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細談顯微鏡的兩種照明方法




來(lái)源:本站
時(shí)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(diǎn)是光源的像通過(guò)聚光鏡首先聚焦在視場(chǎng)光欄上,然后與視場(chǎng)光欄的像一起聚焦在試樣表面。采用臨界照明可以得到較高的亮度,但要求光源具有非常均勻的輻射表面,否則在視場(chǎng)中將會(huì )看到光源的放大影像,這對于觀(guān)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(diǎn)是光源像通過(guò)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,因而可以較充分地發(fā)揮物鏡的分辨率;它還可以使視場(chǎng)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(shí)那樣嚴格。

明場(chǎng)照明
明場(chǎng)照明是金相顯微鏡主要的照明方式。在明場(chǎng)照明中光源光線(xiàn)通過(guò)垂直照明器轉90°角進(jìn)入物鏡,垂直地射向樣品表面。由樣品反射回來(lái)的光線(xiàn)再經(jīng)過(guò)物鏡到目鏡。如果試樣是一個(gè)拋光的鏡面,反射光幾乎全部進(jìn)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(jīng)過(guò)腐蝕,試樣表面高低不平,則反射光將發(fā)生漫射,很少進(jìn)入物鏡成像,在目鏡中看到的是暗黑色的像。
在明場(chǎng)觀(guān)察時(shí),通常采用兩種垂直照明器。其作用都是使來(lái)自光源的光線(xiàn)轉90°,不過(guò)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(xiàn)成45°角,將光線(xiàn)反射進(jìn)入物鏡;由于投射在樣品上的光線(xiàn)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(xiàn)充滿(mǎn)物鏡的后透鏡,有利于充分發(fā)揮物鏡的鑒別能力,適用于中倍和高倍觀(guān)察。但是,平面玻璃反射光線(xiàn)損失大,即使采用較好的平面玻璃,較后到達目鏡的光線(xiàn)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(xiàn)經(jīng)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(guān)察表面浮凸。此外這種垂直照明器能使光線(xiàn)全部反射到物鏡后透鏡上,光線(xiàn)損失極少,成像亮度大,有較好的襯度。其缺點(diǎn)是光源光線(xiàn)經(jīng)棱鏡全反射后經(jīng)物鏡后透鏡的一半照射在樣品表面上,而反射回來(lái)的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)透鏡的另一半進(jìn)入目鏡,也就是說(shuō)物鏡實(shí)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(guān)察,一般不超過(guò)100倍。

暗場(chǎng)照明
在鑒別非金屬夾雜物等特殊用途中,往往要采用暗場(chǎng)照明。暗場(chǎng)照明與明場(chǎng)照明不同,其光源光線(xiàn)經(jīng)聚光鏡透鏡后形成一束平行光線(xiàn),通過(guò)暗場(chǎng)環(huán)形光欄時(shí),平行光線(xiàn)的中心部分被擋住,形成一束管狀光束;然后經(jīng)過(guò)平面玻璃反射,再經(jīng)過(guò)暗場(chǎng)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(guò)的物鏡未通過(guò)光線(xiàn)從而未起聚光作用。如果樣品表面平滑均勻,則投射光線(xiàn)以很大的傾角反射出去,光線(xiàn)簿進(jìn)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(xiàn)就有部分進(jìn)入物鏡而形成明亮的像。這與明場(chǎng)照明下觀(guān)察的結果正好相反。

孔徑光欄
孔徑光欄用來(lái)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(shí),進(jìn)入物鏡的光束變細,光線(xiàn)不通過(guò)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(huì )使實(shí)際使用的數值孔徑下降,分辨率降低。當孔徑光欄擴大時(shí),入射光束變粗,物鏡的孔徑角增大,可以使光線(xiàn)充滿(mǎn)物鏡的后透鏡,這時(shí)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(zhì)量將降低。因此孔徑光欄對成像質(zhì)量影響很大,使用時(shí)必須做適當的調節,不能過(guò)大或過(guò)小,其合適程度應以光束充滿(mǎn)物鏡后透鏡為準,并根據成像的清晰度來(lái)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(lái)調節視場(chǎng)的亮度。
視場(chǎng)光欄
一般顯微鏡除孔徑光欄外還有一個(gè)視場(chǎng)光欄。相對光源來(lái)說(shuō),其位置在孔徑光欄之后。調節視場(chǎng)光欄可以改變顯微鏡視場(chǎng)的大小,而并不影響物鏡的分辨率。適當調節視場(chǎng)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(zhì)量,但是要注意,視場(chǎng)光欄縮得太小,會(huì )使觀(guān)察范圍變窄,一般應調節到與目鏡視場(chǎng)大小相同。

本文關(guān)鍵詞:顯微鏡,金相顯微鏡,物鏡,照明方法

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