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细谈显微镜的两种照明方法




来源:本站
时间:2010-3-4 10:20:19

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显微镜的照明方法有临界照明科勒照明两种。
临界照明的特点是光源的像通过聚光镜首先聚焦在视场光栏上,然后与视场光栏的像一起聚焦在试样表面。采用临界照明可以得到最高的亮度,但要求光源具有非常均匀的辐射表面,否则在视场中将会看到光源的放大影像,这对于观察显微组织细节和显微照相都是很不利的。
1893年,科勒(Kohler)提出了一种新的照明方法,它的特点是光源像通过聚光镜首先聚焦在孔径光栏上,然后与孔径光栏的像以前聚焦在武警的后焦面。采用科勒照明可以使物镜的后焦面得到充分的照明,因而可以最充分地发挥物镜的分辨率;它还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像在临界照明时那样严格。

明场照明
明场照明是金相显微镜主要的照明方式。在明场照明中光源光线通过垂直照明器转90°角进入物镜,垂直地射向样品表面。由样品反射回来的光线再经过物镜到目镜。如果试样是一个抛光的镜面,反射光几乎全部进入物镜成像,在目镜中可看到明亮的一片。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,在目镜中看到的是暗黑色的像。
在明场观察时,通常采用两种垂直照明器。其作用都是使来自光源的光线转90°,不过它们的光路不同,效果也不一样。一种是用平面玻璃做的垂直照明器。平面玻璃表面与光源光线成45°角,将光线反射进入物镜;由于投射在样品上的光线是垂直入射,因而成像平坦、清晰。此外,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能力,适用于中倍和高倍观察。但是,平面玻璃反射光线损失大,即使采用最好的平面玻璃,最后到达目镜的光线也只有四分之一,损失了四分之三,故成像的亮度小,衬度也差。另一种是用棱镜做垂直照明器。光线经棱镜全反射后略斜射于样品表面,可造成一定的立体感,有利于观察表面浮凸。此外这种垂直照明器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,有较好的衬度。其缺点是光源光线经棱镜全反射后经物镜后透镜的一半照射在样品表面上,而反射回来的光线经过透镜的另一半进入目镜,也就是说物镜实际使用的孔径角减小了一半,即数值孔径减小,从而大大减低了物镜的分辨率,因此只适用于低倍观察,一般不超过100倍。

暗场照明
在鉴别非金属夹杂物等特殊用途中,往往要采用暗场照明。暗场照明与明场照明不同,其光源光线经聚光镜透镜后形成一束平行光线,通过暗场环形光栏时,平行光线的中心部分被挡住,形成一束管状光束;然后经过平面玻璃反射,再经过暗场曲面反射镜的反射,管状光束以很大的倾角投射在样品上。注意的是,管状光束是从物镜四周通过的物镜未通过光线从而未起聚光作用。如果样品表面平滑均匀,则投射光线以很大的倾角反射出去,光线簿进入物镜,在目镜中看到的是一片黑暗。如果样品表面存在高低不平之处,则反射光线就有部分进入物镜而形成明亮的像。这与明场照明下观察的结果正好相反。

孔径光栏
孔径光栏用来控制入射光束的粗细,其位置靠近光源。一般显微镜的孔径光栏是可以连续调节的 ,当孔径光栏缩小时,进入物镜的光束变细,光线不通过物镜透镜组的边缘,球面像差大大降低。但是光束变细,使物镜的孔径角缩小,会使实际使用的数值孔径下降,分辨率降低。当孔径光栏扩大时,入射光束变粗,物镜的孔径角增大,可以使光线充满物镜的后透镜,这时数值孔径可以达到额定值,分辨率也随之提高;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,成像质量将降低。因此孔径光栏对成像质量影响很大,使用时必须做适当的调节,不能过大或过小,其合适程度应以光束充满物镜后透镜为准,并根据成像的清晰度来判断。更换物镜后,孔径光栏必须作适当调节。但是不应用它来调节视场的亮度。
视场光栏
一般显微镜除孔径光栏外还有一个视场光栏。相对光源来说,其位置在孔径光栏之后。调节视场光栏可以改变显微镜视场的大小,而并不影响物镜的分辨率。适当调节视场光栏还可以减少镜筒内的反射极炫光,提高成像的衬度和质量,但是要注意,视场光栏缩得太小,会使观察范围变窄,一般应调节到与目镜视场大小相同。

本文关键词:显微镜,金相显微镜,物镜,照明方法

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