微信扫码或点击右上角...分享

金相显微镜光学知识讲解

光波是一种横波,也有各种频率。其波形按强度的大小沿着传播方向成正弦波分布。


若光以速度V沿着OX方向传播,两峰之间的距离称作波长,用λ表示,波长随颜色有差异,即使同样颜色通过不同媒介后也会发生变化。光亮度取决于振动量的大小,用Y表示,其关系式如下:


Y=A sin 2π(t/T-x/λ)


λ=VT=V/F


ω=2π/T=2πF


式中:t——时间;x——相位;A——振幅决定光的强度;λ——波长;F——频率;ω——角频率决定光的颜色;V——速度;T——周期

光波通过透镜或在样品上反射常导致波阵面的推迟——它决定了光的相位。


光除了波动性外还具有明显的粒子性。光的波动和粒子两方面相互并存的性质称为光的波粒二相性。


具有单一频率的光称为单色光。光源中一个分子在某一瞬时所发出的光具有特定的频率,原本是单色性的。但是,光源中有大量分子或原子,所发出的光具有各种不同频率,这种由各种频率复合起来的光称为复色光(如太阳光、白炽灯光等)。但复色光通过三棱镜时,由于各种频率的光在玻璃中的传播速度各不相同,折射率也不同,致使复色光中各种不同频率的光将按不同的折射角分开,成为一个色散的光谱,像彩虹一样按照波长(频率)排列分布。

光的反射和折射


根据光具有波动性和粒子性的特点,可以分别用物理光学和几何光学两部分理论来描述光的特性和传播方式。在显微镜中几何光学应用较多,从最简单的棱镜、透镜等零部件到多功能的大型金相显微镜,整体都是根据几何光学定律设计的。


1、几何光学基本定律


光线在各向同性的均匀介质中是直线传播的。


在各向同性的均匀介质中,两条光线相交,在相交后可继续传播,而互不影响。


光线射在不同介质面上,其方向发生改变,遵守折射定律和反射定律。


2、光的反射定律


反射光线与入射光线和法线都在同一个平面上,且它们分别在法线的两边。


出射的反射角θ′等于入射角θ,即θ=θ′


3、光的折射定律


折射光线与入射光线和法线都在同一个平面上,且它们分别在法线的两边,见图5-4。


光在不同介质中的传播速度各不相同,在光密介质中速度慢,在光疏介质中速度快,在真空中速度最快。


在折射时,入射角θ1的正弦和折射角θ2的正弦之比等于光在两种介质中传播速度之比(参见图5-4)。


sinθ1/sinθ2=  V1/V2(5-4)


式中:V1、V 2为光在两种介质中的传播速度。


由式(5-4)可得出:


V2sinθ1= V1sinθ2(5-5)


从而可得出这样的结论:光线从光疏介质(V快)进入光密介质(V慢)时,折射角小于入射角;反之,光线从光密介质进入光疏介质时,折射角大于入射角。


4、折射率


光线在同一介质中的传播速度是个定值。因此,对于给定的两种介质来说,入射角θ1的正弦和折射角θ2的正弦之比总是一个常数。用n21表示:


n21 = sinθ1/sinθ2(5-6)


常数n21称做光线从第一种介质射入第二种介质时的折射率。


结合(5-4)式即得:


n21= sinθ1/sinθ2= V1/V 2(5-7)


如果光线是从真空入射到某种介质里,它在真空里的传播速度用C表示,在介质里的传播速度用V表示,根据(5-7)式


n = sinθ1/sinθ2=  C/V2(5-8)


光线从真空入射到某种介质里的折射率n,叫做该介质的绝对折射率,简称为该介质的折射率。



光在空气里的传播速度比在真空里的传播速度C略小一点(相差甚少),所以可看成是相等的,即空气折射率近似等于1,因此常把光线从空气射入某种介质的折射率当作这一介质的折射率。


n1=  C/V1 ;n2=  C/V2


代入式n21 = sinθ1/sinθ2= n2/ n1



5、全反射


当光线从光密介质进入光疏介质时,根据公式(5-9):sinθ1/sinθ2= n2/ n1  即:n1>n2;当折射角θ2 = 90°时,sinθ2= 1;如果继续增大入射角θ1,光线就不产生折射现象,而全部反射回光密介质中,这就是全反射现象。刚开始发生全反射现象的入射角就称之为“临界角”,用θc表示

更多精彩内容及干货 敬请关注后续徕卡课堂



此外,徕卡全新数码显微镜Emspira 3现已上市,更多精彩等您来探!

相关阅读:光学金相显微镜


提交后,我们将每月自动将您关注领域的行业快讯更新链接通过短信、邮件发送给你
订阅内容
提交后,我们将每月自动将您关注领域的行业快讯更新链接通过短信、邮件发送给你
您提交上述资料视为您同意我们收集、使用上述信息,我们会妥善保存您提供的信息。点击阅读 徕卡隐私协议
徕卡课堂 | 金相显微镜光学知识讲解 立即观看
RELATED PRODUCTS
相关产品
在竞争中保持领先是您事业前进的动力。无论您从事金相学、医疗设备制造还是微电子领域,速度都显得至关重要。您可根据自身需求定制徕卡这款高度模块化的倒置式显微镜。它将徕卡优异的光学品质、丰富的对比度模式以及直观易用的软件集于一身,有助于加速您的工作流程。
徕卡 DM2700 M 正置金相显微镜由高质量的徕卡光学元件以及最先进的通用白光 LED 照明组成。对于金相学、地球科学、法医检查以及材料质控和研究来说,它是进行所有类型常规检查的理想工具。徕卡 DM2700 M 向您展示了显微镜最高境界的简单可靠性,还能够帮助您改进工作流程。
当我们集中于材料实验室或科学研究的任务时, 全新的徕卡 DM1750 M 是一台设计用于迅速,精确分析出结果的显微镜,即使是在粗陋的周围环境中。 使用徕卡 DM1750 M ,您会发现, 显微技术是多么简单而可靠。它的设计包含了一个优秀的光路,即是针对较大的样品,也可以通过明场,倾斜光或者偏光进行观察。 整个反射光光源采用强力LED照明, 还可以通过不同照明角度来观察,特别适用于检查微观划痕,或获取样品高度方面的信息。
您是否需要在材料科学与分析领域中对许多样品进行成像、测量并分析其特点?无论您是新手还是专业人士,Leica DM6 M 全自动工业检查显微镜都是您的理想之选。 使用 Leica DM6 M 进行全自动材料分析 完整记忆所有设置 您可轻松调用之前的显微镜设置并通过软件独特的“保存和调用”功能”(Store and Recall) 即时复制成像参数,且适用于任何类型的样本。 一键式“智能自动化”可让您轻松搞定重复性工作。这些具有记忆功能的显微镜可帮您减少培训时间、改进工作流程和获得出色的成像结果 — 始终如一。
RELATED DATA
相关资料
2022年09月06日 14:13
模块化的 DMi8 倒置显微镜是 DMi8 S 平台的核心。DMi8 S平台是适用于日常活细胞研究的完整解决方案。不管是精确跟踪培养皿中单个细胞的发育,筛选多个分析,获取单分子级的清晰度,还是梳理复杂过程的行为,DMi8 S 系统都能让您看得更多、看得更快,让您发现隐藏的信息。 DMi8 显微镜配有从手动到电动的各种组件,可完全自由配置,让您创建满足研究和预算需求的理想成像系统。
2022年09月06日 11:19
Leica DM4 B 或 Leica DM6 B正置双目生物显微镜都是生物医学研究和临床实验应用的理想之选,能显著提升工作效率,令您的工作变得更加轻松。 通过自动化功能和便捷的软件简化工作流程; 利用 19-mm sCMOS 摄像头成像端口轻松摄取画质媲美出版物的图像; LAS X Navigator - 显微成像的导航系统: 快速生成样品全景图,瞬间识别目标所在点! 灵活选择功能多样的附件,如卤素或 LED照明
2022年02月15日 14:39
徕卡Libs-快速检测有害元素 避免焊料中的铅对环境的危害无需样品制备即可检测 欧洲标准RoHS(有害物质限制)要求各成员国消除电子元件中的有毒物 质。企业正在被迫寻找可以证明符合标准的新焊接材料。可通过昂贵的 SEM-EDS和其他方法分析铅(Pb)的存在,但必须经过耗时的样品制备过 程。 Leica Microsystems的DM6 M LIBS通过使用激光诱导击穿光谱(LIBS)对焊料同时进行视觉和化学分析,大大缩短了时间。 更多DM6 M LIBS应用 环境污染: 镉和铅 汽车零件: 电池 玻璃陶瓷行业: 材料识别和杂质检测
2022年02月15日 11:59
2 合 1 系统 — 用于目视和化学分析 目视和化学材料检验二合一,节省 90% 的时间。DM6 M LIBS 解决方案的集成激光光谱功能可提供在显微镜图像中所观察到的 化学指纹图谱。利用所有显微镜功能,通过化学分析检查样品和鉴定材料。 1 秒即可获得化学指纹图谱 运用成熟的 LIBS (激光诱导击穿光谱) 技术进行即时元素分析,可在数秒内获得轰击点的化学信息。 将工作流程精简至只有一个步骤,以结果为重点! 0 — 无需样品制备 找到感兴趣的位置,随后只需单击一下,即可触发 LIBS 分析。 所见即所测! 无需制备和传输样品 — 无需系统调节 — 无需重新定位感兴趣区
wechat
欢迎扫码关注徕卡官方微信,更多显微技巧,行业资讯尽在掌握
close