徕卡课堂 光学金相显微镜几种常见的观察方法

针对金相样品的物理特性,金相显微镜一般有明场、暗场、偏光、微分干涉这四种常见的观察方法,近十年最新的又出现了激光共聚焦的方法。

按照现代仪器“模块化设计,积木式结构”的设计思想,这四种功能并不一定固化在每一台金相显微镜上,而是以明场作为基本核心,可以将其他功能象“搭积木”一样组合到该显微镜上。如最基本的有明场和暗场功能,插入了起偏镜和检偏镜后就增加了正交偏光功能,再插入渥拉斯顿棱镜(Wollanston prism)就又增加了微分干涉功能。

反射光图像的观察模式:

明场Bright Field

明场照明是金相研究中主要的观察方法。入射线垂直地或近似垂直地照射在试样表面,利用试样表面反射光线进入物镜成像。如果试样是一个镜面,在视场内是明亮的一片,试样上的组织将呈色影像衬映在明亮的视场内,叫做“明场”照明

明场效果

暗场 Dark Field

通过物镜的外周照明试样,照明光线不入射到物镜内,就可以得到试样表面绕射光而形成的像。如果试样是一个镜面,由试样上反射的光线仍以极大的倾斜角向反方向反射,不可能进入物镜,在视场内是漆黑一片,只有试样凹凸之处才能有光线反射进入物镜,试样上的组织将以亮白影像映衬在漆黑的视场内,如同星星在夜空,叫做“暗场”照明

暗场效果

偏光 polarization contrast

利用偏光原理,对某些物质所具有的偏光性进行观察。

① 自然光与偏振光

自然光(或天然光)是指太阳光、电灯光,它的光振动是各个方向均衡的,都垂直于传播方向,若光振动局限在垂直于传播方向的平面内的某一个方向上,则称为偏振光

②偏振光的获得

常用方法有两种:

a.偏振棱镜

某些晶体,当光线射到它的分界面上时,会产生两束折射光,这种现象称为“双折射”。一束光遵循折射定律叫“寻常光”,用O光表示;另一束不遵循折射定律叫“非常光”,用e光表示。所谓偏振棱镜,即光线通过此棱镜时,会产生双折射现象,常用的为尼科尔棱镜。

b.人造偏振片

自然光射到人造偏振片时,使自然光变成偏振光,目前显微镜普遍采用人造偏振片。

λ补偿片

偏光效果

微分干涉(differential interference contrast DIC)

微分干涉是利用偏光干涉原理,光源发出一束光线经聚光镜射入起偏镜,形成一线偏振光,经半透反射镜射入渥拉斯登棱镜后,产生一个具有微小夹角的寻常光(O光)和非常光(e光)的相交平面;再通过物镜射向试样,反射后再经渥拉斯登棱镜合成一束光,通过半透反射镜在检偏镜上O光与e光重合产生相干光束,在目镜焦平面上形成干涉图像,它可观察试样表面的微小凹凸和裂纹,且影像呈立体感,观察效果更逼真。

小贴士:

微分干涉效果

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