实验五偏光显微镜调节及使用
实验8 偏光显微镜的构造及调节
一、 一、 实验目的
熟悉并掌握偏光显微镜的构造及操作方法
二、 二、 实验内容
1. 偏光显微镜的构造
偏光显微镜最主要的特点是具有产生偏振光的装置，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2的目镜装有方格微尺，面积为1cm，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。光孔角是指物镜最边缘的光线在焦准时所构成的角度，以2,
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示，如图,,,中所示。数值孔径与光孔角的关系可用下式
N.A,n,sin,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最亮(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由最大的位移距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。 0(3) 若两次度数差90，则说明十字线相互垂直，否则需进行调整。
三、思考题
1. 1. 偏光显微镜的用途有哪些,
2. 2. 请指出偏光显微镜的主要光学部件。
3. 3. 偏光显微镜如何进行校正,
附:岩石薄片的制作
偏光显微镜下研究岩石和矿物，须磨制成薄片。常见的薄片有4种:普通薄片、光薄片、砂矿薄片和碎屑油浸薄片。最常用的是普通薄片(Thin Section)，是由载玻片(25mm，50mm，厚1mm)、矿片(标准厚度为0.03mm)、盖玻片(15mm，15mm - 20mm，20mm，厚0.1 – 0.2mm)三者经树胶粘结而成。具体方法如下:
1. 将野外采集的标本，根据需要划出磨制范围，用150#金刚砂在切片机上切下一块大小为20mm，30mm，2mm的小块。
2. 依次用180#、500#和1200#金刚砂将切下的岩块磨平一面，将载玻片在酒精灯上加热涂上固体胶后，把岩石小块已磨平的一面放上再加热，把岩块与载片之间的气泡挤出压平。
3. 用上述三种金刚砂依次将另一面磨至0.03mm厚为止。
4. 用液体树胶涂在岩石表面上，盖上盖片，用酒精灯加热后把盖片与岩石之间的气泡挤出，铲掉周围的废胶，用酒精洗净。
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