1、 测头发丝的直径测头发丝的直径 一、一、实验目的实验目的 1、了解金相显微镜的结构和工作原理，初步掌握金相显微镜的使用方法； 2、测量头发丝的直径； 二、二、实验仪器实验仪器 1、金相显微镜 2、适配镜 3、数码相机 4、计算机、5、刻度尺 6、头发丝 7、相关图像处理软件 三、实验原理实验原理 金相显微镜原理 金相显微镜是将光学显微镜技术、光电转换技术、 计算机图像处理技术完 美地结合 在一起而开发研制成的高科技产品，可以在计算机上很方便地观察金 相图像，从而对金相图谱进行分析，评级等以及对图片进行输出、打印。 1、系统简介 电脑型金相显微镜系统是将传统的光学显微镜与计算机（数码相机）通 过
2、光电转换有机的结合在一起， 不仅可以在目镜上作显微观察， 还能在计算机 （数 码相机）显示屏幕上 观察实时动态图像，电脑型金相显微镜并能将所需要的图 片进行编辑、保存和打印。 图 1 金相显微镜 2、技术参数 光学系统：ICCS 光学系统，镜体：FEM 设计，ACR 位置编码 1、物镜倍数：5X 10X 20X 50X 100X 可选 1.25X、2.5X、150X 2、目镜倍数：10X 3、视场数：20、22 4、物镜转盘：5 孔 5、观察功能：明场、高级暗场、圆偏光、微分干涉 6、光源：12V 50W 卤素灯 7、可扩展性：可配图像分析系统(数码相机、摄像头、图像分析软件) 3、系统组成
3、电脑型金相显微镜（GSM-C289A）：1、金相显微镜 2、适配镜 3、摄像 器（CCD) 4、A/D（图像采集） 5、计算机 数码相机型金相显微镜（GSM-C289A）：1、金相显微镜 2、适配镜 3、 数码相机 4、工作原理 放大系统是影响显微镜用途和质量的关键。主要由物镜和目镜组成。其光 路见图 2。 图 2 金相显微镜光路图 显微镜的放大率为： M 显=L/f 物250/f 目=M 物M 目 式中m1 M 显表示显微镜放大率；m2 M 物、m3M 目 和f2f 物、 f1f 目 分别表示物镜和目镜的放大率和焦距；L 为光学镜筒长度；250 为明视 距离。长度单位皆为 mm。 分辨率和象
4、差透镜的分辨率和象差缺陷的校正程度是衡量显微镜质量的重 要标志。在金相技术中分辨率指的是物镜对目的物的最小分辨距离。由于光的衍 射现象，物镜的最小分辨距离是有限的。德国人阿贝 Abb）对最小分辨距离（） 提出了以下公式 d=/2nsin 式中kg2kg2为光源波长； n 为样品和物镜间介质的折射系数（空气； =1；松节油：=1.5）；为物镜的孔径角之半。 从上式可知，分辨率随着和的增加而提高。由于可见光的波长kg2kg2 在 40007000 之间。在kg2kg2角接近于 90 的最有利的情况下，分辨距离也 不会比kg20.2mkg2更高。因此，小于kg20.2mkg2的显微组织，必须借助 于
5、电子显微镜来观察（见），而尺度介于kg20.2500mkg2之间的组织形貌、 分布、晶粒度的变化，以及滑移带的厚度和间隔等，都可以用光学显微镜观察。 这对于分析合金性能、了解冶金过程、进行冶金产品质量控制及零部件失效分析 等，都有重要作用。 象差的校正程度，也是影响成象质量的重要因素。在低倍情况下，象差主要 通过物镜进行校正，在高倍情况下，则需要目镜和物镜配合校正。透镜的象差主 要有七种，其中对单色光的五种是球面象差、彗星象差、象散性、象场弯曲和畸 变。对复色光有纵向色差和横向色差两种。早期的显微镜主要着眼于色差和部分 球面象差的校正，根据校正的程度而有消色差和复消色差物镜。近期的金相显微 镜
6、，对象场弯曲和畸变等象差，也给予了足够的重视。物镜和目镜经过这些象差 校正后，不仅图象清晰，并可在较大的范围内保持其平面性，这对金相显微照相 尤为重要。因而现已广泛采用平场消色差物镜、平场复消色差物镜以及广视场目 镜等。上述象差校正程度，都分别以镜头类型的形式标志在物镜和目镜上。 光源 最早的金相显微镜，采用一般的白炽灯泡照明，以后为了提高亮度及 照明效果，出现了低压钨丝灯、碳弧灯、氙灯、卤素灯、水银灯等。有些特殊性 能的显微镜需要单色光源，钠光灯、铊灯能发出单色光。 照明方式金相显微镜与生物显微镜不同，它不是用透射光，而是采用反射光 成像，因而必须有一套特殊的附加照明系统，也就是垂直照明装置。1872 年兰 （V.vonLang）创造出这种装置，并制成了第一台金相显微镜。原始的金相显微 镜只有明场照明，以后发展用斜光照明以提高某些组织的衬度。 四、四、实验步骤实验步骤 1、打开金相显微镜电源，放置好数码相机，准备一根头发丝和一个有半毫米 刻度的刻度尺待测； 2、把头发丝放在载物台上，并设
