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根据提供的文件信息,以下是相关知识点的详细解释:
金相显微技术
金相显微技术是指使用光学显微镜和电子显微镜等技术来研究材料的微观组织和结构特点的技术。金相显微技术是材料科学与工程学院的一个重要研究领域。
光学金相显微镜
光学金相显微镜是观察材料微观组织的普及方法,主要是依靠光学显微镜技术。光学显微镜可以在微米尺度上观察材料微观组织。
光学基本知识
光是指人眼可见部分的电磁波,称之为光波。光波具有波动性和粒子性,同时具有反射与折射能力。常用光学元件包括反射镜、棱镜以及透镜等。光源种类包括天然光源和人造光源,金相显微镜采用人造光源。
透镜像差
透镜在成像过程中,由于受本身物理条件的限制,使影像变形、变色、模糊不清或发生畸变,这种像的缺陷称为像差。透镜像差的类型主要有球面像差、色像差、像域弯曲、慧形像差、色散、畸变等。
球面像差
球面像差是由于透镜表面是球形,中心与边缘厚度不同,这样从某一点发射的单色光与透镜各部位接触角不同,经过透镜折射后,靠近中心部分光线折射角小,在离透镜较远的地方聚焦,边缘部分光线折射角大,在离透镜较近的位置聚焦,所以不能聚焦在一点,而是在透镜光轴上成一系列像,使成像模糊不清。
色像差
色像差是由于白色光是由不同波长的单色光组成的复色光,当白色光通过透镜时,不同波长的单色光的折色率不同。波长越短折射率越大,其焦点越近,波长越长,折射率越小,焦点越远,所以不同波长的光线,不能同时聚焦在一点,产生了一系列群像。
像域弯曲
像域弯曲是当平面物体与透镜平行时,所成的像不是平面像,而是凹形的弯曲平面像,这种缺陷称为像域弯曲。像域弯曲是各种像差的总和,它或多或少地总是存在于有透镜组成的光学元件中。
金相显微镜的成像原理
金相显微镜是利用光线的反射将不透明的物体放大后进行观察的,最简单的显微镜有两个透镜组成,因此,显微镜是经过两次成像的光学仪器。将物体进行第一次放大的透镜称为物镜,将物镜所成的像再经过第二次放大的透镜称为目镜。
金相显微镜的放大倍数
设物镜的焦点为 F1,目镜的焦点为 F2,L 为光学镜筒长度(物镜与目镜的距离),D=250mm 为人的明视距离。当物体 AB 位于物镜的焦点 F1 以外,经物镜放大而成为倒立的实像 A1B1,而 A1B1 正好落在目镜的焦点 F2 之内,经目镜放大后成为一个正立放大的虚像 A2B2,则两次放大倍数各为:
M 物 = A1B1/AB
M 目 = A2B2/ A1B1
M 总 = M 物 x M 目 = A1B1/AB x A2B2/ A1B1
金相显微镜的物镜
物镜的类型包括消色差物镜、平面消色差物镜、复消色差物镜和平面复消色差物镜。消色差物镜校正了中央黄绿波区像差,平面消色差物镜校正了中央黄绿波区像差和像域弯曲,复消色差物镜校正了全部波区像差,用于高倍观察与摄影,平面复消色差物镜校正了全部波区像差和像域弯曲,高倍观察与摄影。
金相显微技术是材料科学与工程学院的一个重要研究领域,金相显微镜是观察材料微观组织的普及方法,光学基本知识、透镜像差、球面像差、色像差、像域弯曲、金相显微镜的成像原理和放大倍数、物镜的类型等知识点都是金相显微技术的重要组成部分。