投射在样品上很大的倾角投射在样品上。ppt课件51暗场照明示意图暗场照明示意图将明场照明下的对比反差完将明场照明下的对比

20、反差完全颠倒过来全颠倒过来-明场中亮的部明场中亮的部分变暗，明场中暗的部分变分变暗，明场中暗的部分变亮，看起来就像自身在发光亮，看起来就像自身在发光一样。一样。这些被高亮显示的地方这些被高亮显示的地方(凹凹坑、裂纹或腐蚀的晶界坑、裂纹或腐蚀的晶界)比比明场照明下更容易被鉴别。明场照明下更容易被鉴别。由于图像的高反差和高亮显由于图像的高反差和高亮显示，所以经常用来观察明场示，所以经常用来观察明场下不能看到的一些细节。下不能看到的一些细节。ppt课件52（2）特点）特点 管状光束从物镜四周通过的，物镜管状光束从物镜四周通过的，物镜未通过未通过光线从而未起光线从而未起聚光作用。聚光作用。如样品表面如

21、样品表面平滑均匀平滑均匀，则投射光线以很大的倾角反射出，则投射光线以很大的倾角反射出去，光线不进入物镜，在目镜中看到的是一片去，光线不进入物镜，在目镜中看到的是一片暗黑暗黑色。色。如样品表面如样品表面高低不平高低不平，则反射光线就有部分进入物镜而，则反射光线就有部分进入物镜而形成明亮的像形成明亮的像,其结果是其结果是显微组织以明亮的影象映衬在漆显微组织以明亮的影象映衬在漆黑的视野内黑的视野内。这与明场照明下观察的结果正好相反。这与明场照明下观察的结果正好相反。ppt课件53p为什么在暗场照明下能鉴别非金属夹杂物的透明为什么在暗场照明下能鉴别非金属夹杂物的透明度呢？度呢？p因为在因为在明场照明明

22、场照明时，金属基体的时，金属基体的反射光反射光很强，使很强，使夹杂物的透明度显不出来。而夹杂物的透明度显不出来。而暗场照明暗场照明时，金属时，金属基体的反射光大部分基体的反射光大部分不能不能进入物镜，光线投射在进入物镜，光线投射在夹杂物与金属交界面时产生反射，透明的夹杂物夹杂物与金属交界面时产生反射，透明的夹杂物成成明亮色明亮色，不透明的夹杂物便成，不透明的夹杂物便成暗色暗色。ppt课件54四四.光栏（光阑）：光栏（光阑）：孔径光栏和视场光栏孔径光栏和视场光栏 1.孔径光栏孔径光栏 （1）定义：）定义：安装在聚光透镜后面，用来控制入射光安装在聚光透镜后面，用来控制入射光束的束的粗细粗细，其大小

23、可改变入射光到物镜的光束的，其大小可改变入射光到物镜的光束的孔径角，从而改变了物镜的数值孔径，故称之为孔径角，从而改变了物镜的数值孔径，故称之为孔径光栏孔径光栏。ppt课件55（2）对成像质量的影响：）对成像质量的影响：当当孔径光栏缩小孔径光栏缩小时，球面像差降低，物镜的孔径时，球面像差降低，物镜的孔径角缩小，角缩小，分辨率降低。分辨率降低。当孔径光栏扩大时，物镜的孔径角增大，分辨率当孔径光栏扩大时，物镜的孔径角增大，分辨率提高；但是由于球面像差的增加以及镜筒内部反射提高；但是由于球面像差的增加以及镜筒内部反射与炫光的增加，使成像质量将降低。与炫光的增加，使成像质量将降低。（3）调节：）调节：

24、以光束充满物镜后透镜为准，并根据成像以光束充满物镜后透镜为准，并根据成像的清晰程度来判断。的清晰程度来判断。ppt课件562.视场光栏视场光栏（1）定义：）定义：视场光栏在孔径光栏视场光栏在孔径光栏之后之后，用来改变，用来改变显微镜视场的大小，因此称之为显微镜视场的大小，因此称之为视场光栏视场光栏。（2）对成像质量的影响：）对成像质量的影响：不影响物镜的分辨率，不影响物镜的分辨率，缩小视场光栏，可以减少镜筒内的反射及炫光，缩小视场光栏，可以减少镜筒内的反射及炫光，提高成像的衬度和质量。但视场光栏缩得太小，提高成像的衬度和质量。但视场光栏缩得太小，会使观察范围太窄。会使观察范围太窄。（3）调节：

25、）调节：一般应调节到与目镜视场大小相同。一般应调节到与目镜视场大小相同。ppt课件57五五.滤色片：滤色片：显微镜的辅助部件显微镜的辅助部件主要作用：主要作用：1.配合消色差物镜使用黄绿色滤色片，可以使像差配合消色差物镜使用黄绿色滤色片，可以使像差得到最大限度的校正；得到最大限度的校正；2.利用滤色片使用波长较短的光波，可以提高物镜利用滤色片使用波长较短的光波，可以提高物镜的分辨率；的分辨率；3.控制光源的强度。控制光源的强度。ppt课件58ppt课件59第三章第三章 偏振光显微镜偏振光显微镜p第第1节节 偏振光的基础知识偏振光的基础知识p第第2节节 偏振光的反射原理偏振光的反射原理p第第3节

26、节 偏振光装置及调整偏振光装置及调整p第第4节节 偏振光显微镜的应用偏振光显微镜的应用ppt课件603.1 偏振光的基础知识偏振光的基础知识1自然光自然光 光是一种电磁波，属于光是一种电磁波，属于横波横波(振动方向与传播方向振动方向与传播方向垂直垂直)。一切实际的光源，如太阳光、烛光、日光灯及钨一切实际的光源，如太阳光、烛光、日光灯及钨丝灯发出的光都叫自然光，其丝灯发出的光都叫自然光，其电磁波的振动在各个方电磁波的振动在各个方向上的几率相等向上的几率相等。一、自然光和偏振光一、自然光和偏振光ppt课件61 a 自然光自然光 b 偏振光偏振光2偏振光偏振光 自然光在穿过某些物质，经过反射、折射、

27、吸收自然光在穿过某些物质，经过反射、折射、吸收后，电磁波的振动可以被限制在一个方向上，其它方后，电磁波的振动可以被限制在一个方向上，其它方向的振动被削弱或消除。向的振动被削弱或消除。在某个确定方向上振动在某个确定方向上振动的光称为的光称为偏振光偏振光。偏振光。偏振光的振动方向与光波传播方向所构成的平面称为的振动方向与光波传播方向所构成的平面称为振动面振动面。ppt课件62二、光的双折射现象和晶体的光轴二、光的双折射现象和晶体的光轴1光的双折射现象光的双折射现象 当一束光线射入各向异性的晶体中时，要分裂为当一束光线射入各向异性的晶体中时，要分裂为两束沿不同方向传播的光线，这种现象叫两束沿不同方向

28、传播的光线，这种现象叫双折射现象双折射现象。发生双折射的两束光线都是偏振光发生双折射的两束光线都是偏振光。ppt课件63 在各向异性晶体中，存在有某些特殊方向，在各向异性晶体中，存在有某些特殊方向，在这些方向上在这些方向上不发生不发生双折射，这些方向称为晶双折射，这些方向称为晶体的体的光轴光轴。有一个光轴的晶体叫有一个光轴的晶体叫一轴晶一轴晶，如方解石、，如方解石、石英；有两个光轴的晶体叫石英；有两个光轴的晶体叫二轴晶，二轴晶，如云母、如云母、蓝宝石等。蓝宝石等。注意：光轴是在晶体内的，光轴是一个方向注意：光轴是在晶体内的，光轴是一个方向2晶体的光轴晶体的光轴ppt课件64 3寻常光线：寻常光

29、线：在晶体内的传播遵守在晶体内的传播遵守光的折射定光的折射定律律，改变入射方向时传播速度（折射率）不发，改变入射方向时传播速度（折射率）不发生变化，用生变化，用 o表示。表示。4非常光线：非常光线：在晶体内的传播在晶体内的传播不遵守不遵守折射定律折射定律，当入射光线方向变化时，它的传播速度（折，当入射光线方向变化时，它的传播速度（折射率）也随之变化，用射率）也随之变化，用e来表示。来表示。ppt课件65三、起偏振镜三、起偏振镜 在偏光显微镜中能产生偏振光的偏振片称起偏在偏光显微镜中能产生偏振光的偏振片称起偏振镜，即用来产生偏振光的装置。振镜，即用来产生偏振光的装置。如：如：尼科尔棱镜、人造偏振

30、片尼科尔棱镜、人造偏振片 ppt课件661.尼科耳棱镜尼科耳棱镜 由方解石晶体做成，利用由方解石晶体做成，利用方解石的双折射现象方解石的双折射现象获得偏振光。获得偏振光。（1）结构）结构 取长度约三倍于厚度的方解石晶体，将两端的天然面研磨成取长度约三倍于厚度的方解石晶体，将两端的天然面研磨成68角，然后将晶体剖开，成两块直角棱镜。角，然后将晶体剖开，成两块直角棱镜。用加拿大树胶将剖面粘合成一长方柱形棱镜。用加拿大树胶将剖面粘合成一长方柱形棱镜。加拿大树胶为加拿大树胶为光性均质体（非双折射物质）光性均质体（非双折射物质），对于黄绿光，对于黄绿光:Ne1.5159 n1.540 S；（4）一束光经

31、起偏振镜后得到振幅为）一束光经起偏振镜后得到振幅为F的沿的沿PP方向振动的偏振光，入射到光性非均质方向振动的偏振光，入射到光性非均质体表面上。体表面上。ppt课件762讨论讨论（3）反射光合成：）反射光合成：振幅：振幅：方向：方向：即即反射后的直线偏振光不再是反射后的直线偏振光不再是PP的振动方向，而是转过一个的振动方向，而是转过一个角度角度：（2）偏振光反射：）偏振光反射：（1）偏振光分解：）偏振光分解：ppt课件77 （4）结果：合成后的偏振光由于其方向不再是）结果：合成后的偏振光由于其方向不再是PP的振动的振动方向，因此方向，因此有一分量（有一分量（I+）可以通过与之正交的检偏振镜。）可

32、以通过与之正交的检偏振镜。通过检偏镜的光强大小与入射光和晶轴之间的夹角通过检偏镜的光强大小与入射光和晶轴之间的夹角有关，有关，夹角不同夹角不同，得到的，得到的光强光强不一样。不一样。ppt课件78（1）对于）对于光性均质体光性均质体，(R-S)=0，I+=0，转动载物台一周（即，转动载物台一周（即改变改变的大小的大小），在目镜看到黑暗的全消光现象。），在目镜看到黑暗的全消光现象。（2）对光性非均质体对光性非均质体，(R-S)0 1）当转过的）当转过的角为角为0，90，180，270时，时，sin2=0，产生消光现，产生消光现象；象；2）当转过的）当转过的角为角为45，135，225，315时，

33、时，sin21，此时光线最强；，此时光线最强；3）当转过的）当转过的角为其他角度时，显微组织的亮度在上两种情况角为其他角度时，显微组织的亮度在上两种情况之间。之间。故故:在转动在转动光性非均质体光性非均质体晶体一周（晶体一周（360）的过程中，将观察）的过程中，将观察到到四次明亮和四次消光四次明亮和四次消光，即出现，即出现四明四暗现象四明四暗现象。3结论结论ppt课件79一、偏振光装置一、偏振光装置3.3 偏振光装置及调整偏振光装置及调整ppt课件80ppt课件81二、偏振光装置的调整二、偏振光装置的调整 包括起偏振镜位置的调整、检偏振镜位置的调整包括起偏振镜位置的调整、检偏振镜位置的调整以及

34、载物台中心位置的调整。以及载物台中心位置的调整。1、起偏振镜位置的调整、起偏振镜位置的调整（1）调整目的：为了使从起偏振镜出来的偏振光振）调整目的：为了使从起偏振镜出来的偏振光振动面水平，以保证经垂直照明器平面玻璃反射进入物动面水平，以保证经垂直照明器平面玻璃反射进入物镜的偏振镜的偏振光强度最大光强度最大，且仍为直线偏振光。，且仍为直线偏振光。ppt课件82（2）调整方法）调整方法 1）将经过抛光而未经腐蚀的不锈钢试样（光性均）将经过抛光而未经腐蚀的不锈钢试样（光性均质体）放在载物台上；质体）放在载物台上；2）除去检偏振镜，只装起偏振镜；）除去检偏振镜，只装起偏振镜；3）从目境内观察聚焦后试样

35、磨面上反射光的强度）从目境内观察聚焦后试样磨面上反射光的强度，转动起偏镜，反射光强度发生明暗变化，当反射，转动起偏镜，反射光强度发生明暗变化，当反射光最强时，就是起偏振镜振动轴的正确位置。光最强时，就是起偏振镜振动轴的正确位置。ppt课件832、检偏振镜位置的调整、检偏振镜位置的调整（1）起偏振镜位置调整好后，装入检偏振镜，调）起偏振镜位置调整好后，装入检偏振镜，调节检偏振镜的位置，当在目镜中观察到最暗的消光现节检偏振镜的位置，当在目镜中观察到最暗的消光现象时，就是检偏振镜与起偏振镜象时，就是检偏振镜与起偏振镜正交正交的位置。的位置。（2）在实际观察中，常将检偏振镜作一个小角度）在实际观察中，

36、常将检偏振镜作一个小角度的偏转，以增加显微组织的衬度。其偏转的角度由刻的偏转，以增加显微组织的衬度。其偏转的角度由刻度盘上的刻度指示出来。度盘上的刻度指示出来。ppt课件843、载物台中心位置的调整、载物台中心位置的调整 （1）调整目的：）调整目的：利用偏振光鉴别物相时，经常需要利用偏振光鉴别物相时，经常需要将载物台作将载物台作360旋转，为使观察目标在载物台旋旋转，为使观察目标在载物台旋转时不离开视域，在使用前必须调节载物台的位置转时不离开视域，在使用前必须调节载物台的位置，使载物台的机械中心与显微镜的光学系统主轴重，使载物台的机械中心与显微镜的光学系统主轴重合。合。（2）调整方法：）调整方

37、法：通过载物台上的对中螺钉进行调整通过载物台上的对中螺钉进行调整。ppt课件85一、材料显微组织的显示一、材料显微组织的显示1、各向异性材料组织的显示、各向异性材料组织的显示（1）应用：）应用：利用偏振光照明，对各向异性的金属磨利用偏振光照明，对各向异性的金属磨面经抛光后面经抛光后不腐蚀不腐蚀就可以看到明暗不同的晶粒，对于就可以看到明暗不同的晶粒，对于难腐蚀难腐蚀出清晰组织的材料来说是十分有利的分析途径。出清晰组织的材料来说是十分有利的分析途径。3.4 偏振光显微镜的应用偏振光显微镜的应用ppt课件86（2）原理）原理 根据偏振光的金相原理，显微镜中视野的亮度决根据偏振光的金相原理，显微镜中视

38、野的亮度决定于入射光与试样光轴之间的夹角，当入射光一定于入射光与试样光轴之间的夹角，当入射光一定时，光轴的位相就决定了视野的亮度，在各向定时，光轴的位相就决定了视野的亮度，在各向异性的多晶体试样上，各个晶粒的光轴位相不同异性的多晶体试样上，各个晶粒的光轴位相不同，在偏振光照明下，入射光与各个晶粒光轴的夹，在偏振光照明下，入射光与各个晶粒光轴的夹角也就不同，在正交的偏振光下通过检偏镜的光角也就不同，在正交的偏振光下通过检偏镜的光强不同，因此强不同，因此晶粒显示出不同的亮度晶粒显示出不同的亮度。根据晶粒。根据晶粒的明暗程度还可以判断晶粒的取向，具有相同亮的明暗程度还可以判断晶粒的取向，具有相同亮度

39、的晶粒取向一致。度的晶粒取向一致。ppt课件87（3）举例：）举例：球墨铸铁的石墨观察球墨铸铁的石墨观察 ppt课件88 2、各向同性材料组织的显示、各向同性材料组织的显示（1）应用：）应用：对各向同性的材料进行对各向同性的材料进行深腐蚀深腐蚀，露出，露出一定的原子排列面，这些晶面位向不同，用偏振光斜一定的原子排列面，这些晶面位向不同，用偏振光斜射到试样表面，能看到射到试样表面，能看到不同亮度的晶粒不同亮度的晶粒。（2）原理：）原理：当偏振光斜射到式样表面时，会有部当偏振光斜射到式样表面时，会有部分光通过正交检偏镜，又由于式样深腐蚀后露出了一分光通过正交检偏镜，又由于式样深腐蚀后露出了一定的原

40、子排列面，这些定的原子排列面，这些晶面位向晶面位向不同，故入射的偏振不同，故入射的偏振光与各晶粒的光与各晶粒的夹角夹角不同，因此通过检偏镜的光强也不不同，因此通过检偏镜的光强也不一样，所以能看到不同亮度的晶粒。一样，所以能看到不同亮度的晶粒。ppt课件891、各向同性与各向异性的鉴别、各向同性与各向异性的鉴别（1）应用：）应用：夹杂物按光学性质可分为夹杂物按光学性质可分为各向同性各向同性和和各向异性各向异性两大类，两大类，这两类夹杂物可在偏振光下鉴别。这两类夹杂物可在偏振光下鉴别。（2）原理：）原理：1）各向同性的夹杂物在正交偏振光下，看到黑暗的消光）各向同性的夹杂物在正交偏振光下，看到黑暗的

41、消光现象，在转动载物台一周时，其亮度不发生变化。现象，在转动载物台一周时，其亮度不发生变化。2）各向异性的夹杂物在正交偏振光下不发生消光现象，）各向异性的夹杂物在正交偏振光下不发生消光现象，在转动载物台一周时会看到四次黑暗和四次最亮的现象。在转动载物台一周时会看到四次黑暗和四次最亮的现象。3）对某些弱各向异性的夹杂物，可使检偏振镜转动一个）对某些弱各向异性的夹杂物，可使检偏振镜转动一个小的角度，在偏振镜不完全正交下观察。在转动载物台时，小的角度，在偏振镜不完全正交下观察。在转动载物台时，弱各向异性的夹杂物出现两次消光和两次最亮的现象。弱各向异性的夹杂物出现两次消光和两次最亮的现象。二、非金属夹

42、杂物的鉴定二、非金属夹杂物的鉴定ppt课件902、夹杂物的透明度及固有色彩的显示、夹杂物的透明度及固有色彩的显示（1）一般显微镜观察情况：）一般显微镜观察情况：在非金属夹杂物中，不少是透明在非金属夹杂物中，不少是透明并带有色彩的，但一般显微镜明场照明时，光线会透过夹杂物并带有色彩的，但一般显微镜明场照明时，光线会透过夹杂物并在与金属基体的交界面处反射出来，夹杂物一般比较细小，并在与金属基体的交界面处反射出来，夹杂物一般比较细小，其其反射光与基体的反射光混淆反射光与基体的反射光混淆在一起，因此，不能分辨出夹杂在一起，因此，不能分辨出夹杂物的透明度及固有色彩。物的透明度及固有色彩。（2）正交偏振光

43、下观察：）正交偏振光下观察：在正交的偏振光下，金属基体为各在正交的偏振光下，金属基体为各向同性，反射光被正交的偏振镜阻挡，呈向同性，反射光被正交的偏振镜阻挡，呈黑暗黑暗的消光现象。而的消光现象。而夹杂物与基体交界处的反射光由于倾斜入射的结果而能透过正夹杂物与基体交界处的反射光由于倾斜入射的结果而能透过正交的偏振镜，从而能够显示出夹杂物的本来面目（交的偏振镜，从而能够显示出夹杂物的本来面目（透明度及固透明度及固有色彩有色彩）。ppt课件913、“黑十字黑十字”特征特征 （1）应用：）应用：各向同性的球形透明各向同性的球形透明夹杂物在正交偏振光下夹杂物在正交偏振光下会呈现会呈现“黑十字黑十字”现象

44、。现象。（2）原理：）原理：这是由于透明夹杂物的这是由于透明夹杂物的规则外形规则外形所决定的。所决定的。1）因为夹杂物为球状，偏振光射到夹杂物与基体交界处）因为夹杂物为球状，偏振光射到夹杂物与基体交界处被反射出来，相当于偏振光斜射到晶体表面；被反射出来，相当于偏振光斜射到晶体表面；2）与偏振光的振动方向平行或垂直的两个入射面不改变）与偏振光的振动方向平行或垂直的两个入射面不改变其振动方向，反射光则不能通过正交的检偏振镜，观察到的其振动方向，反射光则不能通过正交的检偏振镜，观察到的是黑暗的消光现象。是黑暗的消光现象。3）其余方向的反射光出现相位差别，改变了其振动方向，）其余方向的反射光出现相位差

45、别，改变了其振动方向，能够通过正交的检偏振镜。能够通过正交的检偏振镜。结果使透明的球形夹杂物出现结果使透明的球形夹杂物出现“黑十字黑十字”特征。当球形夹特征。当球形夹杂物的外形遭到破坏后，杂物的外形遭到破坏后，“黑十字黑十字”特征也随之消失。特征也随之消失。ppt课件92ppt课件93三、多相合金的研究三、多相合金的研究1、两相都属各向异性，但两者有着不同的光学性、两相都属各向异性，但两者有着不同的光学性能。能。2、两相中有一相为各向异性，极易用偏光鉴别。、两相中有一相为各向异性，极易用偏光鉴别。3、两相都属各向同性，但适当深腐蚀后一相各向、两相都属各向同性，但适当深腐蚀后一相各向异性，另一相

46、不发生腐蚀。异性，另一相不发生腐蚀。ppt课件94思考：思考：什么是双折射现象？晶体的光轴是什么？什么是双折射现象？晶体的光轴是什么？分别说明波晶片、尼科尔棱镜和人造偏振片产生偏振光的原分别说明波晶片、尼科尔棱镜和人造偏振片产生偏振光的原理。理。如何检验直线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光？如何检验直线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光？用偏光照明观察各向异性多晶体材料组织的原理是什么？用偏光照明观察各向异性多晶体材料组织的原理是什么？如何用偏光鉴别夹杂物的各向同性和各向异性？如何用偏光鉴别夹杂物的各向同性和各向异性？1.在正交偏光下，在正交偏光下，SiO2玻璃球的显微组织有什么特点？说明其玻璃球的显微组织有什么特点？说明其原理？原理？