一．金相顯微鏡的構(gòu)造
金相顯微鏡的種類和型式很多,，zui常見的有臺式,、立式和臥式三大類,。金相顯微鏡的構(gòu)造通常由光學(xué)系統(tǒng),、照明系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)三大部分組成,，有的顯微鏡還附帶有多種功能及攝影裝置。目前,，已把顯微鏡與計算機(jī)及相關(guān)的分析系統(tǒng)相連,，能更方便、更快捷地進(jìn)行金相分析研究工作,。
1．光學(xué)系統(tǒng)：
其主要構(gòu)件是物鏡和目鏡,，它們主要起放大作用。并獲得清晰的圖象。物鏡的優(yōu)劣直接影響成象的質(zhì)量,。而目鏡是將物鏡放大的象再次放大,。
2．照明系統(tǒng)：
主要包括光源和照明器以及其它主要附件
（1）光源的種類：
包括白熾燈（鎢絲燈）、鹵鎢燈,、碳弧燈,、氙燈和水銀燈等。常用的是白熾燈和氙燈,，一般白熾燈適應(yīng)于作為中,、小型顯微鏡上的光源使用，電壓為6—12伏,，功率15—30瓦,。而氙燈通過瞬間脈沖高壓點(diǎn)燃，一般正常工作電壓為18伏,，功率為150瓦,，適用于特殊功能的觀察和攝影之用。一般大型金相顯微鏡常同時配有兩種照明光源,，以適應(yīng)普通觀察和特殊情況的觀察與攝影之用,。
（2）光源的照明方式：
主要有臨界照明和科勒照明。散光照明和平行光照明適應(yīng)于特殊情況使用,。
1）臨界照明：光源的象聚焦在樣品表面上,，雖然可得到很高的亮度，但對光源本身亮度的均勻性要求很高,。目前很少使用,。

2）科勒照明：特點(diǎn)是光源的一次象聚焦在孔徑光欄上，視場光欄和光源一次象同時聚焦在樣品表面上,，提供了一個很均勻的照明場,，目前廣泛使用。
3）散光照明：特點(diǎn)是照明效率低,，只適應(yīng)投射型鎢絲燈照明,。
4）平行光：照明的效果較差，主要用于暗場照明,，適應(yīng)于各類光源,。
（3）光路形式
按光路設(shè)計的形式，顯微鏡有直立式和倒立式兩種,，凡樣品磨面向上,，物鏡向下的為直立式，而樣品磨面向下,，物鏡向上的為倒立式,。
（4）孔徑光欄和視場光欄
孔徑光欄位于光源附近,，用于調(diào)節(jié)入射光束的粗細(xì)，以改變圖象的質(zhì)量,?？s小孔徑光欄可減少球差和軸外象差，加大襯度,，使圖象清晰,，但會使物鏡的分辨率降低。視場光欄位于另一個支架上,，調(diào)節(jié)視場光欄的大小可改變視域的大小，視場光欄愈小,，圖象襯度愈佳,，觀察時調(diào)至與目鏡視域同樣大小。
（5）濾色片
用于吸收白光中不需要的部分,，只讓一定波長的光線通過,，獲得優(yōu)良的圖象。一般有黃色,、綠色和藍(lán)色等,。
3．機(jī)械系統(tǒng)
主要包括載物臺，鏡筒,、調(diào)節(jié)螺絲和底座,。
（1）載物臺：用于放置金相樣品。
（2）鏡筒：用于聯(lián)結(jié)物鏡,、目鏡等部件,。
（3）調(diào)節(jié)螺絲：有粗調(diào)和細(xì)調(diào)螺絲，用于圖象的聚焦調(diào)節(jié),。
（4）底座：起支承鏡體的作用,。
二．光學(xué)顯微鏡的放大成像原理及參數(shù)
1．金相顯微鏡的成像原理,
顯微鏡的成象放大部分主要由兩組透鏡組成?？拷^察物體的透鏡叫物鏡,，而靠近眼睛的透鏡叫目鏡。通過物鏡和目鏡的兩次放大,，就能將物體放大到較高的倍數(shù),，見圖1，顯微鏡的放大光學(xué)原理圖,。物體AB置于物鏡前,，離其焦點(diǎn)略遠(yuǎn)處，物體的反射光線穿過物鏡折射后,，得到了一個放大的實(shí)象A1B1,，若此象處于目鏡的焦距之內(nèi),，通過目鏡觀察到的圖象是目鏡放大了的虛象A2B2。
2．顯微鏡的放大倍數(shù)
物鏡的放大倍數(shù)M物=A1B1/AB≈L╱F1
目鏡的放大倍數(shù)=A2B2/A1B1≈D╱F2
兩式相乘：M物×M目=A1B1/AB×A2B2/A1B1=A2B2/AB
=L╱F1×D╱F2=L×250╱F1×F2=M總
式中：L—為光學(xué)鏡筒長度（即物鏡后焦點(diǎn)到目鏡前焦點(diǎn)的距離）
F1—物鏡的焦距,。F2—目鏡的焦距
D—明視距離（人眼的正常明視距離為250mm）
即顯微鏡總的放大倍數(shù)等于物鏡放大倍數(shù)和目鏡放大倍數(shù)的乘積,。一般金相顯微鏡的放大倍數(shù)zui高可達(dá)1600到2000倍。

由此可看出：因?yàn)長光學(xué)鏡筒長度為定值,，可見物鏡的放大倍數(shù)越大,，其焦距越短。在顯微鏡設(shè)計時,，目鏡的焦點(diǎn)位置與物鏡放大所成的實(shí)象位置接近,，并使目鏡所成的zui終倒立虛象在距眼睛250毫米處成象，這樣使所成的圖象看得很清楚,。
顯微鏡的主要放大倍數(shù)一般通過物鏡來保證,，物鏡的zui高放大倍數(shù)可達(dá)100倍，目鏡的zui高放大倍數(shù)可達(dá)25倍,。放大倍數(shù)分別標(biāo)注在物鏡和目鏡各自的鏡筒上,。在用金相顯微鏡觀察組織時，應(yīng)根據(jù)組織的粗細(xì)情況,，選擇適當(dāng)?shù)姆糯蟊稊?shù),，以使組織細(xì)節(jié)部分能觀察清楚為準(zhǔn)，不要只追求過高的放大倍數(shù),，因?yàn)榉糯蟊稊?shù)與透鏡的焦距有關(guān),，放大倍數(shù)越大，焦距越小,，會帶來許多缺陷,。
3．透鏡象差：
透鏡象差就是透鏡在成象過程中，由于本身幾何光學(xué)條件的限制,，圖象會產(chǎn)生變形及模糊不清的現(xiàn)象,。透鏡象差有多種，其中對圖象影響zui大的是球面象差,、色象差和象域彎曲三種,。
顯微鏡成象系統(tǒng)的主要部件為物鏡和目鏡，它們都是由多片透鏡按設(shè)計要求組合而成,，而物鏡的質(zhì)量優(yōu)劣對顯微鏡的成象質(zhì)量有很大影響,。雖然在顯微鏡的物鏡、目鏡及光路系統(tǒng)等設(shè)計制造過程中,，已將象差減少到很小的范圍,，但依然存在。
（1）球面象差：
1）產(chǎn)生原因：球面象差是由于透鏡的表面呈球曲形,，來自一點(diǎn)的單色光線,，通過透鏡折射以后,，中心和邊緣的光線不能交于一點(diǎn)，靠近中心部分的光線折射角度小,，在離透鏡較遠(yuǎn)的位置聚焦,，而靠近邊緣處的光線偏折角度大，在離透鏡較近的位置聚焦,。所以形成了沿光軸分布的一系列的象,，使圖象模糊不清。這種象差稱球面象差,，見圖2所示,。

2）校正方法：
a采用多片透鏡組成透鏡組，即將凸透鏡與凹透鏡組合形成復(fù)合透鏡,，產(chǎn)生性質(zhì)相反的球面象差來減少,。
b通過加光欄的辦法，縮小透鏡的成象范圍,。因球面象差與光通過透鏡的面積大小有關(guān)。
在金相顯微鏡中,，球面象差可通過改變孔徑光欄的大小來減小,。孔徑光欄越大,，通過透鏡邊緣的光線越多,，球面象差越嚴(yán)重。而縮小光欄,，限制邊緣光線的射入,，可減少球面象差。但光欄太小,，顯微鏡的分辨能力降低,，也使圖象模糊。因此,，應(yīng)將孔徑光欄調(diào)節(jié)到合適的大小,。
（2）色象差：
1）產(chǎn)生原因：色象差的產(chǎn)生是由于白光是由多種不同波長的單色光組成，當(dāng)白光通過透鏡時,，波長愈短的光,，其折射率愈大，其焦點(diǎn)愈近,。而波長越長,，折射率越小，其焦點(diǎn)愈遠(yuǎn),，這樣一來使不同波長的光線,，形成的象不能在同一點(diǎn)聚焦,，使圖象模糊所引起的象差，即色象差,。見圖3所示,。
2）校正方法：可采用單色光源或加濾色片或使用復(fù)合透鏡組來減少。

（3）象域彎曲：
1）產(chǎn)生原因：垂直于光軸的平面,，通過透鏡所形成的象,，不是平面而是凹形的彎曲象面。稱象域彎曲,。見圖4所示,。
2）校正辦法：象域彎曲的產(chǎn)生，是由于各種象差綜合作用的結(jié)果,。一般的物鏡或多或少地存在著象域彎曲,，只有校正的物鏡才能達(dá)到趨于平坦的象域。