显微镜是由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器.是人类进入原子时代的标志.用于放大微小物体成为人的肉眼所能看到的仪器.显微镜分光学显微镜和电子显微镜.数码金相显微镜就属于光学显微镜的范畴.光学显微镜是在1590年由荷兰的杨森父子所首创.现在的光学显微镜可把物体放大1600倍,分辨的最小极限达0.1微米.
数码金相显微镜又叫视频金相显微镜,它是将金相显微镜看到的实物图像通过数模转换,使其成像在计算机上.数码金相显微镜是将精锐的光学显微镜技术、先进的光电转换技术、普通的电视机或者电脑完美地结合在一起而开发研制成功的一项高科技产品.从而,我们可以对微观领域的研究从传统的普通的双眼观察到通过显示器上再现,从而提高了工作效率.
■主要用途
显微镜被用来放大微小物体的图像.一般应用于生物、医药、微观粒子等观测.
【仪器结构】
■光学显微镜结构
普通金相显微镜的构造主要分为三部分:机械部分、照明部分和光学部分.
◆机械部分
(1)镜座:是显微镜的底座,用以支持整个镜体.
(2)镜柱:是镜座上面直立的部分,用以连接镜座和镜臂.
(3)镜臂:一端连于镜柱,一端连于镜筒,是取放显微镜时手握部位.
(4)镜筒:连在镜臂的前上方,镜筒上端装有目镜,下端装有物镜转换器.
(5)物镜转换器(旋转器):接于棱镜壳的下方,可自由转动,盘上有4-5个圆孔,是安装物镜部位,转动转换器,可以调换不同倍数的物镜,当听到碰叩声时,方可进行观察,此时物镜光轴恰好对准通光孔中心,光路接通.
(6)镜台(载物台):在镜筒下方,形状有方、圆两种,用以放置玻片标本,中央有一通光孔,我们所用的显微镜其镜台上装有玻片标本推进器(推片器),推进器左侧有弹簧夹,用以夹持玻片标本,镜台下有推进器调节轮,可使玻片标本作左右、前后方向的移动.
(7)调节器:是装在镜柱上的大小两种螺旋,调节时使镜台作上下方向的移动.
①粗调节器(粗螺旋):大螺旋称粗调节器,移动时可使镜台作快速和较大幅度的升降,所以能迅速调节物镜和标本之间的距离使物象呈现于视野中,通常在使用低倍镜时,先用粗调节器迅速找到物象.
②细调节器(细螺旋):小螺旋称细调节器,移动时可使镜台缓慢地升降,多在运用高倍镜时使用,从而得到更清晰的物象,并借以观察标本的不同层次和不同深度的结构.
(8)转换器:可以在使用时转换不同倍数的物镜.转换物镜后,不允许使用粗调节器,只能用细调节器,是像清晰.
◆照明部分
装在镜台下方,包括反光镜,集光器.
(1)反光镜:装在镜座上面,可向任意方向转动,它有平、凹两面,其作用是将光源光线反射到聚光器上,再经通光孔照明标本,凹面镜聚光作用强,适于光线较弱的时候使用,平面镜聚光作用弱,适于光线较强时使用.
(2)集光器(聚光器)位于镜台下方的集光器架上,由聚光镜和光圈组成,其作用是把光线集中到所要观察的标本上.
①聚光镜:由一片或数片透镜组成,起汇聚光线的作用,加强对标本的照明,并使光线射入物镜内,镜柱旁有一调节螺旋,转动它可升降聚光器,以调节视野中光亮度的强弱.
②光圈(虹彩光圈):在聚光镜下方,由十几张金属薄片组成,其外侧伸出一柄,推动它可调节其开孔的大小,以调节光量.
◆光学部分
(1)目镜:装在镜筒的上端,通常备有2-3个,上面刻有5×、10×或15×符号以表示其放大倍数,一般装的是10×的目镜.
(2)物镜:装在镜筒下端的旋转器上,一般有3-4个物镜,其中最短的刻有"10×"符号的为低倍镜,较长的刻有"40×"符号的为高倍镜,最长的刻有"100×(油)"符号的为油镜,此外,在高倍镜和油镜上还常加有一圈不同颜色的线,以示区别.
金相显微镜的放大倍数是物镜的放大倍数与目镜的放大倍数的乘积,如物镜为10×,目镜为10×,其放大倍数就为10×10=100.
【成像原理】
■金相显微镜成像原理
当把待观察物体放在物镜焦点外侧靠近焦点处时,在物镜后所成的实像恰在目镜焦点内侧靠近焦点处,经目镜再次放大成一虚像.观察到的是经两次放大后的倒立虚像.
【使用方法】
■高倍镜的使用方法
(1)选好目标:一定要先在低倍镜下把需进一步观察的部位调到中心,同时把物象调节到最清晰的程度,才能进行高倍镜的观察.
(2)转动转换器,调换上高倍镜头,转换高倍镜时转动速度要慢,并从侧面进行观察(防止高倍镜头碰撞玻片),如高倍镜头碰到玻片,说明低倍镜的焦距没有调好,应重新操作.
(3)调节焦距:转换好高倍镜后,用左眼在目镜上观察,此时一般能见到一个不太清楚的物象,可将细调节器的螺旋逆时针移动约0.5-1圈,即可获得清晰的物象(切勿用粗调节器!)
如果视野的亮度不合适,可用集光器和光圈加以调节,如果需要更换玻片标本时,必须顺时针(切勿转错方向)转动粗调节器使镜台下降,方可取下玻片标本.
想让像变大就要使使物镜靠近物体,目镜远离物镜一些,像变小则反之……
■低倍镜的使用方法
(1)取镜和放置:显微镜平时存放在柜或箱中,用时从柜中取出,右手紧握镜臂,左一手托住镜座,将显微镜放在自己左肩前方的实验台上,镜座后端距桌边1-2寸为宜,便于坐着操作.
(2)对光:用拇指和中指移动旋转器(切忌手持物镜移动),使低倍镜对准镜台的通光孔(当转动听到碰叩声时,说明物镜光轴已对准镜筒中心).打开光圈,上升集光器,并将反光镜转向光源,以左眼在目镜上观察(右眼睁开),同时调节反光镜方向,直到视野内的光线均匀明亮为止.
(3)放置玻片标本:取一玻片标本放在镜台上,一定使有盖玻片的一面朝上,切不可放反,用推片器弹簧夹夹住,然后旋转推片器螺旋,将所要观察的部位调到通光孔的正中.
(4)调节焦距:以左手按逆时针方向转动粗调节器,使镜台缓慢地上升至物镜距标本片约5毫米处,应注意在上升镜台时,切勿在目镜上观察.一定要从右侧看着镜台上升,以免上升过多,造成镜头或标本片的损坏.然后,两眼同时睁开,用左眼在目镜上观察,左手顺时针方向缓慢转动粗调节器,使镜台缓慢下降,直到视野中出现清晰的物象为止.
如果物象不在视野中心,可调节推片器将其调到中心(注意移动玻片的方向与视野物象移动的方向是相反的).如果视野内的亮度不合适,可通过升降集光器的位置或开闭光圈的大小来调节,如果在调节焦距时,镜台下降已超过工作距离(>5.40mm)而未见到物象,说明此次操作失败,则应重新操作,切不可心急而盲目地上升镜台.
【注意事项】
■持镜时必须是右手握臂、左手托座的姿势,不可单手提取,以免零件脱落或碰撞到其它地方.
■轻拿轻放,不可把显微镜放置在实验台的边缘,以免碰翻落地.
■保持显微镜的清洁,光学和照明部分只能用擦镜纸擦拭,切忌口吹手抹或用布擦,机械部分用布擦拭.
■水滴、酒精或其它药品切勿接触镜头和镜台,如果沾污应立即擦净.
■放置玻片标本时要对准通光孔中央,且不能反放玻片,防止压坏玻片或碰坏物镜.
■要养成两眼同时睁开的习惯,以左眼观察视野,右眼用以绘图.
■不要随意取下目镜,以防止尘土落入物镜,也不要任意拆卸各种零件,以防损坏.
■使用完毕后,必须复原才能放回镜箱内,其步骤是:取下标本片,转动旋转器使镜头离开通光孔,下降镜台,平放反光镜,下降集光器(但不要接触反光镜)、关闭光圈,推片器回位,盖上绸布和外罩,放回实验台柜内.最后填写使用登记表.(注:反光镜通常应垂直放,但有时因集光器没提至应有高度,镜台下降时会碰坏光圈,所以这里改为平放)
【修理维护】
■显微镜的维护
1、经常性的维护
(1)防潮如果室内潮湿,光学镜片就容易生霉、生雾.镜片一旦生霉,很难除去.显微镜内部的镜片由于不便擦拭,潮湿对其危害性更大.机械零件受潮后,容易生锈.为了防潮,存放显微镜时,除了选择干燥的房间外,存放地点也应离墙、离地、远离湿源.显微镜箱内应放置1～2袋硅胶作干燥剂.并经常对硅胶进行烘烤.在其颜色变粉红后,应及时烘烤,烘烤后再继续使用.
(2)防尘光学元件表面落入灰尘,不仅影响光线通过,而且经光学系统放大后,会生成很大的污斑,影响观察.灰尘、砂粒落入机械部分,还会增加磨损,引起运动受阻,危害同样很大.因此,必须经常保持显微镜的清洁.
(3)防腐蚀显微镜不能和具有腐蚀性的化学试剂放在一起.如硫酸、盐酸、强碱等.
(4)防热防热的目的主要是为了避免热胀冷缩引起镜片的开胶与脱落.
2、光学系统的擦拭
平时对显微镜的各光学部分的表面,用干净的毛笔清扫或用擦镜纸擦拭干净即行.在镜片上有抹不掉的污物、油渍或手指印时,镜片生霉、生雾以及长期停用后复用时,都需要先进行擦拭再使用.
(1)擦拭范围目镜和聚光镜允许拆开擦拭.物镜因结构复杂,装配时又要专门的仪器来校正才能恢复原有的精度,故严禁拆开擦拭.
拆卸目镜和聚光镜时,要注意以下几点:
a、小心谨慎.
b、拆卸时,要标记各元件的相对位置(可在外壳上划线作标记)、相对顺序和镜片的正反面,以防重装时弄错.
c、操作环境应保持清洁、干燥.拆卸目镜时,只要从两端旋出上下两块透镜即可.目镜内的视场光栏不能移动.否则,会使视场界线模糊.聚光镜旋开后严禁进一步分解其上透镜.因其上透镜是油浸的,出厂时经过良好的密封,再分解会破坏它的密封性能而损坏.
2.擦拭方法先用干净的毛笔或吹风球除去镜片表面的灰尘.然后用干净的绒布从镜片中心开始向边缘作螺旋形单向运动.擦完一次把绒布换一个地方再擦,直至擦净为止.如果镜片上有油渍、污物或指印等擦不掉时,可用柳枝条裹上脱脂棉,蘸少量酒精和乙醚混合液(酒精80%,乙醚20%)擦拭.如果有较重的霉点或霉斑无法除去时,可用棉签蘸水润湿后粘上碳酸钙粉(含量为99%以上)进行擦拭.擦拭后,应将粉末清除干净.镜片是否擦净,可用镜片上的反射光线进行观察检查.要注意的是,擦拭前一定要将灰尘除净.否则,灰尘中的砂粒会将镜面划起沟纹.不准用毛巾、手帕、衣服等去擦拭镜片.酒精乙醚混合液不可用的太多,以免液体进入镜片的粘接部使镜片脱胶.镜片表面有一层紫蓝色的透光膜,不要误作污物将其擦去.
3、机械部分的擦拭
表面涂漆部分,可用布擦拭.但不能使用酒精、乙醚等有机溶剂擦,以免脱漆.没有涂漆的部分若有锈,可用布蘸汽油擦去.擦净后重新上好防护油脂即可.
■机械装置故障的排除
1、粗调部分故障的排除
粗调的主要故障是自动下滑或升降时松紧不一.所谓自动下滑是指镜筒、镜臂或载物台静止在某一位置时,不经调节,在它本身重量的作用下,自动地慢慢落下来的现象.其原因是镜筒、镜臂、载物台本身的重力大于静摩擦力引起的.解决的办法是增大静摩擦力,使之大于镜筒或镜臂本身的重力.
对于斜筒及大部分双目显微镜的粗调机构来说,当镜臂自动下滑时,可用两手分别握往粗调手轮内侧的止滑轮,双手均按顺时针方向用力拧紧,即可制止下滑.如不凑效,则应找专业人员进行修理.
镜筒自动下滑,往往给人以错觉,误认为是齿轮与齿条配合的太松引起的.于是就在齿条下加垫片.这样,镜筒的下滑虽然能暂时止住,但却使齿轮和齿条处于不正常的咬合状态.运动的结果,使得齿轮和齿条都变形.尤其是垫得不平时,齿条的变形更厉害,结果是一部分咬得紧,一部分咬得松.因此,这种方法不宜采用.
此外,由于粗调机构长久失修,润滑油干枯,升降时会产生不舒服的感觉,甚至可以听到机件的摩擦声.这时,可将机械装置拆下清洗,上油脂后重新装配.
2、微调部分故障的排除
微调部分最常见的故障是卡死与失效.微调部分安装在仪器内部,其机械零件细小、紧凑,是显微镜中最精细复杂的部分.微调部分的故障应由专业技术人员进行修理.没有足够的把握,不要随便乱拆.
3、物镜转换器故障的排除
物镜转换器的主要故障是定位装置失灵.一般是定位弹簧片损坏(变形、断裂、失去弹性、弹簧片的固定螺钉松动等)所致,更换新弹簧片时,暂不要把固定螺钉旋紧,应按本节"三(二)2"先作光轴校正.等合轴以后,再旋紧螺丝.若是内定位式的转换器,则应旋下转动盘中央的大头螺钉,取下转动盘,才能更换定位弹簧片,光轴校正的方法与前面相同.
4、聚光器升降机构故障的排除
这部分的主要故障也是自动下滑.排除方法如下:
(1)直筒显微镜聚光器的升降机构1.5.赛璐珞垫圈2.大头螺钉3.偏心式齿杆套4.齿杆6.升降手轮7.双眼螺母
调整时,一只手用双眼螺母扳手插入手轮端面上的双眼螺母内,另一只手用螺丝刀插入另一端的大头螺钉槽口内,用力旋紧即可制止下滑.
(2)斜筒显微镜聚光器的升降机构:
调整时,首先用螺丝刀把双眼螺母中间的驻螺2退出1～2圈,轴承垫圈3是与驻螺2压紧配合的,因此,也会跟着它一起退出,并脱离齿杆10的端面.然后,用双眼螺母扳手把双眼螺母1向调节座5旋进.同时,用另一只手转动手轮,进行试验,直到升降机构松紧合适,又能停留在任意位置上时,才停止双眼螺母的旋进.最后,再把驻螺旋入,使轴承垫圈接触齿杆10就行了.
这样调整之所以能够排除故障,是因为调节座5的内孔是锥形的.锥形轴套4在轴向有槽口.当双眼螺母1向里旋进时,将锥形套向里顶,使锥形套在前进时,槽口变小,内孔收缩,将齿杆10夹得更紧,加大了齿轮转动的摩擦阻力,从而制止自动下降.