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反光偏光顯微鏡也叫礦相顯微鏡,。在一般大型顯微鏡光路中,，只要加入兩偏振片即可，即在入射光路中加入一個(gè)起偏振片,，在觀察鏡中加入一個(gè)檢偏振片,，就可以實(shí)現(xiàn)偏振光照明。除了起偏振鏡和檢偏振鏡外,，有時(shí)還加入一個(gè)靈敏色片,，用來(lái)檢驗(yàn)橢圓偏振光，并獲得色偏振（如圖6所示）,。
圖6 金相顯微鏡的偏振光裝置示意圖
一,、 起偏振鏡位置的調(diào)整
起偏鏡一般安裝在可以轉(zhuǎn)動(dòng)的圓框內(nèi)，借助手柄轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié),，調(diào)節(jié)的目的是為了使起偏振鏡出來(lái)的偏振光動(dòng)面水平,，以保證垂直照明器平面玻璃反射進(jìn)入物鏡的偏振光強(qiáng)度zui大，且仍為直線偏振光,。
調(diào)整方法,，是將經(jīng)過(guò)拋光而未經(jīng)腐蝕的不銹鋼試樣（光性均質(zhì)體）放在載物臺(tái)上，除去檢偏振鏡,，只裝起偏振鏡,，從目鏡內(nèi)觀察聚焦后試樣磨面上反射光的強(qiáng)度,，轉(zhuǎn)動(dòng)起偏振鏡,，反射光強(qiáng)度發(fā)生明暗變化，當(dāng)反射光zui強(qiáng)時(shí),，就是起偏振鏡振動(dòng)軸的正確位置,。
二、檢偏振鏡位置的調(diào)整
起偏振鏡位置調(diào)整好后,，裝入檢偏振鏡,，調(diào)節(jié)檢偏振鏡的位置，當(dāng)在目鏡中觀察到zui暗的消光現(xiàn)象時(shí)，就是檢偏振鏡與偏振鏡正交的位置,。在實(shí)際觀察中,，常將檢偏振鏡作一個(gè)小角度的偏轉(zhuǎn)，以增加顯微組織的襯度,。其偏轉(zhuǎn)的角度由刻度盤(pán)上的刻度指示出來(lái),。若將檢偏振鏡在正交位置轉(zhuǎn)動(dòng)90°，則兩偏振鏡振動(dòng)軸平行,，這時(shí)和一般光線下照明的效果相同,。
許多金相顯微鏡在出廠時(shí)已經(jīng)把起偏振鏡或偏振鏡的振動(dòng)軸的方向固定好，只要調(diào)節(jié)另一個(gè)偏振鏡的位置就可以了,。
三,、 物臺(tái)中心位置的調(diào)整
利用偏振光鑒別物相時(shí)，經(jīng)常需要將載物臺(tái)作360°旋轉(zhuǎn),，為使觀察目標(biāo)在載物臺(tái)旋圍時(shí)不離開(kāi)視域,，在使用前必須調(diào)節(jié)載物臺(tái)的機(jī)械中心與顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)主軸重合。一般是通過(guò)載物臺(tái)上的對(duì)中螺釘進(jìn)行調(diào)整,。
四,、 偏振光照明下的色彩（色偏振）
以上都是討論在單色偏振光照明下的情況，如果考慮到偏振光波長(zhǎng)的影響,，即用白色偏振光照明,，會(huì)產(chǎn)生色彩。
在金相顯微鏡中進(jìn)行正交偏振光的觀察時(shí),，在光程中插入靈敏色片（目前多用λ=5760nm的全波片）后,，各向異性的金屬不同晶粒會(huì)出現(xiàn)不同的顏色。觀察各向同性金屬時(shí),，不加入靈敏色片,，也會(huì)有不同顏色，但色彩不豐富,。加入全波片后,，色彩變得鮮艷。
轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)或靈敏色片,，晶粒的顏色隨之變化,，這主要是由于偏振光干涉的結(jié)果。
偏光顯微鏡也和一般顯微鏡照明一樣,，分為明場(chǎng)照明和暗場(chǎng)照明兩種照明方式,。
4 應(yīng)用舉例
一、材料顯微組織的顯示
1．各向異性材料組織的顯示
根據(jù)偏振光的反射原理,，在各向異性的金屬內(nèi)部由于各晶粒的位向不同,，干涉后的偏振光的振動(dòng)方向的偏轉(zhuǎn)角度不同，在正交的偏振光下則可以顯示出不同的亮度。具有同樣亮度的晶粒光軸一席話同接近,，所以根據(jù)晶粒的明暗程度還可以判斷晶粒的位向,。對(duì)各向異性的金屬磨面經(jīng)拋光后不腐蝕就可以看到明暗不同的晶粒，這一點(diǎn)對(duì)難腐蝕出清晰組織的材料來(lái)說(shuō),，是十分有利的分析途徑,。
例如，球墨鑄鐵的組織中的石墨屬于六方點(diǎn)陣,，是各向異性的物質(zhì),，在同一石墨球中具有許多不同位向的石墨晶粒，這些石墨晶粒在偏振光下可顯示不同的亮度,，從而分辨出石墨晶粒的方位,、球狀和大小。如圖7（a）所示,。在一般光照射下只能看到黑暗的石墨球,，不能分辨石墨的晶粒。如圖7（b）所示,。
（a）30°偏光照片 （b）明場(chǎng)照片
圖7 球墨鑄鐵的顯微組織
2．各向同性材料組織的顯示
偏振光在各向同性材料表面發(fā)生反射,，其振動(dòng)方向一般不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在正交的偏振鏡下可看到黑韶關(guān)的消光現(xiàn)象,。但是金屬一般有很強(qiáng)的反射本領(lǐng),，光線在試樣磨面上的反射強(qiáng)度與光線的入射角及波長(zhǎng)有關(guān)。對(duì)平行于光的入射面和垂直于光的入射面的光線的反射也有差別,。圖8表示了銅對(duì)光的反射強(qiáng)度與入射角的關(guān)系,。其中R//與δ//代表了振動(dòng)面與入射面平行的光的反射系數(shù)和相位差。 <!--[if !vml]--><!--[endif]-->代表了振動(dòng)面與入射面垂直的反射系數(shù)和相位差,。從圖中可以看出光線直射時(shí)（入射角等于0）兩個(gè)振動(dòng)面上的光反射系數(shù)相等,，相位差為0，光的振動(dòng)方向不發(fā)生變化,，即產(chǎn)生消光現(xiàn)象,。當(dāng)入射角從0°到90°變化時(shí)，反射系數(shù)發(fā)生變化,，可以通過(guò)正交的偏振鏡而看到明暗不同的晶粒,。
利用上述可以對(duì)各向同性的材料進(jìn)行深腐蝕，露出一定的原子排列面,。例如鋁在深腐蝕后可露出原子zui密排列的（111）面,，這些晶面位向不同,，故偏振光斜射時(shí),，入射角度不同，兩分量的相位差不同，因而能看到不同亮度的晶粒,。圖9表示了各向同性材料表面反射光相位差隨入射角變化的情況,。
圖8 銅對(duì)光的反射 圖9 兩種偏光不同入射角相位差
（a）入射角和反射系數(shù)關(guān)系
（b）入射角和反射光的位相關(guān)系
二、 非金屬夾雜物的鑒定
1．夾雜物各向同性與各向異性的鑒別
夾雜物按光學(xué)性質(zhì)可分為各向異同性和各幾異性?xún)纱箢?lèi),，這兩類(lèi)夾雜物可在偏振光下鑒別,。表1給出了鋼中常見(jiàn)夾雜物的性能和特征。表2給出了在暗場(chǎng)及偏振光下系統(tǒng)鑒定夾雜物程序表,。
各向同性的夾雜物在正交偏振光下,，看到黑暗的消光現(xiàn)象，在轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)一周（360°）時(shí),，其亮度不發(fā)生變化,。各向異性的夾雜物在正交偏振光下不發(fā)生消光現(xiàn)象，在轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)一周（360°）時(shí)會(huì)看到四次消光和四次zui亮的現(xiàn)象,。對(duì)某些弱各向異性的夾雜物,，可使檢偏振鏡轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小的角度θ，在偏振鏡下*正交下觀察,。在轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)時(shí),，弱各向異性的夾雜物出現(xiàn)兩次消光和兩次zui亮的現(xiàn)象。
2．夾雜物的透明度及固有色彩的顯示
在非金屬夾雜物中,，不少是透明并帶有色彩的,，但一般顯微鏡明場(chǎng)照明時(shí)，光線透過(guò)夾雜物并在與金屬基體的交界面處反射出來(lái),，夾雜物一般比較細(xì)小,，其反射光與基體的反射光混淆在一起，因此,，不能分辨出夾雜物的透明度及固有色彩,。在正交的偏振光下，金屬基體為各向同性,，反射光被正交的偏振鏡阻擋,，呈黑暗的消光現(xiàn)象。而夾雜物處的反射光由于華僑入射的結(jié)果而能透過(guò)正交的偏振鏡,，從而能夠顯示出夾雜物的本來(lái)面目,。
3．“黑十字”特征
各向同性的球形透明夾雜物在正交偏振光下會(huì)呈現(xiàn)“黑十字”現(xiàn)象。這是由于透明夾雜物的規(guī)則外形所決定的,。因?yàn)閵A雜物為球狀,，偏振光射到夾雜物與基體交界處被反射出來(lái)，相當(dāng)于偏振光斜射到晶體表面,，反射光出現(xiàn)相位差別改變了其振動(dòng)方向,，能夠通過(guò)正交的檢偏振鏡,。而與偏振光的振動(dòng)方向平行或垂直的兩個(gè)入射面不改變其振動(dòng)方向，反射光則不能通過(guò)正交的檢偏振鏡,，觀察到的是黑暗的消光現(xiàn)象,，使透明的球形夾雜物出現(xiàn)“黑十字”特征。當(dāng)球形夾雜物的外形遭到破壞后,，“ 黑十字”特征也隨之消失,。圖10為鋼中球形SiO2夾雜物。
（a）明場(chǎng)照明 （b）正交偏光照明
圖10 鋼中SiO2玻璃球夾雜物
圖10 鋼中SiO2玻璃球夾雜物
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