分辨清楚。 显微镜的鉴别率取决于使用光线的波长（λ）和物镜的数值孔径(A),而d与 目镜无关，其d值可由下式计算： d清 在一般显微镜中，光源的波长可通过加滤色片来改变。例如，蓝光的波长 (入=0.44μ)比黄绿光（入=0.55μ）短，所以鉴别率较黄绿光高25%。当光源 的波长一定时，可通过改变物镜的数值孔径A来调节显微镜的鉴别率。 (3)物镜的数值孔径 物镜的数值孔径表示物镜的聚光能力，如图1-2所示。数值孔径大的物 镜聚光能力强，能吸收更多的光线，使物象更清晰。数值孔径A可由下式计 A=n·sinφ 入射光 一物 77 图1-2物镜孔径角 式中M一物镜与试样之间介质的折射率：中一物镜孔径角的一半，即通过物 镜边缘的光线与物镜轴线所成夹角。 n越大或中越大，则A越大，物镜的鉴别率就越高。由于中总是小于90° 的，所以在空气介质(n=)中使用时，A一定小于1，这类物镜称干系物镜。若 在物镜与试样之间充满松柏油介质(n=1.52),则A值最高可达1.4，这就是显 微镜在高倍观察时用的油浸系物镜（简称油镜头）。每个物镜都有一个额定A 值，与放大倍数一起标到在物镜镜头上。 (4)放大倍数、数值孔径、鉴别率之间的关系 显微镜的同一放大倍数可由不同倍数的物镜和目镜组合起来实现，但存在 着如何合理选用物镜和目镜的问题。这是因为，人眼在250mm处的鉴别率为
分辨清楚。 显微镜的鉴别率取决于使用光线的波长(λ)和物镜的数值孔径(A)，而 d 与 目镜无关，其 d 值可由下式计算： 在一般显微镜中，光源的波长可通过加滤色片来改变。例如，蓝光的波长 (λ＝0.44μ)比黄绿光(λ＝0.55μ)短，所以鉴别率较黄绿光高 25％。当光源 的波长一定时，可通过改变物镜的数值孔径 A 来调节显微镜的鉴别率。 （3）物镜的数值孔径 物镜的数值孔径表示物镜的聚光能力，如图 1-2 所示。数值孔径大的物 镜聚光能力强，能吸收更多的光线，使物象更清晰。数值孔径 A 可由下式计 算： A＝n·sinφ 图 1-2 物镜孔径角 式中 M—物镜与试样之间介质的折射率;φ—物镜孔径角的一半，即通过物 镜边缘的光线与物镜轴线所成夹角。 n 越大或φ越大，则 A 越大，物镜的鉴别率就越高。由于φ总是小于 90° 的，所以在空气介质(n＝1)中使用时，A 一定小于 1，这类物镜称干系物镜。若 在物镜与试样之间充满松柏油介质(n=1.52)，则 A 值最高可达 1.4，这就是显 微镜在高倍观察时用的油浸系物镜(简称油镜头)。每个物镜都有一个额定 A 值，与放大倍数一起标到在物镜镜头上。 （4）放大倍数、数值孔径、鉴别率之间的关系 显微镜的同一放大倍数可由不同倍数的物镜和目镜组合起来实现，但存在 着如何合理选用物镜和目镜的问题。这是因为，人眼在 250mm 处的鉴别率为
0.15一0.30mm,要使物镜可分辨的最近两点的距离能为人眼所分辨，则必须将 d放大到0.15一0.30mm,即： dXM=0.15-0.30mm d=7A M=是(0.30.6)A 在常用光线的波长范围内，上式可进一步简化为： M≈500A-1000A 所以，显微镜的放大倍数M与物镜的数值孔径之间存在一定关系，其范围 称有效放大倍数范围。在选用物镜时，必须使显微镜的放大倍数在该物镜数值 孔径的500倍至1000倍之间。若M<500A,则未能充分发挥物镜的鉴别率。若 M>1000,则由于物镜鉴别率不足而形成“虚伪放大”，细微部分仍分辨不清。 (5)透镜成像的质量 单片透镜在成像过程中，由于几何条件的限制及其它因素的影响，常使影 像变得模糊不清或发生变形现象，这种缺陷称为像差。由于物镜起主要放大作 用，所以显微镜成像的质量主要取决于物镜，应首先对物镜像差进行校正。普 通透镜成像的主要缺陷有球面像差、色像差和像域弯曲三种。 ①球面像差 如图1-3所示，当来自A点的单色光（即某一特定波长的光线）通过透镜后 由于透镜表面呈球曲形，折射光线不能交于一点，从而使放大后的影像变得模 糊不清。 为降低球面像差，常采用由多片透镜组成的透镜组，即：将凸透镜和凹透 镜组合在一起（称为复合透镜）。由于这两种透镜的球面像差性质相反，因此可 以相互抵消。除此之外，在使用显微镜时，也可采取调节孔径光栏的方法，适 当控制入射光束粗细，让极细一束光通过透镜中心部位，这样可将球面像差降 至最低限度
0.15—0.30mm，要使物镜可分辨的最近两点的距离能为人眼所分辨，则必须将 d 放大到 0.15—0.30mm，即： d×M=0.15—0.30mm 则 在常用光线的波长范围内，上式可进一步简化为： M≈500A-1000A 所以，显微镜的放大倍数 M 与物镜的数值孔径之间存在一定关系，其范围 称有效放大倍数范围。在选用物镜时，必须使显微镜的放大倍数在该物镜数值 孔径的 500 倍至 1000 倍之间。若 M＜500A，则未能充分发挥物镜的鉴别率。若 M＞1000A，则由于物镜鉴别率不足而形成“虚伪放大”，细微部分仍分辨不清。 （5）透镜成像的质量 单片透镜在成像过程中，由于几何条件的限制及其它因素的影响，常使影 像变得模糊不清或发生变形现象，这种缺陷称为像差。由于物镜起主要放大作 用，所以显微镜成像的质量主要取决于物镜，应首先对物镜像差进行校正。普 通透镜成像的主要缺陷有球面像差、色像差和像域弯曲三种。 ① 球面像差 如图 1-3 所示，当来自 A 点的单色光(即某一特定波长的光线)通过透镜后 由于透镜表面呈球曲形，折射光线不能交于一点，从而使放大后的影像变得模 糊不清。 为降低球面像差，常采用由多片透镜组成的透镜组，即：将凸透镜和凹透 镜组合在一起(称为复合透镜)。由于这两种透镜的球面像差性质相反，因此可 以相互抵消。除此之外，在使用显微镜时，也可采取调节孔径光栏的方法，适 当控制入射光束粗细，让极细一束光通过透镜中心部位，这样可将球面像差降 至最低限度
图1-3球面像差示意图 图1-4色像差示意图 ②色像差。 如图1-4所示，当来自A点的白色光通过透镜后，由于组成白色光的七 种单色光的波长不同，其折射率也不同，使折射光线不能交于一点。紫光折射 最强，红光折射最弱，结果使成像模糊不清。 为消除色像差，一方面可用消色差物镜和复消色差物镜进行校正。消色差 物镜常与普通目镜配合，用于低倍和中倍观察：复消色差物镜与补偿目镜配 合，用于高倍观察。另一方面可通过加滤色片得到单色光。常用的滤色片有蓝 色、绿色和黄色等。 ③象域弯曲。垂直于光轴的平面，通过透镜所形成的像，不是平面而是凹形的 弯曲像面，这种现象叫像域弯曲，如图1-5所示。像域弯曲是由于各种像差综 合作用的结果。一般物镜或多或少地存在着像域弯曲，只有校正极佳的物镜才 能达到趋近平坦的象域。 3.金相显微镜的构造和使用 (1)金相显微镜的构造 金相显微镜的种类和型式很多，但最常见的型式有台式、立式和卧式三大 类。其构造通常均由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成，有的显微 镜还附带照像装置和暗场照明系统等。现以国产XB-1型金相显微镜为例进行 说明。 XJB-1型金相显微镜的光学系统如图1-5所示。由灯泡1发出一束光线， 经聚光透镜组2的会聚和反光镜8的反射，聚集在孔径光栏9上，然后经过聚 光镜3，再度将光线聚集在物镜的后焦面上，最后光线通过物镜，使试样表面 得到充分均匀的照明。从试样反射回来的光线复经物镜组6、辅助透镜5、半反 射镜4、辅助透镜11以及棱镜12和棱镜13，形成一个倒立放大实像。该物像
图 1-3 球面像差示意图 图 1-4 色像差示意图 ② 色像差。 如图 1-4 所示，当来自 A 点的白色光通过透镜后，由于组成白色光的七 种单色光的波长不同，其折射率也不同，使折射光线不能交于一点。紫光折射 最强，红光折射最弱，结果使成像模糊不清。 为消除色像差，一方面可用消色差物镜和复消色差物镜进行校正。消色差 物镜常与普通目镜配合，用于低倍和中倍观察；复消色差物镜与补偿目镜配 合，用于高倍观察。另一方面可通过加滤色片得到单色光。常用的滤色片有蓝 色、绿色和黄色等。 ③ 象域弯曲。垂直于光轴的平面，通过透镜所形成的像，不是平面而是凹形的 弯曲像面，这种现象叫像域弯曲，如图 1-5 所示。像域弯曲是由于各种像差综 合作用的结果。一般物镜或多或少地存在着像域弯曲，只有校正极佳的物镜才 能达到趋近平坦的象域。 3．金相显微镜的构造和使用 （1）金相显微镜的构造 金相显微镜的种类和型式很多，但最常见的型式有台式、立式和卧式三大 类。其构造通常均由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成，有的显微 镜还附带照像装置和暗场照明系统等。现以国产 XJB-1 型金相显微镜为例进行 说明。 XJB-1 型金相显微镜的光学系统如图 l-5 所示。由灯泡 1 发出一束光线， 经聚光透镜组 2 的会聚和反光镜 8 的反射，聚集在孔径光栏 9 上，然后经过聚 光镜 3，再度将光线聚集在物镜的后焦面上，最后光线通过物镜，使试样表面 得到充分均匀的照明。从试祥反射回来的光线复经物镜组 6、辅助透镜 5、半反 射镜 4、辅助透镜 11 以及棱镜 12 和棱镜 13，形成一个倒立放大实像。该物像
再经场透镜14和目镜15的放大，即得到所观察试样表面的放大图像。 照明系统在底座内装有一个低压(6v-8v,15w)灯泡作为光源，灯泡前安 装有聚光镜、反光镜和孔径光栏15。视场光栏14和另一聚光镜则安在支架 上。通过以上一系列透镜及物镜本身的作用，试样表面获得了充分均匀的照 明。 显微镜调焦装置在显微镜体的两侧有粗动和微动调焦手轮，两者在同一 部位。转动粗调手轮6，可以通过内部齿轮带动支承载物台的弯臂作上下运 动。在粗调手轮的一侧有制动装置，用以固定调焦正确后载物台的位置。微调 手轮5传动内部齿轮，使其沿着滑轨缓慢移动。在右侧手轮上刻有分度格，每 小格表示镜座上下微动0.002m。与刻度盘同侧的齿轮箱上刻有两条白线，用 以指示微动升降的极限位置，微调时不可超出这一范围，否则会损坏机件。 载物台（样品台）用于放置金相试样。载物台和下面托盘之间有导架.移 动结构采用粘性油膜联结。用手推动，可引导载物台在水平面上作一定范围的 移动，以改变试样的观察部位。 图1-5XB1型金相显微镜的光学系统 1-灯泡：2一聚光镜组，3一聚光镜组，4一半反射镜，5一辅助透镜，6 一物镜组，7一试样，8一反光镜：9一孔径光栏：10一视场光栏，11一输助 透镜，12一棱镜，13一棱镜，14一场镜，15一目镜
再经场透镜 14 和目镜 15 的放大，即得到所观察试样表面的放大图像。 照明系统 在底座内装有一个低压(6v-8v，15w)灯泡作为光源，灯泡前安 装有聚光镜、反光镜和孔径光栏 15。视场光栏 14 和另一聚光镜则安在支架 上。通过以上一系列透镜及物镜本身的作用，试样表面获得了充分均匀的照 明。 显微镜调焦装置 在显微镜体的两侧有粗动和微动调焦手轮，两者在同一 部位。转动粗调手轮 6，可以通过内部齿轮带动支承载物台的弯臂作上下运 动。在粗调手轮的一侧有制动装置，用以固定调焦正确后载物台的位置。微调 手轮 5 传动内部齿轮，使其沿着滑轨缓慢移动。在右侧手轮上刻有分度格，每 小格表示镜座上下微动 0.002mm。与刻度盘同侧的齿轮箱上刻有两条白线，用 以指示微动升降的极限位置，微调时不可超出这一范围，否则会损坏机件。 载物台(样品台) 用于放置金相试样。载物台和下面托盘之间有导架．移 动结构采用粘性油膜联结。用手推动，可引导载物台在水平面上作一定范围的 移动，以改变试样的观察部位。 图 1-5 XJB-1 型金相显微镜的光学系统 1-灯泡；2 一聚光镜组，3 一聚光镜组，4 一半反射镜，5 一辅助透镜，6 一物镜组，7 一试祥，8 一反光镜；9 一孔径光栏；10 一视场光栏，11 一输助 透镜，12 一棱镜，13 一棱镜，14 一场镜，15 一目镜
XJB一1型金相显微镜的外形结构如图1-6所示。各部件的功能及使用简 要介绍如下： 8 图1-6X灯B一1型金相显微镜外形结构图 1一载物台，2一物镜，3一转换器，4一传动箱，5一微动调焦手轮，6 粗动调焦手轮，7一电源。8一偏心圆，9一样品，10一目镜：11一目镜管， 12一固定螺钉，13一调节螺钉，14一视场光拦，15一孔径光拦 孔径光栏和视场光栏孔径光栏装在照明反射镜座上面，刻有0一5分刻 线，它们表示孔径大小的毫米数。调整孔径光栏能控制入射光束的粗细，以降 低球面像差。视场光栏装在物镜支架下面，可以调节视场范围，使目镜中所见 视场照亮而无阴影。在套圈上有两个调节螺钉，用来调整光栏中心。 物镜转换器转换器呈球面形，上面有三个螺孔，可安装不同放大倍数的 物镜。旋动转换器可使物镜镜头进入光路，并定位在光轴上。 目镜筒目镜筒呈45度倾斜安装在附有棱镜的半球形座上。目镜可转向 90度呈水平状态以配合照相装置进行金相显微摄影。 图1-7所示为4XA型双目金相显微镇的结构图。其基本结构与XJB一1型金 相显微镜相似，但配有双筒目镜管，可同时安装两个目镜。用双目观察，从而 减轻了眼睛疲乏。图1-8为4XCE型三目金相显微镜的结构图，可以在计算机显
XJB—l 型金相显微镜的外形结构如图 1-6 所示。各部件的功能及使用简 要介绍如下： 图 1-6 XJB—1 型金相显微镜外形结构图 1 一载物台，2 一物镜，3 一转换器，4 一传动箱，5 一微动调焦手轮，6 一 粗动调焦手轮，7 一电源。8 一偏心圆，9 一样品，10 一目镜；11 一目镜管， 12 一固定螺钉，13—调节螺钉，14 一视场光拦，15 一孔径光拦 孔径光栏和视场光栏 孔径光栏装在照明反射镜座上面，刻有 0--5 分刻 线，它们表示孔径大小的毫米数。调整孔径光栏能控制入射光束的粗细，以降 低球面像差。视场光栏装在物镜支架下面，可以调节视场范围，使目镜中所见 视场照亮而无阴影。在套圈上有两个调节螺钉，用来调整光栏中心。 物镜转换器 转换器呈球面形，上面有三个螺孔，可安装不同放大倍数的 物镜。旋动转换器可使物镜镜头进入光路，并定位在光轴上。 目镜筒 目镜筒呈 45 度倾斜安装在附有棱镜的半球形座上。目镜可转向 90 度呈水平状态以配合照相装置进行金相显微摄影。 图 1-7 所示为 4XA 型双目金相显微镇的结构图。其基本结构与 XJB—1 型金 相显微镜相似，但配有双筒目镜管，可同时安装两个目镜．用双目观察，从而 减轻了眼睛疲乏。图 1-8 为 4XCE 型三目金相显微镜的结构图，可以在计算机显