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細談顯微鏡的兩種照明方法




來源:本站
時間:2010-3-4 10:20:19

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顯微鏡的照明方法有臨界照明科勒照明兩種。
臨界照明的特點是光源的像通過聚光鏡首先聚焦在視場光欄上,然后與視場光欄的像一起聚焦在試樣表面。采用臨界照明可以得到最高的亮度,但要求光源具有非常均勻的輻射表面,否則在視場中將會看到光源的放大影像,這對于觀察顯微組織細節和顯微照相都是很不利的。
1893年,科勒(Kohler)提出了一種新的照明方法,它的特點是光源像通過聚光鏡首先聚焦在孔徑光欄上,然后與孔徑光欄的像以前聚焦在武警的后焦面。采用科勒照明可以使物鏡的后焦面得到充分的照明,因而可以最充分地發揮物鏡的分辨率;它還可以使視場得到非常均勻的照明,對光源均勻性的要求也不像在臨界照明時那樣嚴格。

明場照明
明場照明是金相顯微鏡主要的照明方式。在明場照明中光源光線通過垂直照明器轉90°角進入物鏡,垂直地射向樣品表面。由樣品反射回來的光線再經過物鏡到目鏡。如果試樣是一個拋光的鏡面,反射光幾乎全部進入物鏡成像,在目鏡中可看到明亮的一片。如果試樣拋光后再經過腐蝕,試樣表面高低不平,則反射光將發生漫射,很少進入物鏡成像,在目鏡中看到的是暗黑色的像。
在明場觀察時,通常采用兩種垂直照明器。其作用都是使來自光源的光線轉90°,不過它們的光路不同,效果也不一樣。一種是用平面玻璃做的垂直照明器。平面玻璃表面與光源光線成45°角,將光線反射進入物鏡;由于投射在樣品上的光線是垂直入射,因而成像平坦、清晰。此外,平面玻璃反射可使光線充滿物鏡的后透鏡,有利于充分發揮物鏡的鑒別能力,適用于中倍和高倍觀察。但是,平面玻璃反射光線損失大,即使采用最好的平面玻璃,最后到達目鏡的光線也只有四分之一,損失了四分之三,故成像的亮度小,襯度也差。另一種是用棱鏡做垂直照明器。光線經棱鏡全反射后略斜射于樣品表面,可造成一定的立體感,有利于觀察表面浮凸。此外這種垂直照明器能使光線全部反射到物鏡后透鏡上,光線損失極少,成像亮度大,有較好的襯度。其缺點是光源光線經棱鏡全反射后經物鏡后透鏡的一半照射在樣品表面上,而反射回來的光線經過透鏡的另一半進入目鏡,也就是說物鏡實際使用的孔徑角減小了一半,即數值孔徑減小,從而大大減低了物鏡的分辨率,因此只適用于低倍觀察,一般不超過100倍。

暗場照明
在鑒別非金屬夾雜物等特殊用途中,往往要采用暗場照明。暗場照明與明場照明不同,其光源光線經聚光鏡透鏡后形成一束平行光線,通過暗場環形光欄時,平行光線的中心部分被擋住,形成一束管狀光束;然后經過平面玻璃反射,再經過暗場曲面反射鏡的反射,管狀光束以很大的傾角投射在樣品上。注意的是,管狀光束是從物鏡四周通過的物鏡未通過光線從而未起聚光作用。如果樣品表面平滑均勻,則投射光線以很大的傾角反射出去,光線簿進入物鏡,在目鏡中看到的是一片黑暗。如果樣品表面存在高低不平之處,則反射光線就有部分進入物鏡而形成明亮的像。這與明場照明下觀察的結果正好相反。

孔徑光欄
孔徑光欄用來控制入射光束的粗細,其位置靠近光源。一般顯微鏡的孔徑光欄是可以連續調節的 ,當孔徑光欄縮小時,進入物鏡的光束變細,光線不通過物鏡透鏡組的邊緣,球面像差大大降低。但是光束變細,使物鏡的孔徑角縮小,會使實際使用的數值孔徑下降,分辨率降低。當孔徑光欄擴大時,入射光束變粗,物鏡的孔徑角增大,可以使光線充滿物鏡的后透鏡,這時數值孔徑可以達到額定值,分辨率也隨之提高;但是由于球面像差的增加以及鏡筒內部反射與炫光的增加,成像質量將降低。因此孔徑光欄對成像質量影響很大,使用時必須做適當的調節,不能過大或過小,其合適程度應以光束充滿物鏡后透鏡為準,并根據成像的清晰度來判斷。更換物鏡后,孔徑光欄必須作適當調節。但是不應用它來調節視場的亮度。
視場光欄
一般顯微鏡除孔徑光欄外還有一個視場光欄。相對光源來說,其位置在孔徑光欄之后。調節視場光欄可以改變顯微鏡視場的大小,而并不影響物鏡的分辨率。適當調節視場光欄還可以減少鏡筒內的反射極炫光,提高成像的襯度和質量,但是要注意,視場光欄縮得太小,會使觀察范圍變窄,一般應調節到與目鏡視場大小相同。

本文關鍵詞:顯微鏡,金相顯微鏡,物鏡,照明方法

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