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偏光显微镜的构造及调节

点击次数:684 发布时间:2011-04-07

 一、 实验目的

  熟悉并掌握偏光显微镜的构造及操作方法

 二、 实验内容

  1. 偏光显微镜的构造

  偏光显微镜zui主要的特点是具有产生高温热台偏光显微镜偏振光的装置,试样薄片的观察研究是在偏光下进行的。偏光显微镜的类型很多,但基本结构相似。图8-1是Leica DM LSP偏光显微镜,主要部件为:

  (1) 目镜(Eyepiece)。目镜由一组安装在金属圆筒中的透镜构成,放大倍数有5x、8x、10x和12x等,目镜中通常装有十字丝,有的镜头安装有目镜微尺,微尺分为一百等分,有的目镜装有方格微尺,面积为1cm2,分为400格,用来统计矿物的百分含量,不用时也可将微尺取出置于附件盒中。

  (2) 镜筒中段,有可转动的勃氏镜(Amici-Bertrand Lens)。勃氏镜又称勃创镜,是一小的凸透镜,位于目镜和上偏光镜之间,通常与高倍物镜在正交偏光镜间联合使用,主要起放大镜的作用。

  (3) 物镜(Objective)。物镜由若干组透镜组成,放大倍数不同的物镜,其透镜的组合也不同。物镜通过弹簧夹或螺丝口与镜筒相连。

  一般每台显微镜有4~5个倍率不同的物镜,也有多达7个以上的。每个物镜都有不同的数值孔径(Numerical Aperture),也称计量光孔,以N.A标记。光孔角是指物镜zui边缘的光线在焦准时所构成的角度,以2q表示,如图8-2中所示。数值孔径与光孔角的关系可用下式表示: ,式中n是标本与物镜之间介质的折光率,当观察一般干薄片时,介质为空气时,n=1;当用油浸镜头观察时,介质为浸油,n为浸油的折射率。

  显微镜的图象清晰度或分辨率与数值孔径的平方成正比,与放大倍数成反比。不同类型显微镜同一放大倍数的物镜,其数值孔径愈大,成象愈清楚。同一物镜,物体与物镜间介质的折射率愈大,数值孔径也愈大,因此,用油浸镜头观察油浸薄片比一般用干镜头观察薄片更清晰。

  物镜前透镜与薄片(不计算盖玻璃)间的距离,称为物镜的工作距离,工作距离随放大倍数的增加而减小,100x的镜头的工作距离可小至0.14mm,所以在使用高倍物镜时要小心。

  (4) 可旋转物台(Stage),带薄片工业显微镜夹持器。物台是一个边缘带360°刻度的圆盘形平面,可水平转动并读取转角。物台中心有一圆孔,是光的通道,盘上有一对薄片夹持器,用以固定薄片。

  (5) 聚光镜(Condenser)。聚光镜位于物台下面,由一组透镜组成,可以把来自下偏光镜的一束平行偏光聚敛成锥形偏光。不用时可用手柄将其推向旁侧。聚光镜的数值孔径较大,有些显微镜中还备有一个数值孔径更大的聚光镜(N.A=1.4),专门配合油浸物镜使用。

  (6) 视场光圈。

  (7) 粗动及微动旋钮。

  (8) 镜座。

  2. 偏光显微镜操作

  (1) 从镜箱中取出偏光显微镜,对照说明书检查各部件是否完整,有无破损及丢失。

  (2) 取下目镜盖,装上10X目镜。

  (3) 打开物镜盒,把中倍及高倍(45X)物镜旋在物镜转换器上。

  (4) 利用反光镜调节视域至zui亮(切记不可加入分析镜)。

  (5) 将实验薄片置于物台的机械台夹上,练习用低、中、高倍物镜进行调焦。

  图8-1 Leica DM LSP偏光显微镜 图8-2 物镜的光孔角示意图

  3. 物镜中心校正

  观察试样时应使显微镜光学系统的光轴与物台中心重合,如果旋转物台时,十字线中心的矿物偏离中心的位置,就会影响镜检工作的进行,所以使用显微镜时,首先需进行中心校正。由于显微镜光学系统及物台均已固定,因此中心校正工作只能用旋转物镜头上面的两个旋转环来进行,其具体步骤如下:

  (1) 在试样薄片中选一点状物质(矿物、气泡或其它物质均可),移至目镜十字线的中心(即视域中心)。

  (2) 旋转物台时,如该点仍在原处偏光岩相显微镜自转,则说明显微镜中心已经校正。如该点离开十字线中心,而以某半径做圆周运动,则说明需进行中心校正。

  (3) 如图8-3所示,当转动物台时,位于中心位置的A移动至B,并以r为半径做圆周运动,转动物台一周,则A仍回中心位置,则说明物镜中心偏差距离为r,此时只要分别用左右两手的拇指与食指捏住物镜的两个环,将A由zui大的位移距AB,移至AB线的中心既可。

  (4) 再转动物台,如此时A以视域中心为原点做圆周运动则说明,中心校正工作已经进行完毕,如仍以某位置为圆心则仍重复第三项工作,直至如图8-3B所示为止。

  (5) 为熟练的进行中心校正,可依上述步骤多找几个矿物重复进行。

  图8-3 显微镜中心校正示意图

  4. 下偏光镜中偏光的振动方向

  下偏振光的振动方向通常用黑云母来检验,因为黑云母在单偏光下的现象特征性很强,且又是一种分布广泛的透明矿物,在许多岩石薄片中都有存在。

  (1) 将含黑云母的花岗岩薄片置于物台上,用中倍物镜聚焦,将具有一组平行解理的黑云母移至十字线中心。

  (2) 利用黑云母吸收性的特点确定下偏光的振动方向。黑云母的解理吸收性强,呈暗深棕色至黑色,垂直解理方向吸收弱,呈浅黄色。当黑云母解理方向与下偏光振动方向一致时,即呈深棕色或黑色;解理与下偏光振动方向垂直时则呈浅懂得棕黄色。

  (3) 根据黑云母的上述特点,使其解理荧光显微镜与十字线之一平行,观察其颜色的变化。若此时黑云母变成深棕色,则解理方向即为下偏光振动方向;如变为浅黄棕色,则与解理垂直方向为下偏光振动方向。

  5. 检验十字线是否相互垂直

  (1) 利用解理的黑云母矿物,将其解理方向与十字线之竖线平行,读出物台度数。

  (2) 转动物台使解理与十字线之横线平行再读出物台的度数。

  (3) 若两次度数差900,则说明十字线相互垂直,否则需进行调整。

  

 
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