实验一 金相显微镜的原理
(完整版)金相显微镜的基本原理、构造及使用
5.2 金相显微镜的基本原理、构造及使用金相显微镜可用来鉴别和分析各种金属和合金的组织结构，广泛应用在工厂或实验室进行铸件质量的鉴定、原材料的检验或对材料处理后金相组织的研究分析等工作。
还可用于半导体检测、电路封装、精密模具、生物材料等检验与测量。
【实验目的】1.了解金相显微镜的基本原理、基本结构和使用方法。
2.掌握仔细阅读显微镜使用说明书并进行正确操作的方法。
【实验原理】显微镜的基本放大作用由焦距很短的物镜和焦距较大的目镜来完成的，物体位于物镜的前焦点外但很靠近焦点位置，物体经过物镜形成倒立的放大实像，这个像位于目镜的物方焦距内但很靠近焦点位置，作为目镜的物体，目镜将物镜放大的实像再放大成虚像，位于观察者的明视距离（距人眼250mm）处，供眼睛观察。
光路图见“2.4光学基本仪器”中的图2-？为了减少球面像差、色像差和像域弯曲等像差，金相显微镜的物镜和目镜都是由透镜组构成的复杂光学系统。
显微镜的成像质量在很大程度上取决于物镜的质量，因此物镜的构造尤为复杂，根据对各种像差的校正程度不同，物镜可分为消色差物镜、复消色差物镜和平视场物镜等三大类。
近年来，由于采用计算机技术，物镜的设计和制造都有了很大改进。
实际上，一方面，金相显微镜所观察的显微组织，往往几何尺寸很小，小至可与光波波长相比较，此时不能再近似地把光线看成直线传播，而要考虑衍射的影响。
另一方面，显微镜中的光线总是部分相干的，因此显微镜的成像过程是个比较复杂的衍射相干过程。
此外，由于衍射等因素的影响，显微镜的分辨能力和放大能力都受到一定限制，目前金相显微镜可观察的最小尺寸一般是0.2μm左右，有效放大倍数最大为1500~1600倍。
金相显微镜总的放大倍数为物镜与目镜放大倍数的乘积。
放大倍数用符号“Х”表示，例如物镜放大倍数为20Х，目镜放大倍数为10Х，则显微镜的放大倍数为200Х。
通常物镜、目镜的放大倍数都刻在镜体上，在使用显微镜观察试样时，应根据其组织的粗细情况，选择适当的放大倍数，以细节部分能观察得清晰为准。
材料科学基础实验报告
（1）用砂轮打磨，获得平整磨面； （2）使用金相砂纸按照先粗后细，依顺序进行磨制； （3）在抛光机上进行抛光，获得光亮镜面； （4）用浸蚀剂浸蚀试样磨面； （5）显微镜观察。
四、观察试样
观察记录试样的显微组织
试样 100×
试样 400×
五、实验存在的问题
（1）在进行试样的制备过程中利用砂纸进行打磨时用力不均匀，导致了试样的划痕深浅不一。 （2）其次，试样制作时没有掌握技巧，做了许多无用功。 （3）最后在浸蚀的时候浸蚀时间没有掌握好，试样并不是很完美
实验三 铁碳合金平衡组织观察
一、 实验目的
1、识别和研究铁碳合金(碳钢和白口铸铁)在平衡状态下的显微组织； 2、分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、组织与性能之间的相互关系
二、实验概述
铁碳合金的显微组织是研究钢铁材料性能的基础。铁碳合金平衡状态的组织是指合金在极 为缓慢的冷却条件下(如退火状态)所得到的组织，其相变过程均按 Fe—Fe3C 相图进行，所以 我们可以根据该相图来分析铁碳合金的平衡组织。
莱氏体+一次渗碳 体
浸蚀剂 4％硝酸酒精溶液 4％硝酸酒精溶液 4％硝酸酒精溶液 4％硝酸酒精溶液
4％硝酸酒精溶液
4％硝酸酒精溶液 4％硝酸酒精溶液
三、实验照片采集分析
铁素体
铁素体
材料名称 含碳量（%） 浸蚀剂 放大倍数
工业纯铁 ＜0.02 4 ％ 硝 酸 100×
酒精溶液
铁素体+珠光体
材料名称 含碳量（%） 浸蚀剂
实验一 金相显微镜的构造及使用
MDJ 型双目金相显微镜的构造及使用 一、实验目的
1、了解金相显微镜的光学原理和构造 2、初步掌握金相显微镜的使用方法及利用显 微镜进行显微组织分析
金相实验的原理和方法
金相实验得原理与方法实验目得: 金属材料得使用通常遵循着“成分一组织一性能”得相互关系。
金相即金相学，就就是研究金属或合金内部结构得科学。
不仅如此, 它还研究当外界条件或内在因素改变时，对金属或合金内部结构得影响。
所谓内在因素主要指金属或合金得化学成分。
所谓外部条件就就是指温度、加工变形、铸造情况等。
—试验设备：lx 金相试样切割机砂轮机2、3、镶嵌机4、预磨机5、抛光机腐蚀液6、7、金相显微镜8、摄影系统及电脑三试验原理:金相试验就是将欲检验试片表而经研磨抛光（或化学抛光、电化学抛光）至一定得要求光滑后，以特定得腐蚀液于以腐蚀，利用各相或同一相中方向不同对腐蚀程度得不同而能表现出各相之特征，并利用显微镜放大倍率观察判断之。
四试验方法:Is试片准备:为使试片能合乎观察得要求必须以如下之步骤处理之。
⑴取样（SAMPLING）: 取样必须考虑其整体或研究得主题得代表性,如材料属方向性者则应依各方而皆取样观察:如品管检查则可随机取样破坏分析可取性质较差得材料来凸显破坏原因以便观察。
⑵切割(SECTIONING)：如材料硬度低则可直接用锯子予以切割,如硬度较高则可使用砂轮切割，但必须慎选砂轮，且切割时须冷却以避免因切割过程所产生得热对材料组织得影响。
⑶粗磨(C OARSE G R I NDING)：用砂轮机去除试片得毛边，并用较粗得砂纸（#80左右）或沙袋机磨平且可除去可能因切割所产生得变态层。
(4)镶嵌(MOUNTING)：镶嵌得目得为使试片握持方便或保持试片边缘之完整，如不考虑这两种因素，则此步骤可省略，镶嵌得方法有两种，即热镶嵌（Hot Mol ding）及冷镶嵌（ColdMold ing）。
热镶嵌也称为加压嵌模（pression Molding）,方法为将试片表面朝下置于金属磨中（一般内径为1 11/4及1 2/2等三种）再填以适量之树脂，如酚树脂（如电木粉Bakelite）,预热至60~8CrC后即加压至4,200PSI左右之压力，并继续加热至130-14 持续加热数分钟后，即可移去热源，并可取出试片，如系使用热塑性塑M（The rmoplast i c s ）则应让温度降至5 OC以下才可取出。
金相显微镜的工作原理
金相显微镜的工作原理金相显微镜的主要部件包括光源、透镜系统、物镜、目镜、标本架和焦平面。
光源提供光线照射样品。
透镜系统由凹透镜组成，用于聚焦光线。
物镜位于样品与透镜系统之间，是放大样品图像的主要组件。
目镜位于物镜的后面，用于进一步放大以及观察样品图像。
标本架用于支撑样品，并使之能够在显微镜中转动。
焦平面是样品被聚焦后的区域。
1.准备样品：将金属样品切割成薄片，并研磨至平整。
为了更好地观察样品的内部细微结构，还需要将样品进行抛光以去除表面的氧化物和污染物。
2.照射样品：将样品放在标本架上，并使用光源照射。
光源可以是可见光源或增强光源，例如荧光灯。
3.透镜系统聚焦：通过调整透镜系统的位置，将光线聚焦在样品上。
透镜系统中的凹透镜可以使光线集中并尽可能地进入样品。
4.物镜放大：样品被聚焦后，物镜将图像放大。
物镜可以具有不同的放大倍数，通常在50倍到2000倍之间。
5.目镜放大：被物镜放大后的图像通过目镜进一步放大，使得观察者能够清楚地看到细节。
6.调焦和调整图像质量：在观察过程中，可以使用调焦装置来调整焦点的位置，以实现更清晰的图像。
此外，还可以通过调整透镜的位置和样品的位置来改变图像的亮度和对比度。
7.观察和记录结果：通过目镜观察样品，并使用目镜上的刻度尺或摄像机等设备记录图像。
金相显微镜的工作原理主要依赖于光学理论和光在玻璃和透镜中的折射和聚焦原理。
当光线通过样品时，根据样品内部结构和组成的不同，光会发生反射、折射和散射。
物镜和目镜的组合形成了放大系统，可以将光线聚焦到观察者的眼睛中，使得样品的图像放大。
总之，金相显微镜的工作原理是利用光学原理将光线聚焦在金属样品上，并通过物镜和目镜的组合放大样品图像，使观察者能够清楚地看到样品的细微结构。
这种显微镜在金属材料的研究和分析中具有重要的应用价值。
实验1 金相显微镜的结构与使用资料
实验1. 金相显微镜的构造与使用一、原理概述:金相分析是人们通过金相显微镜来研究金属和合金显微组织大小、形态、分布、数量和性质的一种方法。
显微组织是指如晶粒、包含物、夹杂物以及相变产物等特征组织。
利用这种方法来考查如合金元素、成分变化及其与显微组织变化的关系：冷热加工过程对组织引入的变化规律；应用金相检验还可对产品进行质量控制和产品检验以及失效分析等。
1．金相显微镜的成象原理简介人眼对客观物体细节的鉴别能力是很低的，一般是在0.15~0.30mm 间。
因此，观察认识客观物体的显微形貌，必需藉助显微镜。
显微镜放大的光学系统由两级组成。
第一级是物镜，细节AB 通过物镜得到放大的倒立实角A 1B 1。
A 1B 1的细节虽已为被区分开，但其尺度仍很小，仍不能为人眼所鉴别，因此，还需第二次放大。
第二级放大是通过目镜来完成。
当经第一级放大的倒立实象处于目镜的主焦点以内时，人眼可通过目镜观察到二次放大的A 3B 3的正立虚象。
(1) 物镜的成象:根据几何光学可知，当被观察的物体处于该透镜的一倍焦距与二倍焦距之间时，物体的反射光通过物镜经折射后在透镜的另一侧可以得到一个放大的倒立实像。
为了充分发挥物镜的能力，一般设计时是让被观察物体处于很接近于焦点处，因此计算其放大倍数时可以用物镜的焦距f 。
见图1-1。
11A B LM AB f ''=≈物物式中：f 物——接物镜焦距；L ——F 1到实象间的距离；M 物——物镜放大倍数。
(2) 目镜的成象同样据几何光学成象规律可知，当被观察物体处于该透镜的一倍焦距以内时，人眼通过透镜观察，可以在250mm 远处看到一个放大了的正立虚象(250mm在这里称为明视距离)。
见图1-2。
目镜的放大倍数250M f目目式中：f 目——目镜的焦距； 250——人眼的明视距离(mm)/； 目——目镜的放大倍数。
M显微镜的成象(3) 被观察物体的细节经物镜放大后的实象落到目镜主焦点以内后，人眼观察可看到经两次放大后的虚象。
金相显微镜的工作原理
金相显微镜的工作原理
金相显微镜是一种用于金属材料显微组织分析的仪器。
其工作原理基
于光学显微镜的原理，但是在光学显微镜的基础上增加了一些特殊的装置
和技术，以便更好地观察金属材料的显微组织。
金相显微镜的主要工作原
理包括以下几个方面：1.光源：金相显微镜使用的光源通常是高亮度的白
光源或者是钨丝灯。
这些光源可以提供足够的光强度，以便在显微镜中观
察到金属材料的显微组织。
2.物镜：金相显微镜的物镜通常是高倍率的物镜，其放大倍数可以达到100倍以上。
这些物镜可以放大金属材料的显微
组织，使其更加清晰可见。
3.透射装置：金相显微镜的透射装置包括光源、准直器、滤光片和透镜等。
这些装置可以使光线经过样品后，只有特定波
长的光线通过，从而提高金属材料显微组织的对比度和清晰度。
4.相差装置：金相显微镜的相差装置可以使光线在经过样品后，产生相位差异，从
而提高金属材料显微组织的对比度和清晰度。
5.摄像装置：金相显微镜的
摄像装置可以将金属材料的显微组织图像记录下来，以便后续的分析和处理。
总之，金相显微镜的工作原理是通过光学原理和特殊的装置和技术，
使金属材料的显微组织更加清晰可见，从而实现对金属材料的显微组织分
析和研究。
简述金相显微镜的原理
简述金相显微镜的原理
金相显微镜的工作原理简述
金相显微镜是一种光学显微镜,通过反射照明成像来观察样本,其工作原理主要有:
1. 照明系统
金相显微镜使用聚光镜将光源聚集,经凸透镜滤光成单色光(通常为绿色),然后经筒镜专向照明于样本。
2. 反射成像
样本表面经过精心抛光处理,在照明光的作用下会产生反射。
反射光经物镜汇聚形成样本的倒立实像。
3. 物镜结构
物镜为复透镜结构,具有较高数值孔径,可以收集大角度反射光,确保光学分辨率,成像清晰。
4. 目镜成像
物镜形成的实像经目镜进一步放大成为虚像,进入使用者眼中。
目镜可调节以适应不同使用者的视力。
5. 表面形貌显微
光线照在抛光平整的样本表面, 根据表面形貌的微小起伏变化而产生不同的反射方向。
这种反射sigs的变化成为表面形貌的图像。
6. 金属镀膜
为增强反射,通常需要在非金属样本表面镀上一层金属,如金、钯等。
防止光线进入样本内部,只反射表面形貌。
7. 图像对比度
调节照明系统的照度及方向等参数,可以增强表面形貌的图象对比度。
也可以经图像处理进一步提高对比度。
8. 与光学显微镜区别
金相显微镜依靠表面反射成像,而光学显微镜是利用样本的透光性质成像。
二者
在显微原理上有根本区别。
综上所述,这些是金相显微镜的关键组件及成像原理。
金相显微镜因其表面形貌观测的独特优势,在材料和生物样品的微观表面结构分析中有着重要应用。
金相显微镜的观测原理
金相显微镜的观测原理金相显微镜是一种常用于金相组织分析的显微镜。
它是通过将金属试样固定在显微镜下，使用光学放大来观察金属组织的显微结构和相的分布情况。
金相显微镜的观测原理主要包括照明系统、光学系统和检测系统。
照明系统是将光源转化为均匀光线，并通过物镜来照射金属试样。
光源通常使用白炽灯或者卤素灯，它们发出的光线具有较高的亮度和连续的光谱。
为了保证光线的均匀性和稳定性，照明系统中还包括透镜或反射镜等对光线进行补正的元件。
照明系统的主要作用是提供足够的光照，以使观察者可以清晰地观察金属试样的显微结构。
光学系统是由物镜、目镜和倍率选择器等组成的。
物镜是位于试样下方，与试样接近的一侧，它的主要作用是将试样上的细小结构放大并使其清晰可见。
物镜通常采用高倍率的物镜，如10×、20×和50×等，以获得更高的放大倍数。
目镜位于观察者的一侧，通过它观察到的图像实际上是物镜放大后的图像。
倍率选择器通常由多个物镜组成，通过选择不同的物镜来改变观察的放大倍数。
光学系统的主要作用是将金属试样上的显微结构放大，使观察者能够清晰地观察到金属组织的细节。
检测系统是用于观察和记录金属试样上显微结构的系统。
通常使用目镜和目镜对焦装置来观察金属试样上的显微结构，并使用目镜上的刻度来测量金属组织中的某些特征。
目镜对焦装置通常由粗调节和细调节两个部分组成，以便观察者可以调整焦距来获取清晰的图像。
此外，检测系统还可以使用相机和计算机等设备来记录金属试样上的显微结构，并进行图像处理、分析和存储。
通过对图像进行处理和分析，观察者可以进一步了解金属组织的特点和相的分布情况。
总的来说，金相显微镜是通过将金属试样固定在显微镜下，利用光学放大来观察金属组织的显微结构和相的分布情况的。
它的观测原理主要包括照明系统、光学系统和检测系统。
照明系统提供足够的光照，光学系统将金属试样的显微结构放大并使其清晰可见，检测系统用于观察和记录金属试样上的显微结构。
金相显微镜的成像原理
金相显微镜的成像原理
金相显微镜是一种常用于材料表面形貌和组织结构观察的显微镜。
它的成像原理主要涉及光源、目镜、物镜和眼睛间的光学系统以及样品的调节。
以下是金相显微镜的成像原理：
1. 光源：金相显微镜通常使用透射光源，如白炽灯或氙灯。
光源发出的光经过准直透镜和聚光透镜集中到样品上。
2. 物镜：物镜是位于样品下方的镜头，它是成像的关键部分。
物镜的设计使其能够提供高倍率的放大，并保证成像的清晰度和分辨率。
物镜的放大倍率通常在10×到100×之间。
3. 样品：样品是需要观察的物体。
在金相显微镜中，样品通常是金属、陶瓷或塑料等材料的小片或薄片。
样品需要被切割、研磨和腐蚀等处理过程，以获得想要的表面形貌和组织结构。
4. 目镜：目镜是位于样品上方的镜头，用于放大物镜的成像。
目镜通常具有10×的放大倍率，使得用户可以观察到具体的细节。
5. 眼睛：人眼作为金相显微镜的最终观察器官，通过聚焦调整，观察样品上的放大图像。
为了方便观察和减少疲劳，一些金相显微镜还配备了数码相机或摄像机，将图像传输到计算机或显示器上。
通过以上的光学系统，金相显微镜能够放大并成像样品表面的纹理、颗粒、缺陷和微观组织等结构。
这种成像原理使得金相
显微镜成为了材料科学、材料工程以及金属、陶瓷和塑料等材料的质量检验和研究领域中不可或缺的工具。
金相显微镜实验报告
一、实验目的1. 了解金相显微镜的构造、原理及使用规则。
2. 掌握金相显微试样制备的基本操作方法。
3. 通过观察金相显微组织，分析材料性能和缺陷。
二、实验原理金相显微镜是一种用于观察金属、合金等材料内部组织和缺陷的显微镜。
其基本原理是利用光学显微镜的成像原理，通过物镜和目镜的放大，将金相试样上的微小组织放大到人眼可以观察到的程度。
三、实验仪器与材料1. 仪器：金相显微镜、金相试样制备设备（如砂轮机、抛光机、显微镜等）、金相显微镜专用光源。
2. 材料：金相试样、金相砂纸、抛光布、脱脂棉、3~5硝酸酒精溶液。
四、实验步骤1. 金相试样制备（1）试样切割：将材料切割成一定厚度的薄片。
（2）试样磨光：将切割好的试样用不同型号的砂纸进行磨光，直至表面光滑。
（3）试样腐蚀：将磨光后的试样放入腐蚀液中腐蚀，以显示出试样内部的组织。
（4）试样清洗：将腐蚀后的试样用清水冲洗干净。
2. 金相显微镜观察（1）开启金相显微镜，调整光源亮度。
（2）将制备好的试样放置在载物台上，调整焦距，直至观察到清晰的图像。
（3）观察试样组织，记录观察到的组织类型、形态、大小等信息。
（4）对观察到的组织进行分析，判断材料性能和缺陷。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过金相显微镜观察，观察到以下组织：（1）晶粒组织：试样中存在大量晶粒，晶粒大小不一。
（2）相组织：试样中存在不同相，如α相、β相等。
（3）析出相：试样中存在析出相，如析出碳化物等。
2. 实验分析（1）晶粒组织：晶粒大小对材料性能有较大影响，晶粒细化可以提高材料的强度、硬度等性能。
（2）相组织：不同相的存在对材料性能有较大影响，如α相、β相等相的形态、大小、分布等。
（3）析出相：析出相的存在对材料性能有较大影响，如析出碳化物等可以提高材料的硬度、耐磨性等性能。
六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了金相显微镜的构造、原理及使用规则。
2. 学会了金相显微试样制备的基本操作方法，为后续的金相分析工作打下了基础。
金相显微镜的原理
实验一金相显微镜的构造及使用一、实验目的1、了解金相显微镜的构造；2、掌握金相显微镜的使用方法。
二、实验原理概述（一）金相显微镜的构造光学金相显微镜的构造一般包括放大系统、光路系统和机械系统三部分，其中放大系统是显微镜的关键部分。
1、放大系统（1）显微镜放大成象原理显微镜放大基本原理如图1-1所示。
由图可见，显微镜的放大作用由物镜和目镜共同完成。
物体AB位于物镜的焦点F1以外，经物镜放大而成为倒立的实象A1B1，这一实象恰巧落在目镜的焦点F2以内，最后由目镜再次放大为一虚象A2B2，人们在观察组织时所见到的象，就是经物镜、目镜两次放大，在距人眼约150mm明视距离处形成的虚象。
由图1-1可知：=物镜的放大倍数M物=目镜的放大倍数M目显微镜的总放大倍数M=M物×M目=说明显微镜的总放大倍数M等于物镜放大倍数和目镜放大倍数的乘积。
目前普通光学金相显微镜最高有效放大倍数为1600~2000倍，常用放大倍数有100、450倍和650倍。
另外，参照图1-1。
如果忽略AB与F1、A1B1与F2间距，依相似三角形定理可求出：M物==式中，D为光学镜筒长度；f为物镜焦距。
因光学镜筒子长度为定值，可见，物镜放大倍数越高，物镜的焦距越短，物镜离物体越近。
（2）透镜象差透镜在成象过程中，由于受到本身物理条件的限制，会使映象变形和模糊不清。
这种象的缺陷称为象差。
在金相显微镜的物镜、目镜以及光路系统设计制造中，虽将象差尽量减少到很小的范围，但依然存在。
象差有多种，其中对成象质量影响最大的是球面象差、色象差和象域弯曲三种。
1）球面象差由于透镜表面为球面，其中心与边缘厚度不同，因而来自一点的单色光经过透镜折射后，靠近中心部分的光线偏折角度小，在离透镜较远的位置聚集；而靠近边缘处的光线偏折角度大，在离透镜较近的位置聚集，因而必然形成沿光轴分布的一系列的象，使成象模糊不清，这种现象胜负为球面象差。
球面象差主要靠用凸透镜和凹透镜所级成的透镜级来减小。
简述金相显微镜的放大原理
简述金相显微镜的放大原理
金相显微镜的放大原理简述如下:
1. 用光源发出的光线照射在样本上,样本会吸收和反射部分光线。
2. 反射光线进入物镜,物镜将光线聚焦成为样本的倒像。
3. 倒像经过放大镜接力透镜后,被成像透镜放大并成像在目镜中。
4. 物镜的倍数决定初级放大倍数,倍率越高,样本细节显示越清晰。
5. 放大镜的倍数决定最终放大倍数,可调节达到理想观察效果。
6. 采用Immersol油浸物镜,可减少玻璃反射,提高分辨率。
7. 采用反射照明,可观察不透明样本。
8. 利用不同波长的单色光,可提高对比度。
9. 可调节光圈改变照明条件,增强图像质量。
10. 符合物理光学原理,使微小样品呈现清晰放大像。
综上,金相显微镜利用光学原理,通过多透镜放大成像,使微观样品细节显现,是物质结构研究的重要工具。
金相显微镜的原理(1)
（6）照明系统的光轴调整
为了保证光线均匀地照射在试样表面以 及得到亮度均匀地映像，要求照明光束 或成像放大光束与目镜、物镜主光轴同 心，平面玻璃的倾角恰好450。检查时， 可将试样聚焦后，缩小孔径光栏，取下 目镜，看镜筒中的亮斑是否在中心，如 果不在，可调节光栏位置或转动平面玻 璃，使镜筒中的亮斑移向中心。
显微镜放大倍数的标定
经过物镜和目镜的两次放大，那么人眼观 察到的像的放大倍数M即为物镜的放大倍数M1 与目镜的放大倍数M2的乘积。由于在成像的过 程中，物镜处在前一级放大，那么物镜不能鉴 别的组织中的细微部分，目镜也是鉴别不到的。 在此种情况下，单纯提高目镜的放大倍数并不 能提高成像质量。对于每一物镜，只有合理选 择与之配合的目镜，才能得到清晰的像。
λ
2 * NA
若取入射光的平均波长为0.55微米，则 显微镜的放大有效范围近似为倍~倍，根 据物镜的数值孔径就可以按上述范围选 配目镜和确定总的有效放大倍数。
（2）
显微镜的照明系统
金相显微镜与生物显微镜不同，它是利 用反射光将不透明的物体进行放大成像 的。金属试样不透明，需要有照明装置。 将光线投射在试样表面，借金属表面本 身的反射能力，使部分光线被反射而进 入物镜，从而形成一个倒立的实像，随 后在目镜中形成一个虚像。
（4）视场光栏
视场光栏位于孔径光栏之后，调节视场 光栏可以改变显微镜视场的大小，而并 不影响物镜的分辨率。适当调节视场光 栏还可以减少镜筒内的反射及炫光，提 高成像的衬度和质量。但是要注意，视 场光栏缩得太小，会使观察范围太窄， 一般应调节到与目镜视场大小相同。
（5）照明器
金相显微镜的照明系统中都配有垂直照 明器。目的是调节照明光束垂直转向。 通常照明器在两光束的交接点装一450斜 角的平面玻璃反射镜，来使光束垂直转 向。这种平面玻璃既的能反射光线，也 能透过光线，但这种由45 斜角的平面玻 璃组成的照明器光线散失大，最大可损 失90％的光线。
金相显微镜的原理
金相显微镜的原理
光学成像原理：
金相显微镜采用光学透射成像原理。
当金属材料被放置在显微镜的样
品台上时，透过显微镜的光学透镜和目镜所通过的光线会进入金属材料中
被样品反射、折射或散射。
这些光线再次通过目镜中的物镜透镜进行聚焦，形成清晰的放大图像，观察者可以通过目镜看到被观察样品的细微结构和
组织。
照明原理：
透射照明：透射照明方式是将光源放置在显微镜底部，直接照射到样
品上方。
光线通过金属材料时，会被样品的透明度和反射性质影响。
通过
合适的照明角度和透射光的强度调节，可以使得金属材料的细微结构得到
更好的显示。
反射照明：反射照明方式是将光源从显微镜的顶部照射到样品上方。
这种照明方式用于观察金属材料的表面状况和特征。
由于金属材料的反射
性质，在反射照明条件下，可以使得金属材料的表面形貌得到更好的显示。
放大原理：
为了提高显微镜的分辨率和清晰度，金相显微镜还配备了调焦机构和
光学系统，如减色片、偏光片等。
这些配件可以进一步优化显微镜的成像
效果和观察质量。
总结：。
实验一金相显微镜的操作和使用
工程材料实验指导书上海交通大学机械与动力工程学院基础与实验教学中心目录实验一铁碳相图平衡组织分析 (3)一、实验目的 (3)二、实验原理 (3)三、实验设备和材料 (5)四、实验内容和实验报告 (5)实验二碳钢热处理后显微组织观察 (6)一、实验目的 (6)二、实验原理 (6)三、实验设备和材料 (8)四、实验内容和实验报告 (8)实验一铁碳相图平衡组织分析一、实验目的1、观察和分析铁碳合金的平衡组织；2、分析铁碳合金显微组织的形成过程。
二、实验原理图1-1 铁碳平衡相图铁碳合金是目前应用最广泛的工程材料，铁碳合金的平衡组织是研究铁碳合金的性能及相变机理的基础，其相图如1-1所示。
通常将缓冷（退火）后的铁碳合金组织看作为平衡组织，具体分类见表1-1。
表1―1 铁碳合金的分类和组织分类含碳量（%）平衡显微组织碳钢亚共析钢0.02—0.77 铁素体+珠光体共析钢0.77 珠光体过共析钢0.77—2.11 珠光体+渗碳体1、铁碳合金的平衡组织铁碳合金在常温下只有两相，即铁素体和渗碳体，由于含碳量的不同，这两个基本相的相对量，形状和分布情况有很大的不同，因此呈现各种不同的组织形态。
下面介绍一下各种显微组织的基本特征：（1）铁素体：是碳在α—Fe中的固溶体，碳的浓度是可变的，在727℃时达到最大溶解度，为0.0218%，在常温下，碳的浓度为0.0008%左右，铁素体的硬度很低，塑性好，经4%硝酸酒精浸蚀后呈白亮色。
含碳量较低时，铁素体呈块状分布，随含碳量增加，铁素体量减少，在接近共析成分时，铁素体呈网状分布在珠光体周围。
（2）渗碳体：是碳与铁的一种化合物，化学式为Fe3C，含碳量很高，达6.69%，坚硬而脆，抗浸蚀能力很强，经4%硝酸酒精浸蚀后成白亮色。
在过共晶白口铸铁中的一次渗碳体是从液态中直接结晶成的，故呈条状分布。
在过共析钢和亚共晶白口铸铁中的二次渗碳体是从奥氏体中沿晶界析出的，所以呈网状分布在珠光体的周围。
金相显微镜的原理
金相显微镜的原理
金相显微镜的原理是利用可见光的折射、散射和衍射现象，将光线聚焦于被观察的样品上，通过放大和成像形成清晰的显微图像。
具体而言，金相显微镜主要包含以下几个部分：光源、准直系统、物镜、目镜、眼片、调焦机构和观察台。
金相显微镜的工作原理是：首先，光源发出的光线经过准直系统，使其变为平行光束。
然后，光线通过物镜，通过其折射和散射作用，经过调焦机构聚焦到样品上。
当光线进入样品时，会与样品中的原子、晶体和其他材料发生相互作用，散射和衍射出不同的光线。
之后，散射和衍射的光线通过物镜重新聚焦，形成放大的实像。
实像进一步由目镜放大，通过眼片进入观察者的眼睛。
观察者通过调整眼片和目镜之间的距离，使实像在视网膜上形成清晰的显微图像。
此外，金相显微镜还具有一些特殊功能，如调节光源亮度和对比度、调节物镜和目镜的倍数、调节焦距和焦平面等，这些功能可以帮助观察者获取更多的细节信息。
总结来说，金相显微镜的原理是利用光线的折射、散射和衍射，将光线聚焦于待观察的样品上，并通过放大和成像，使观察者能够获得样品的详细信息。
试验一金相显示微镜的基本原理构造及使用
材料科学基础实验指导书实验一金相显微镜的基本原理、构造及使用实验二金相试样的制备实验三铁碳合金平衡组织分析实验四1钢的热处理工艺2硬度计的使用实验五1碳钢热处理后的显微组织观察，2合金钢的显微组织分析实验六铸铁的显微组织分析四川大学制造学院材料成型及控制工程系2014/6/23实验一 金相显微镜的基本原理、构造及使用一、实验目的熟悉金相显微镜的原理、构造，使用和维护，为掌握金相显微分析方法打下理论和实践基础。
二、实验说明金相显微分析是用金相显微镜观察金属内部组织以及微不夹杂物，微裂纹和微小缺陷（这些都是用肉眼、放大镜看不见的，至少是看不清楚的）以分析判断金属材料的治炼，加工工艺的正确性和金属材料性能的优劣。
金相显微分析是材料科学和主要研究手段，所以金相显微镜就成了金相分析的主要工具。
（一）显微镜的基本原理显微镜的光学原理如图1—1所示，光学系统包括物镜、目镜及一些辅助光学零件，物镜和目镜分别由两组透镜组成，对着物质AB 的一组透镜组成物镜O 1，对着人眼的一组透镜组成目镜O 2。
现代显微镜的物镜、目镜都由复杂的透镜系统组成。
物镜使物体AB 形成放大的倒立实象B A ''（称中间象），目镜再将B A ''放大成仍然倒立的虚象B A ''''，其位置正好在人眼的明视距离处（即距人眼250mm 处）。
我们在显微镜目镜中看到的就是这个虚象B A ''''。
图1—1 显微镜的光学原理示意图显微镜的主要性质如下：1．显微镜的放大倍数放大倍数由下式来确定：目物目物f D f L M M M =⨯=式中：M —显微镜放大倍数M 物—物镜的放大倍数M 目—目镜的放大倍数f 物—物镜的焦距f 目—目镜的焦距L —显微镜的光学镜筒长度D —明视距离（250mm ）f 物、f 目越短或L 越长，则显微镜的放大倍数越大。
在使用时，显微镜的放大倍数就是物镜和目镜的放大倍数的乘积。
金相显微镜的使用及金相试样的制备实验报告
实验1 金相显微镜的使用及金相试样的制备一、实验目的1掌握金相试样制备的基本方法2掌握金相显微镜的使用方法二、原理概述一金相显微镜的构造光学金相显微镜的构造一般包括放大系统、光路系统和机械系统三部分,其中放大系统是显微镜的关键部分;二使用显微镜时应注意的事项l操作者的手必须洗净擦干,并保持环境的清洁、并保持环境的清洁、干燥；2用低压钨丝灯泡作光源时,接通电源必须通过变压器,切不可误接在220V电源上；3更换物镜、目镜时要格外小心,严防失手落地；4调节物体和物镜前透镜间轴向距离以下简称聚焦时,必须首先弄清粗调旋钮转向与载物台升降方向的关系;初学者应该先用粗调旋钮将物镜调至尽量靠近物体,但绝不可接触;然后仔细观察视场内的亮度并同时用粗调旋钮缓慢将物镜向远离物体方向调节;待视场内忽然变得明亮甚至出现映象时,换用微调旋钮调至映象最清晰为止;6用油系物镜时,滴油量不宜过多,用完后必须立即用二甲苯洗净、擦干；7待观察的试样必须完全吹干,用氢氟酸浸蚀过的试样吹干时间要长些,因氢氟酸对镜片有严重腐蚀作用;三金相试样制备金相试样制备过程一般包括：取样、粗磨、细磨、抛光和浸蚀五个步骤;1.取样从需要检测的金属材料和零件上截取试样称为"取样";取样的部位和磨面的选择必须根据分析要求而定;截取方法有多种,对于软材料可以用锯、车、刨等方法；对于硬材料可以用砂轮切片机或线切割机等切割的方法,对于硬而脆的材料可以用锤击的方法;无论用哪种方法都应注意,尽量避免和减轻因塑性变形或受热引起的组织失真现象;试样的尺寸并无统一规定,从便于握持和磨制角度考虑,一般直径或边长为15~20mm,高为12~18mm比较适宜;对那些尺寸过小、形状不规则和需要保护边缘的试样,可以采取镶嵌或机械夹持的办法;金相试样的镶嵌,是利用热塑性塑料如聚氯乙烯,热凝性塑料如胶木粉以及冷凝性塑料如环氧树脂+固化剂作为填料进行的;前两种属于热镶填料,热镶必须在专用设备一镶嵌机上进行;第三种属于冷镶填料,冷镶方法不需要专用设备,只将适宜尺寸约φl5~20mm的钢管、塑料管或纸壳管放在平滑的塑料或玻璃板上,试样置于管内待磨面朝下倒入填料,放置一段时间凝固硬化即可;2.粗磨粗磨的目的主要有以下三点：1修整有些试样,例如用锤击法敲下来的试样,形状很不规则,必须经过粗磨,修整为规则形状的试样；2磨平无论用什么方法取样,切口往往不十分平滑,为了将观察面磨平,同时去掉切割时产生的变形层,必须进行粗磨；3倒角在不影响观察目的的前提下,需将试样上的棱角磨掉,以免划破砂纸和抛光织物;黑色金属材料的粗磨在砂轮机上进行,具体操作方法是将试样牢牢地捏住,用砂轮的侧面磨制;在试样与砂轮接触的一瞬间,尽量使磨面与砂轮面平行,用力不可过大;由于磨削力的作用往往出现试样磨面的上半部分磨削量偏大,故需人为地进行调整,尽量加大试样下半部分的压力,以求整个磨面均匀受力;另外在磨制过程中,试样必须沿砂轮的径向往复缓慢移动,防止砂轮表面形成凹沟;必须指出的是,磨削过程会使试样表面温度骤然升高,只有不断地将试样浸水冷却,才能防止组织发生变化;砂轮机转速比较快,一般2850r/min,工作者不应站在砂轮的正前方,以防被飞出物击伤;操作时严禁戴手套,以免手被卷入砂轮机;3.细磨粗磨后的试样,磨面上仍有较粗较深的磨痕,为了消除这些磨痕必须进行细磨;细磨,可分为手工磨和机械磨两种;1手工磨手工磨是将砂纸铺在玻璃板上,左手按住砂纸,右手握住试样在砂纸上作单向推磨;金相砂纸由粗到细分许多种,其规格可参考表2-1;表2-1常用金相砂纸的规格金相砂纸编号01 02 03 04 05 06 粒度序号M28 M20 M14 M10 M7 M5砂粒尺寸/ 28～20 20～14 14～10 10～7 7～5 5～①表中为多数厂家所用编号,目前没有统一规格用砂轮粗磨后的试样,要依次由01号磨至05号或06号;操作时必须注意：1加在试样上的力要均匀,使整个磨面都能磨到；2在同一张砂纸上磨痕方向耍一致,并与前一道砂纸磨痕方向垂直;待前一道砂纸磨痕完全消失时才能换用下一道砂纸;3每次更换砂纸时,必须将试样、玻璃板清理干净,以防将租砂粒带到细砂纸上;4磨制时不可用力过大,否则一方面因磨痕过深增加下一道磨制的困难,另一方面因表面变形严重影响组织真实性;5砂纸的砂粒变钝磨削作用明显下降时,不宜继续使用,否则砂粒在金属表面产生的滚压会增加表面变形;6磨制铜、铝及其合金等软材料时,用力更要轻,可同时在砂纸上滴些煤油,以防脱落砂粒嵌入金属表面;2机械磨目前普遍使用的机械磨设备是预磨机;电动机带动铺着水砂纸的圆盘转动,磨制时,将试样沿盘的径向来回移动,用力要均匀,边磨边用水冲;水流既起到冷却试样的作用,又可以借助离心力将脱落砂粒、磨屑等不断地冲到转盘边缘;机械磨的磨削速度比手工磨制快得多,但平整度不够好,表面变形层也比较严重;因此要求较高的或材质较软的试样应该采用手工磨制;4.抛光抛光的目的是去除细磨后遗留在磨面上的细微磨痕,得到光亮无痕的镜面;抛光的方法有机械抛光、电解抛光和化学抛光三种,其中最常用的是机械抛光;机械抛光在抛光机上进行,将抛光织物粗抛常用帆布,精抛常用毛呢用水浸湿、铺平、绷紧并固定在抛光盘上;启动开关使抛光盘逆时针转动,将适量的抛光液氧化铝、氧化铬或氧化铁抛光粉加水的悬浮液滴洒在盘上即可进行抛光,抛光时应注意：1试样沿盘的径向往返缓慢移动,同时逆抛光盘转向自转,待抛光快结束时作短时定位轻抛;2在抛光过程中,要经常滴加适量的抛光液或清水,以保持抛光盘的湿度,如发现抛光盘过脏或带有粗大颗粒时,必须将其冲刷干净后再继续使用;3抛光时间应尽量缩短,不可过长,为满足这一要求可分粗抛和精抛两步进行;4}抛有色金属如铜、铝及其合金等时,最好在抛光盘上涂少许肥皂或滴加适量的肥皂水;机械抛光与细磨本质上都是借助磨料尖角锐利的刃部,切去试样表面隆起的部分;抛光时,抛光织物纤维带动稀疏分布的极微细的磨料颗粒产生磨削作用,将试样抛光;目前,人造金刚石研磨膏最常用的有五种规格的溶水性研磨膏代替抛光液,正得到日益广泛的应用;用极少的研磨膏均匀涂在抛光织物上进行抛光,抛光速度快,质量也好;5.浸蚀抛光后的试样在金相显微镜下观察,只能看到光亮的磨面,如果有划痕、水迹或材料中的非金属夹杂物、石墨以及裂纹等也可以看出来,但是要分析金相,组织还必须进行浸蚀;浸蚀的方法有多种,最常用的是化学浸蚀法,利用浸蚀剂对试样的化学溶解和电化学浸蚀作用将组织显露出来;纯金属或单相均匀固溶体的浸蚀基本上为化学溶解过程;位于晶界处的原子和晶粒内部原子相比,自由能较高,稳定性较差,故易受浸蚀形成凹沟;晶粒内部被浸蚀程度较轻,大体上仍保持原抛光平面;在明场下观察,可以看到一个个晶粒被晶界黑色网络隔开;如图1-19b所示;如浸蚀较深,还可以发现各个晶粒明暗程度不同的现象,如图1-19d所示;这是因为每个晶粒原子排列的位向不同,浸蚀后,以最密排面为主的外露面与原抛光面之间倾斜程度不同的缘故;两相合金的浸蚀与单相合金不同,它主要是一个电化学浸没过程,在相同的浸蚀条件下,具有较高负电位的相微电池阳极被迅速溶解凹陷下去；具有较高正电位的相微电池阴极在正常电化学作用下不被浸蚀,保持原有的光滑平面;结果产生了两相之间的高度差;以共析碳钢层状珠光体浸蚀为例,层状珠光体是铁素体与渗碳体相间隔的层状组织浸蚀过程中,因铁素体具有较高的负电位而被溶解,渗碳体因具有较高的正电位而被保护,另外在两相交界处铁素体一侧因被严重浸蚀形成凹沟;这样在显微镜下可以看到渗碳体周围有一黑圈,显示出两相的存在;多相合金的浸蚀,同样也是一个电化学溶解过程,原理与两相合金相同;但多相合金的组成相比较复杂,用一种浸蚀剂来显示多种相是难以作到的,只有采用选择浸蚀法及薄膜浸蚀法等专门方法才行;化学浸蚀的方法虽然很简单,但是只有认真对待才能制备出高质量的试样;将抛光后的试样用水冲洗同时用脱脂棉擦净磨面,然后用滤纸吸去磨面上过多的水,吹干后用显微镜检查磨面上是否有道痕、水迹等;同时证明未经过浸蚀的试样是无法分析组织的;经检查后合格的试样可以放在浸蚀剂中,抛光面朝上,不断观察表面颜色的变化;这是浸蚀法;也可以用沾有浸蚀剂的棉花轻轻擦拭抛光面,观察表面颜色的变化;此为擦蚀法;待试样表面被浸蚀得略显灰暗时即刻取出,用流动水冲洗后在浸蚀面上滴些酒精,再用滤纸吸去过多的水和酒精,迅速用吹风机吹干,完成整个制备试样的过程;三、实验内容1观察直立式与倒立式两种金相显微镜的构造与光路；2操作显微镜,比较熟练地掌握聚焦方法,了解孔径光阑、视场光阑和滤光片的作用；3熟悉物镜、目镜上的标志并合理选配物镜和目镜；4分别在明场照明和暗场照明下观察同一试样,分析组织特征及成因；5借助物镜测微器确定目镜测微器的格值;6按粗磨→细磨→机械抛光→浸蚀的步骤制备金相试样；7对比观察浸蚀前,浸蚀后试样的金相形貌;四、材料及设备1金相显微镜构造与光路图；2作为教具的可拆显微镜1~2台；3练习操作的金相显微镜至少配备2个物镜和2个目镜10~15台；4备有暗场照明装置的金相显微镜2~3台；5配备测微目镜和物镜测微器的金相显微镜2~3台；6供观察的金相试样;7待磨试样、砂轮机、金相砂纸及玻璃板、抛光机、抛光液、吹风机、金相显微镜、浸蚀剂、酒精、夹子、脱脂棉、吸水纸;五、实验步骤1利用挂图、教具讲解金相显微镜的原理、构造、使用与维护；2在具体了解了某台显微镜构造和光路的基础上反复练习聚焦,直到熟练掌握；3反复改变孔径光阑、视场光阑的大小,加或不加滤光片,观察同一视场映象的清晰程度；4将同一试样分别放在明场照明和暗场照明显微镜上进行对比观察,并画出所观察的组织图；5借助物镜测微器确定目镜测微器的格值,并按要求对组织进行实地测量；6磨样领取待磨试梓,用砂轮机粗磨,用金相砂纸细磨,进行机械抛光；7浸蚀前观察对抛光后洗净,吹干的试样进行浸蚀前的检查；8浸蚀将抛光合格的试样置于浸蚀剂中浸蚀；9观察金相组织对浸蚀后的试样进行观察,联系化学浸蚀原理对组织形态进行分析;如浸蚀程度过浅,可重新浸蚀；若过深,待重新抛光后才能浸蚀；若变形层严重,反复抛光一浸蚀1~2次后再观察组织清晰度的变化;金相显微镜的使用及金相试样的制备实验报告班级姓名学号一实验目的二回答下列问题1.简述制备金相试样的过程;2．绘制金相组织图;。
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实验一金相显微镜的原理、构造及使用一．实验目的1）了解金相显微镜的成像原理、基本构造、各主要部件及元件的作用；2）学习和初步掌握金相显微镜的使用和维护方法。
二．实验概述金相分析是研究材料内部组织和缺陷的主要方法之一，它在材料研究中占有重要的地位。
利用金相显微镜将试样放大100~1500倍来研究材料内部组织的方法称为金相显微分析法，是研究金属材料微观结构最基本的一种实验技术。
显微分析可以研究材料内部的组织与其化学成分的关系；可以确定各类材料经不同加工及热处理后的显微组织；可以判别材料质量的优劣，如金属材料中诸如氧化物、硫化物等各种非金属夹杂物在显微组织中的大小、数量、分布情况及晶粒度的大小等。
在现代金相显微分析中，使用的主要仪器有光学显微镜和电子显微镜两大类。
这里主要对常用的光学金相显微镜作一般介绍。
金相显微镜用于鉴别和分析各种材料内部的组织。
原材料的检验、铸造、压力加工、热处理等一系列生产过程的质量检测与控制需要使用金相显微镜，新材料、新技术的开发以及跟踪世界高科技前沿的研究工作也需要使用金相显微镜，因此，金相显微镜是材料领域生产与研究中研究金相组织的重要工具。
三．金相显微镜的基本理论知识3.1 显微镜的成像原理众所周知，放大镜是最简单的一种光学仪器，它实际上是一块会聚透镜（凸透镜），利用它可以将物体放大。
其成像光学原理如图1-1所示。
当物体AB置于透镜焦距f以外时，得到倒立的放大实像A′B′（如图1-1（a）），它的位置在2 倍焦距以外。
若将物体AB放在透镜焦距内，就可看到一个放大正立的虚象A′B′（如图1-1（b））。
映象的长度与物体长度之比（A′B′/AB）就是放大镜的放大倍数（放大率）。
若放大镜到物体之间的距离a近似等于透镜的焦距(a ≈f)，而放大镜到像间的距离b近似相当于人眼明视距离（250mm），则放大镜的放大倍数为：N=b/a=250/f（a）实像放大（b）虚像放大图1-1 放大镜光学原理图由上式知，透镜的焦距越短，放大镜的放大倍数越大。
一般采用的放大镜焦距在10~100mm范围内，因而放大倍数在2.5~25倍之间。
进一步提高放大倍数，将会由于透镜焦距缩短和表面曲率过分增大而使形成的映象变得模糊不清。
为了得到更高的放大倍数，就要采用显微镜，显微镜可以使放大倍数达到1500~2000倍。
显微镜不象放大镜那样由单个透镜组成，而是由两级特定透镜所组成。
靠近被观察物体的透镜叫做物镜，而靠近眼睛的透镜叫做目镜。
借助物镜与目镜的两次放大，就能将物体放大到很高的倍数（~2000倍）。
图1-2所示是在显微镜中得到放大物像的光学原理图。
图1-2 显微镜光学原理图被观察的物体AB 放在物镜之前距其焦距略远一些的位置，由物体反射的光线穿过物镜，经折射后得到一个放大的倒立实象B A ''，目镜再将实像B A ''放大成倒立虚像B A ''''，这就是我们在显微镜下研究实物时所观察到的经过二次放大后的物像。
在设计显微镜时，让物镜放大后形成的实像B A ''位于目镜的焦距f 目之内，并使最终的倒立虚像B A ''''在距眼睛250mm 处成像，这时观察者看得最清晰。
透镜成像规律是依据近轴光线得出的结论。
近轴光线是指与光轴接近平行（即夹角很小）的光线。
由于物理条件的限制，实际光学系统的成像与近轴光线成像不同，两者存在偏离，这种相对于近轴成像的偏离就叫做像差。
像差的产生降低了光学仪器的精确性。
按像差产生原因可分为两类：一类是单色光成像时的像差，叫做单色像差。
如球差、慧差、像散、像场弯曲和畸变均属单色像差；另一类是多色光成像时，由于介质折射率随光的波长不同而引起的像差，叫做色差。
色差又可分为位置色差和放大率色差。
透镜成像的主要缺陷就是球面差和色差（波长差）。
球面差是指由于球面透镜的中心部分和边缘部分的厚度不同，造成不同折射现象，致使来自于试样表面同一点上的光线经折射后不能聚集于一点（图1-3），因此使映像模糊不清。
球面像差的程度与光通过透镜的面积有关。
光圈放得越大，光线通过透镜的面积越大，球面像差就越严重；反之，缩小光圈，限制边缘光线射入，使用通过透镜中心部分的光线，可减小球面像差。
但光圈太小，也会影响成像的清晰度。
色差的产生是由于白光中各种不同波长的光线在穿过透镜时折射率不同，其中紫色光线的波长最短，折射率最大，在距透镜最近处成像；红色光线的波长最长，折射率最小，在距透镜最远处成像；其余的黄、绿、蓝等光线则在它们之间成像。
这些光线所成的像不能集中于一点，而呈现带有彩色边缘的光环。
色差的存在也会降低透镜成像的清晰度，也应予以校正。
通常采用单色光源（或加滤光片），也可使用复合透镜。
如图1-3所示。
（a）球面像差（b）色差图1-3 透镜产生像差的示意图3.2 显微镜的质量显微镜的质量主要取决于透镜的质量、放大倍数和鉴别能力。
3.2.1 透镜的质量3.2.1.1 物镜物镜是由若干个透镜组合而成的一个透镜组。
组合使用的目的是为了克服单个透镜的成像缺陷，提高物镜的光学质量。
显微镜的放大作用主要取决于物镜，物镜质量的好坏直接影响显微镜映像质量，它是决定显微镜的分辨率和成像清晰程度的主要部件，所以对物镜的校正是很重要的。
（1）物镜的类型根据对透镜球面像差和色差的校正程度不同，可将物镜分为消色差物镜、复消色差物镜、平面消色差物镜、平面复消色差物镜、半复消色差物镜等多种。
这些由若干透镜组合而成的透镜组，可以在一定程度上消除或减少透镜成像的缺陷，提高成像质量。
A．消色差物镜(Achromatic) 是较常见的一种物镜（表1-1），由若干组曲面半径不同的一正一负胶合透镜组成，只能矫正光谱线中红光和蓝光的轴向色差。
同时校正了轴上点球差和近轴点慧差，这种物镜不能消除二级光谱，只校正黄、绿波区的球差、色差，未消除剩余色差和其他波区的球差、色差，并且像场弯曲仍很大，也就是说，只能得到视场中间范围清晰的像。
使用时宜以黄绿光作照明光源，或在光程中插入黄绿色滤光片。
此类物镜结构简单，经济实用，常和福根目镜、校正目镜配合使用，被广泛地应用在中、低倍显微镜上。
在黑白照相时，可采用绿色滤色片减少残余的轴向色差，获得对比度好的相片。
表1-1 消色差物镜B．复消色差物镜（Apochromatic）由多组特殊光学玻璃和荧石制成的高级透镜组组合而成。
将红、蓝、黄光校正了轴向色差，消除了二级光谱，因此像质很好，但镜片多、加工和装校都较困难。
色差的校正在可见光的全部波区。
若加入蓝色或黄色滤光片效果更佳。
它是显微镜中最优良的物镜，对球面差、色差都有较好的校正，适用于高倍放大。
但仍需与补偿目镜配合使用，以消除残余色差。
C．平面消色差物镜(Plana chromatic) 采用多镜片组合的复杂光学结构，较好地校正像散和像场弯曲，使整个视场都能显示清晰，适用于显微摄影。
该物镜对球差和色差的校正仍限于黄绿波区，且还存在剩余色差。
D．平面复消色差物镜(PF, Planapochromat) 除进一步作像场弯曲校正外，其它像差校正程度均与复消色差物镜相同，使映像清晰、平坦；但结构复杂，制造困难。
E．半复消色差物镜(Halfapochromatic) 部分镜片用荧石制成，故又称荧石物镜，性能比消色差物镜好，价格比复消色差物镜便宜。
校正像差程度介于消色差与复消色差两种物镜之间，但其它光学性质都与后者相近；价格低廉，最好与补偿目镜配合使用。
（2）物镜的性质A．放大倍数：物镜的放大倍数，是指物镜在线长度上放大实物倍数的能力指标。
有两种表示方法，一种是直接在物镜上刻度出如8×、10×、45×等；另一种则是在物镜上刻度出该物镜的焦距f，焦距越短，放大倍数越高。
前一种物镜放大倍数公式为M物=L/f物，L是光学镜筒长度，L值在设计时是很准确的，但实际应用时，因不好量度，常用机械镜筒长度。
机械镜筒长度是指从显微镜目镜接口处之直线距离。
每一物镜上都用数字标明了机械镜筒长度。
B．镜筒长度：镜筒长度是指物镜底面到目镜顶面的距离。
由于物镜的像差是依据一定位置的映像来校正的，因此物镜一定要在规定的机械镜筒长度上使用，一般显微镜的机械镜筒长度多为160mm、170mm、190mm。
金相显微镜在摄影时，由于放大倍数不同，映像投射距离变化很大，因此，优良的物镜的像差是按任意镜筒长度校正的，即在无限长范围内，物镜像差均已校正。
C．数值孔径：数值孔径表征物镜的聚光能力，是物镜的重要性质之一，通常以“NA”表示。
物镜的数值孔径大小决定了物镜的分辨能力（鉴别）及有效放大倍数。
根据理论推导得出：NA=nsinθ式中n——物镜与观察物之间的介质折射率（空气为1，松柏油为1.515）θ——物镜的孔径半角，如图1-4所示。
增大物镜的数值孔径有两个途径：（1）增大透镜的直径或减小物镜的焦距即设计短焦距的物镜，以增大孔径半角θ。
但此法会导致像差增加及制造困难，一般不采用。
实际上sinθ的最大值只能达到0.95。
（2） 增大物镜与观察物之间的折射率n 。
干系物镜是以空气为介质的，折射率n=1，一般用于低倍物镜。
油系物镜常以松柏油（n=1.515，NA=1.4）、α-壹代溴萘（n=1.658，NA=1.60）为介质，用于高倍物镜。
油物镜的数值孔径此时可达1.30~1.40，其放大倍数可达100~140倍。
但干系物镜不能随便用油作为介质。
图1-4 物镜的聚光示意图D ．物镜的标记：在物镜外壳上刻有不同的标记浸液记号、物镜类别、放大率、数值孔径、机械筒长度、盖玻片厚度。
油：表示浸液为松柏油；100×/1.25：表示物镜放大率为100倍，数值孔径1.25；160/0：表示机械镜筒长度为160mm ；“0”表示无盖玻片。
有些物镜刻有160/-：表示机械镜筒长度为160mm 。
“-”表示可有可无盖玻片。
在物镜上刻有色圈表示物镜的放大率。
高倍物镜通常都为油浸系，油镜头用“油”（或OiI ，ÖL ，HL ）或外壳涂一黑圈来表示。
国家标准“GB/﹡2609—1981 物镜的系列和色圈”的规定见表1-2。
E ．物镜的鉴别能力：显微镜的鉴别能力主要决定于物镜。
物镜的鉴别能力可分为平面和垂直鉴别能力。
平面鉴别能力即物镜的分辨率是指物镜所具有的将显微组织中两物点清晰区分的最小距离d 的能力。
如1-5所示。
根据光学衍射理论可知，显微组织中的一点经物镜放大成像后并不能获得一个真正的点像，而是具有相应尺寸的以白色圆斑为中心的许多个同心衍射环组成的。
中心光斑的强度最大，而衍射环的光强度随着环直径增大而逐渐减弱。
试样上若有两个点，如果两点之间的距离小于d ，则两点放大成像后的衍射环中心部分也相互重迭而不能清晰分辨。