數碼金相顯微鏡

中文名稱

數碼金相顯微鏡

microscope

儀器概述

顯微鏡是由一個透鏡或幾個透鏡的組合構成的一種光學儀器。是人類進入原子時代的標誌。用於放大微小物體成為人的肉眼所能看到的儀器。顯微鏡分光學顯微鏡和電子顯微鏡。數碼金相顯微鏡就屬於光學顯微鏡的範疇。光學顯微鏡是在1590年由荷蘭的楊森父子所首創。現在的光學顯微鏡可把物體放大1600倍，分辨的最小極限達0.1微米。

我們可以對微觀領域的研究從傳統的普通的雙眼觀察到通過顯示器上再現，從而提高了工作效率。

主要用途

顯微鏡被用來放大微小物體的圖像。一般應用於生物、醫藥、微觀粒子等觀測。

■光學顯微鏡結構

普通金相顯微鏡的構造主要分為三部分：機械部分、照明部分和光學部分。

機械部分

（1）鏡座：是顯微鏡的底座，用以支持整個鏡體。

（2）鏡柱：是鏡座上面直立的部分，用以連接鏡座和鏡臂。

（3）鏡臂：一端連於鏡柱，一端連於鏡筒，是取放顯微鏡時手握部位。

（4）鏡筒：連在鏡臂的前上方，鏡筒上端裝有目鏡，下端裝有物鏡轉換器。

（5）物鏡轉換器(旋轉器)：接於稜鏡殼的下方，可自由轉動，盤上有4－5個圓孔，是安裝物鏡部位，轉動轉換器，可以調換不同倍數的物鏡，當聽到碰叩聲時，方可進行觀察，此時物鏡光軸恰好對準通光孔中心，光路接通。

（6）鏡台(載物台)：在鏡筒下方，形狀有方、圓兩種，用以放置玻片標本，中央有一通光孔，我們所用的顯微鏡其鏡台上裝有玻片標本推進器(推片器)，推進器左側有彈簧夾，用以夾持玻片標本，鏡台下有推進器調節輪，可使玻片標本作左右、前後方向的移動。

（7）調節器：是裝在鏡柱上的大小兩種螺旋，調節時使鏡台作上下方向的移動。

①粗調節器(粗螺旋)：大螺旋稱粗調節器，移動時可使鏡台作快速和較大幅度的升降，所以能迅速調節物鏡和標本之間的距離使物象呈現於視野中，通常在使用低倍鏡時，先用粗調節器迅速找到物象。

②細調節器(細螺旋)：小螺旋稱細調節器，移動時可使鏡台緩慢地升降，多在運用高倍鏡時使用，從而得到更清晰的物象，並藉以觀察標本的不同層次和不同深度的結構。

（8）轉換器：可以在使用時轉換不同倍數的物鏡。轉換物鏡后，不允許使用粗調節器，只能用細調節器，是像清晰。

照明部分

裝在鏡台下方，包括反光鏡，集光器。

（1）反光鏡：裝在鏡座上面，可向任意方向轉動，它有平、凹兩面，其作用是將光源光線反射到聚光器上，再經通光孔照明標本，凹面鏡聚光作用強，適於光線較弱的時候使用，平面鏡聚光作用弱，適於光線較強時使用。

（2）集光器(聚光器)位於鏡台下方的集光器架上，由聚光鏡和光圈組成，其作用是把光線集中到所要觀察的標本上。

①聚光鏡：由一片或數片透鏡組成，起匯聚光線的作用，加強對標本的照明，並使光線射入物鏡內，鏡柱旁有一調節螺旋，轉動它可升降聚光器，以調節視野中光亮度的強弱。

②光圈(虹彩光圈)：在聚光鏡下方，由十幾張金屬薄片組成，其外側伸出一柄，推動它可調節其開孔的大小，以調節光量。

光學部分

（1）目鏡：裝在鏡筒的上端，通常備有2－3個，上面刻有5×、10×或15×符號以表示其放大倍數，一般裝的是10×的目鏡。

（2）物鏡：裝在鏡筒下端的旋轉器上，一般有3－4個物鏡，其中最短的刻有“10×”符號的為低倍鏡，較長的刻有“40×”符號的為高倍鏡，最長的刻有“100×（油）”符號的為油鏡，此外，在高倍鏡和油鏡上還常加有一圈不同顏色的線，以示區別。

金相顯微鏡的放大倍數是物鏡的放大倍數與目鏡的放大倍數的乘積，如物鏡為10×，目鏡為10×，其放大倍數就為10×10=100。

■金相顯微鏡成像原理

當把待觀察物體放在物鏡焦點外側靠近焦點處時，在物鏡后所成的實像恰在目鏡焦點內側靠近焦點處，經目鏡再次放大成一虛像。觀察到的是經兩次放大后的倒立虛像。

高倍鏡的使用方法

（1）選好目標：一定要先在低倍鏡下把需進一步觀察的部位調到中心，同時把物象調節到最清晰的程度，才能進行高倍鏡的觀察。

（2）轉動轉換器，調換上高倍鏡頭，轉換高倍鏡時轉動速度要慢，並從側面進行觀察(防止高倍鏡頭碰撞玻片)，如高倍鏡頭碰到玻片，說明低倍鏡的焦距沒有調好，應重新操作。

（3）調節焦距：轉換好高倍鏡后，用左眼在目鏡上觀察，此時一般能見到一個不太清楚的物象，可將細調節器的螺旋逆時針移動約0.5－1圈，即可獲得清晰的物象(切勿用粗調節器!)

如果視野的亮度不合適，可用集光器和光圈加以調節，如果需要更換玻片標本時，必須順時針(切勿轉錯方向)轉動粗調節器使鏡台下降，方可取下玻片標本。

想讓像變大就要使使物鏡靠近物體，目鏡遠離物鏡一些，像變小則反之……

低倍鏡的使用方法

（1）取鏡和放置：顯微鏡平時存放在櫃或箱中，用時從櫃中取出，右手緊握鏡臂，左一手托住鏡座，將顯微鏡放在自己左肩前方的實驗台上，鏡座後端距桌邊1－2寸為宜，便於坐著操作。

（2）對光：用拇指和中指移動旋轉器(切忌手持物鏡移動)，使低倍鏡對準鏡台的通光孔(當轉動聽到碰叩聲時，說明物鏡光軸已對準鏡筒中心)。打開光圈，上升集光器，並將反光鏡轉向光源，以左眼在目鏡上觀察(右眼睜開),同時調節反光鏡方向，直到視野內的光線均勻明亮為止。

（3）放置玻片標本：取一玻片標本放在鏡台上，一定使有蓋玻片的一面朝上，切不可放反，用推片器彈簧夾夾住，然後旋轉推片器螺旋，將所要觀察的部位調到通光孔的正中。

（4）調節焦距：以左手按逆時針方向轉動粗調節器，使鏡台緩慢地上升至物鏡距標本片約5毫米處，應注意在上升鏡台時，切勿在目鏡上觀察。一定要從右側看著鏡台上升，以免上升過多，造成鏡頭或標本片的損壞。然後，兩眼同時睜開，用左眼在目鏡上觀察，左手順時針方向緩慢轉動粗調節器，使鏡台緩慢下降，直到視野中出現清晰的物象為止。

如果物象不在視野中心，可調節推片器將其調到中心(注意移動玻片的方向與視野物象移動的方向是相反的)。如果視野內的亮度不合適，可通過升降集光器的位置或開閉光圈的大小來調節，如果在調節焦距時，鏡台下降已超過工作距離(>5.40mm)而未見到物象，說明此次操作失敗，則應重新操作，切不可心急而盲目地上升鏡台。

■持鏡時必須是右手握臂、左手托座的姿勢，不可單手提取，以免零件脫落或碰撞到其它地方。

■輕拿輕放，不可把顯微鏡放置在實驗台的邊緣，以免碰翻落地。

■保持顯微鏡的清潔，光學和照明部分只能用擦鏡紙擦拭，切忌口吹手抹或用布擦，機械部分用布擦拭。

■水滴、酒精或其它藥品切勿接觸鏡頭和鏡台，如果沾污應立即擦凈。

■放置玻片標本時要對準通光孔中央，且不能反放玻片，防止壓壞玻片或碰壞物鏡。

■要養成兩眼同時睜開的習慣，以左眼觀察視野，右眼用以繪圖。

■不要隨意取下目鏡，以防止塵土落入物鏡，也不要任意拆卸各種零件，以防損壞。

■使用完畢后，必須復原才能放回鏡箱內，其步驟是：取下標本片，轉動旋轉器使鏡頭離開通光孔，下降鏡台，平放反光鏡，下降集光器(但不要接觸反光鏡)、關閉光圈，推片器回位，蓋上綢布和外罩，放回實驗台櫃內。最後填寫使用登記表。(註：反光鏡通常應垂直放，但有時因集光器沒提至應有高度，鏡台下降時會碰壞光圈，所以這裡改為平放)

顯微鏡的維護

1、經常性的維護

（１）防潮如果室內潮濕，光學鏡片就容易生霉、生霧。鏡片一旦生霉，很難除去。顯微鏡內部的鏡片由於不便擦拭，潮濕對其危害性更大。機械零件受潮后，容易生鏽。為了防潮，存放顯微鏡時，除了選擇乾燥的房間外，存放地點也應離牆、離地、遠離濕源。顯微鏡箱內應放置１～２袋硅膠作乾燥劑。並經常對硅膠進行烘烤。在其顏色變粉紅后，應及時烘烤，烘烤后再繼續使用。

（２）防塵光學元件表面落入灰塵，不僅影響光線通過，而且經光學系統放大后，會生成很大的污斑，影響觀察。灰塵、砂粒落入機械部分，還會增加磨損，引起運動受阻，危害同樣很大。因此，必須經常保持顯微鏡的清潔。

（３）防腐蝕 顯微鏡不能和具有腐蝕性的化學試劑放在一起。如硫酸、鹽酸、強鹼等。

（４）防熱 防熱的目的主要是為了避免熱脹冷縮引起鏡片的開膠與脫落。

２、光學系統的擦拭

平時對顯微鏡的各光學部分的表面，用乾淨的毛筆清掃或用擦鏡紙擦拭乾凈即行。在鏡片上有抹不掉的污物、油漬或手指印時，鏡片生霉、生霧以及長期停用后復用時，都需要先進行擦拭再使用。

（１）擦拭範圍 目鏡和聚光鏡允許拆開擦拭。物鏡因結構複雜，裝配時又要專門的儀器來校正才能恢復原有的精度，故嚴禁拆開擦拭。

拆卸目鏡和聚光鏡時，要注意以下幾點：

a、小心謹慎。

b、拆卸時，要標記各元件的相對位置（可在外殼上劃線作標記）、相對順序和鏡片的正反面，以防重裝時弄錯。

c、操作環境應保持清潔、乾燥。拆卸目鏡時，只要從兩端旋出上下兩塊透鏡即可。目鏡內的視場光欄不能移動。否則，會使視場界線模糊。聚光鏡旋開后嚴禁進一步分解其上透鏡。因其上透鏡是油浸的，出廠時經過良好的密封，再分解會破壞它的密封性能而損壞。

２．擦拭方法先用乾淨的毛筆或吹風球除去鏡片表面的灰塵。然後用乾淨的絨布從鏡片中心開始向邊緣作螺旋形單向運動。擦完一次把絨布換一個地方再擦，直至擦凈為止。如果鏡片上有油漬、污物或指印等擦不掉時，可用柳枝條裹上脫脂棉，蘸少量酒精和乙醚混合液（酒精80％，乙醚20％）擦拭。如果有較重的霉點或霉斑無法除去時，可用棉簽蘸水潤濕后粘上碳酸鈣粉（含量為99％以上）進行擦拭。擦拭后，應將粉末清除乾淨。鏡片是否擦凈，可用鏡片上的反射光線進行觀察檢查。要注意的是，擦拭前一定要將灰塵除凈。否則，灰塵中的砂粒會將鏡面划起溝紋。不準用毛巾、手帕、衣服等去擦拭鏡片。酒精乙醚混合液不可用的太多，以免液體進入鏡片的粘接部使鏡片脫膠。鏡片表面有一層紫藍色的透光膜，不要誤作污物將其擦去。

３、機械部分的擦拭

表面塗漆部分，可用布擦拭。但不能使用酒精、乙醚等有機溶劑擦，以免脫漆。沒有塗漆的部分若有銹，可用布蘸汽油擦去。擦凈后重新上好防護油脂即可。

機械裝置故障的排除

1、粗調部分故障的排除

粗調的主要故障是自動下滑或升降時鬆緊不一。所謂自動下滑是指鏡筒、鏡臂或載物台靜止在某一位置時，不經調節，在它本身重量的作用下，自動地慢慢落下來的現象。其原因是鏡筒、鏡臂、載物台本身的重力大於靜摩擦力引起的。解決的辦法是增大靜摩擦力，使之大於鏡筒或鏡臂本身的重力。

對於斜筒及大部分雙目顯微鏡的粗調機構來說，當鏡臂自動下滑時，可用兩手分別握往粗調手輪內側的止滑輪，雙手均按順時針方向用力擰緊，即可制止下滑。如不湊效，則應找專業人員進行修理。

鏡筒自動下滑，往往給人以錯覺，誤認為是齒輪與齒條配合的太松引起的。於是就在齒條下加墊片。這樣，鏡筒的下滑雖然能暫時止住，但卻使齒輪和齒條處於不正常的咬合狀態。運動的結果，使得齒輪和齒條都變形。尤其是墊得不平時，齒條的變形更厲害，結果是一部分咬得緊，一部分咬得松。因此，這種方法不宜採用。

此外，由於粗調機構長久失修，潤滑油乾枯，升降時會產生不舒服的感覺，甚至可以聽到機件的摩擦聲。這時，可將機械裝置拆下清洗，上油脂后重新裝配。

2、微調部分故障的排除

微調部分最常見的故障是卡死與失效。微調部分安裝在儀器內部，其機械零件細小、緊湊，是顯微鏡中最精細複雜的部分。微調部分的故障應由專業技術人員進行修理。沒有足夠的把握，不要隨便亂拆。

3、物鏡轉換器故障的排除

物鏡轉換器的主要故障是定位裝置失靈。一般是定位彈簧片損壞（變形、斷裂、失去彈性、彈簧片的固定螺釘鬆動等）所致，更換新彈簧片時，暫不要把固定螺釘旋緊，應按本節“三（二）2”先作光軸校正。等合軸以後，再旋緊螺絲。若是內定位式的轉換器，則應旋下轉動盤中央的大頭螺釘，取下轉動盤，才能更換定位彈簧片，光軸校正的方法與前面相同。

4、聚光器升降機構故障的排除

這部分的主要故障也是自動下滑。排除方法如下：

（１）直筒顯微鏡聚光器的升降機構如圖10-3-2所示：1. 5.賽璐珞墊圈 2.大頭螺釘 3.偏心式齒桿套 4.齒桿 6.升降手輪 7.雙眼螺母

調整時，一隻手用雙眼螺母扳手插入手輪端面上的雙眼螺母內，另一隻手用螺絲刀插入另一端的大頭螺釘槽口內，用力旋緊即可制止下滑。

（２）斜筒顯微鏡聚光器的升降機構如圖10-3-3所示：

調整時，首先用螺絲刀把雙眼螺母中間的駐螺2退出1～2圈，軸承墊圈3是與駐螺2壓緊配合的，因此，也會跟著它一起退出，並脫離齒桿10的端面。然後，用雙眼螺母扳手把雙眼螺母1向調節座5旋進。同時，用另一隻手轉動手輪，進行試驗，直到升降機構鬆緊合適，又能停留在任意位置上時，才停止雙眼螺母的旋進。最後，再把駐螺旋入，使軸承墊圈接觸齒桿10就行了。

這樣調整之所以能夠排除故障，是因為調節座5的內孔是錐形的。錐形軸套4在軸向有槽口，如圖10-3-4所示。當雙眼螺母1向里旋進時，將錐形套向里頂，使錐形套在前進時，槽口變小，內孔收縮，將齒桿10夾得更緊，加大了齒輪轉動的摩擦阻力，從而制止自動下降。