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文檔簡介

1、4偏光顯微鏡的基本操作及薄片的制備 偏光顯微鏡是對透明礦物的光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析和觀測的一種光學(xué)儀器。通過這種儀器能 夠比較迅速地對各種礦物相作出鑒定。它是對天然礦石、陶瓷制品以及其他人造無機(jī)固體材 料進(jìn)行相分析的一種十分有效的工具。 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.1. 了解偏光顯微鏡的構(gòu)造、裝置、使用與保養(yǎng)方法; 2.2. 學(xué)會偏光顯微鏡的一般調(diào)節(jié)與校正; 3.3. 了解薄片制作的全過程,并掌握其中關(guān)鍵步驟的操作。 二、實(shí)驗(yàn)原理 偏光顯微鏡的產(chǎn)品種類較多,各類型號雖不盡相同,但基本工作原理相近。各類產(chǎn)品都 是由支架系統(tǒng)、光源和起偏系統(tǒng)、載物臺系統(tǒng)、光學(xué)放大和檢偏系統(tǒng)以及附屬光學(xué)元件等幾大部分組成。偏光顯微鏡

2、的構(gòu)造如圖 2.3.12.3.1- -1 1 所示。 圖 2.3.12.3.1- -1 1 偏光顯微鏡結(jié)構(gòu)示意圖 1 1 . .目鏡;2 2.目鏡筒;3 3.勃氏鏡手輪;4.4.勃氏鏡左右調(diào)節(jié)手輪; 5 5 . .勃氏鏡前后調(diào)節(jié)手輪;6 6.檢偏鏡;7 7.補(bǔ)償器;8 8.物鏡定位器; 9 9 .物鏡座;1010.物鏡;1111.旋轉(zhuǎn)工彳臺;1212.聚光鏡;1313.拉索透鏡; 1414 .可變光欄;1515.起偏鏡;1616.濾色片;1717.反射鏡;1818.鏡架; 1919.微調(diào)手輪;2020.粗調(diào)手輪。 三、儀器設(shè)備 偏光顯微鏡,切片機(jī),磨片機(jī),拋光機(jī),拋光粉、無水乙醇,不同標(biāo)號的磨

3、料及砂紙,自凝牙托水、牙托粉,金屬模具。 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1 1 . .了解偏光顯微鏡的基本構(gòu)造 (1)(1)機(jī)械部分:鏡座、鏡壁、鏡筒、升降鏡筒的粗動及微調(diào)螺旋、載物臺、載物臺固定螺 旋及游標(biāo)尺、薄片固定夾。 (2)(2)光學(xué)系統(tǒng)部分:反光鏡、下偏光鏡、鎖光圈、聚光鏡、物鏡及校正螺絲、試板孔、上 偏光鏡、勃氏鏡、目鏡。 (3)(3)附件:物鏡校正螺絲、試板(石英試板、石膏試板、云母試板)。 2 2 . .學(xué)習(xí)裝卸物鏡 物鏡一般選用中倍鏡,其裝卸有兩種方法。 (1)(1)彈簧夾型:將物鏡上的小釘夾于彈簧夾的凹陷處,即可夾住物鏡。 (2)(2)轉(zhuǎn)盤型:先將物鏡安裝在一個可以轉(zhuǎn)動的圓盤上,再將需要的

4、物鏡轉(zhuǎn)到鏡筒的正下方, 恰至被彈簧卡住為止。 3 3 . .調(diào)節(jié)照明 裝上物鏡與目鏡后,輕輕推出上偏光鏡與勃氏鏡,打開鎖光圈,調(diào)節(jié)光源至理想視域。 4 4 . .調(diào)節(jié)焦距( (對焦點(diǎn)) ) (1)(1)將所觀察的薄片置于載物臺中心,用薄片夾夾緊(務(wù)必使薄片的蓋玻片朝上,否則不能 做準(zhǔn)焦操作)。 (2)(2)從側(cè)面觀察,轉(zhuǎn)動粗動調(diào)焦螺旋,使鏡筒下降或使載物臺上升,至鏡筒下端的物鏡與 載物臺上的薄片比較靠近為止。若使用高倍物鏡時,必須使物鏡幾乎與薄片接觸為止。 (3)(3)從目鏡中觀察,轉(zhuǎn)動粗動調(diào)焦螺旋,使鏡筒緩緩上升,或使載物臺緩緩下降,至視域 內(nèi)物像基本清楚,再轉(zhuǎn)動微動調(diào)焦螺旋,直至視城內(nèi)物像

5、完全清晰為止。切勿在觀察時用粗調(diào)手輪調(diào)節(jié)下降,否則物鏡有可能碰到玻片硬物而損壞鏡頭, 特別在高倍時, 被觀察面(樣品面)距離物鏡只有0.20.5mm一不小心就會損壞鏡頭。 準(zhǔn)焦以后,物鏡前端與薄片平面之間的距離稱工作距離(F.WD.D.)。工作距離的長短與物鏡的放大倍率有關(guān)。一般說來,物鏡的放大倍率愈小,工作距離愈長,物鏡的放大倍率愈大,工作距離愈短。在顯微鏡的說明書中可以查到不同放大倍率物鏡的工作距離。 在調(diào)節(jié)焦距時,絕不能眼睛看著鏡筒內(nèi)而下降鏡筒或上升載物臺。因?yàn)檫@樣很容易使物鏡與 薄片相碰,不僅壓碎薄片而且易損壞物鏡。使用高倍物鏡時,尤應(yīng)注意。因?yàn)楦弑段镧R的工 作距離很短,準(zhǔn)焦后物鏡幾乎

6、與薄片平面接觸。如果薄片上的蓋玻璃向下放時,不僅根本不 能準(zhǔn)焦,而且最容易壓碎薄片及損壞物鏡。初學(xué)者最好先使用低倍或中倍物鏡準(zhǔn)焦后,再換 用高倍物鏡準(zhǔn)焦。 5 5 . .校正中心 在顯微光學(xué)系統(tǒng)中,載物臺旋轉(zhuǎn)軸、物鏡中軸和鏡筒(目鏡)中軸應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格在一條直線上, 此時旋轉(zhuǎn)載物臺,使十字絲交點(diǎn)的物像不動,其余物像則繞視域中心作圓周運(yùn)動;如果它們 不在一條直線上,旋轉(zhuǎn)載物臺時,視域中心的物像將離開原來的位置,連同其他部分的物像 繞另一中心旋轉(zhuǎn),這個中心代表載物臺旋轉(zhuǎn)軸位置。這樣有的物像在旋轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)出視域之 外,妨礙觀察,必須進(jìn)行校正。校正中心的具體步驟如下: (1)(1)將簿片置于載物臺上,對好焦

7、距之后選一質(zhì)點(diǎn)置于十字絲中心(圖 2.3.12.3.1- -2(a)2(a)o o轉(zhuǎn)動載 物臺 360360。,若中心不正,質(zhì)點(diǎn)必繞另一圓點(diǎn) O O 作圓周運(yùn)動,該圓心即為載物臺旋轉(zhuǎn)的圓心。 顯然十字線中心代表物鏡中心,而圓圈的圓心S即為載物臺中心。(圖 2.3.12.3.1- -2(b)2(b)。 (2)(2)旋轉(zhuǎn)載物臺 180,180,使質(zhì)點(diǎn) a a 由十字絲中心移至過圓心的另一端 a a 處(圖 2.3.12.3.1- -2(c)2(c)。 (3)(3)扭動校正螺絲,使質(zhì)點(diǎn) a a 由 a a 處移至偏圓心 O O 點(diǎn)。 (4)(4)移動薄片,使質(zhì)點(diǎn) a a 移至十字絲交點(diǎn),旋轉(zhuǎn)載物臺,

8、若質(zhì)點(diǎn)不動,則中心已經(jīng)校好;否則須按上述方法重復(fù)校正直到完全校好為止。 圖 2.3.12.3.1- -2 2 校正中心步驟示意圖 6 6 . .偏光顯微鏡的校正 從光源射出的光線通過兩個偏振鏡時,如果起偏鏡與檢偏鏡的振動方向相互平行,即處于“平行檢偏位”的情況下,則視場最為明亮。反之,若兩者互相垂直,即處于“正交檢 偏位”的情況下,則視場完全黑暗,如果兩者傾斜,則視場表明處中等強(qiáng)度的亮度。由此可知,起偏鏡所形成的直線偏振光,如其振動方向與檢偏鏡的振動方向平行,則能完 全通過;如果偏斜,則只能通過一部分;如若垂直,則完全不能通過。 在正交情況下,視場是黑暗的,如果被檢物體在光學(xué)上表現(xiàn)為各向同性(

9、單折射體)無論怎 樣旋轉(zhuǎn)載物臺,視場仍為黑暗,(此稱為全消光)這是因?yàn)槠鹌R所形成的直線偏振光 的振動方向不發(fā)生變化,仍然與檢偏鏡的振動方向互相垂直的緣故。若被檢物體中含有 雙折射物質(zhì),則這部分就會發(fā)光,這是因?yàn)閺钠鹌R射出的直線偏振光進(jìn)入雙折射體后,產(chǎn)生振動方向互相垂直的兩種直線偏振光,當(dāng)這兩種光通過檢偏鏡時,由于互相垂直,或多或少的可通過檢偏鏡,就能看到明亮的象。光線通過雙折射體時,所形成兩種偏振 光的振動方向,依物體的種類而有不同,雙折射體在正交情況下,旋轉(zhuǎn)載物臺時,雙折 射體的象在 360360。的旋轉(zhuǎn)中有四次明暗變化,每隔 9090。變暗一次,變暗的位置是雙折射 體的兩個振動方向與兩

10、個檢偏鏡的振動方向相一致的位置,稱為“消光位置”,從消光 (a)(a)移動薄片 (b)(b)轉(zhuǎn)載物臺 360360 (c)(c)轉(zhuǎn)載物臺 180180 位置旋轉(zhuǎn) 4545。,被檢物體變?yōu)樽盍?,這就是“對角位置”,這是因?yàn)槠x 4545。時,偏振光到達(dá)該物體時,分解出部分光線可以通過檢偏鏡,故而明亮,根據(jù)上述基本原理,利用偏光顯微術(shù)就可能判斷各向同性(單折射體)和各向異性(雙折射體)物質(zhì)。 (1)(1)確定下偏光鏡的振動方向。將具有黑云母的薄片置于載物臺,夾好薄片對焦后,找出 具有極好完全解理縫的黑云母,置于視域中心,轉(zhuǎn)動載物臺,至黑云母顏色最深。注意黑云 母解理縫是否與目鏡十字絲之一平行,若不

11、平行,轉(zhuǎn)載物臺,使黑云母解理縫平行于目鏡十 字絲之一,旋轉(zhuǎn)下偏光鏡,至黑云母顏色最深為止。 (2)(2)檢查上、下偏光鏡是否正交。推入上偏光鏡,若視域黑暗,證明上、下偏光鏡振動方 向正交;如果視域不黑暗,則按儀器偏光調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)偏光振動方向,直至上、下偏光鏡振 動方向正交、視域黑暗為止。 (3)(3)檢查目鏡十字絲是否嚴(yán)格與上、下偏光鏡振動方向一致。 將具有黑云母的薄片置于載物臺,對焦,使黑云母解理縫平行于目鏡十字絲之一。 推入上偏光鏡,若黑云母變暗,說明目鏡十字絲與上、下偏光鏡振動方向一致;如果黑云 母不全黑,轉(zhuǎn)動載物臺,使之黑暗,推出上偏光振動目鏡,使黑云母解理縫平行于目鏡十字 絲之一,則

12、十字絲與上、下偏光鏡振動方向一致。 樣品制備方法 制樣要求 1)1)塊狀樣品:將塊狀樣品白一面拋光或制成 0.3mm0.3mm 厚度的薄片; 2)2)粉末樣品:將粉末樣品磨細(xì),與溶劑混合分散,滴在載玻片上制成樣片即可用于觀察。 1 .薄片的制備 (1)(1)選樣:根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇合適的、具有代表性的材料部位。 (2)(2)切割:根據(jù)材料的特點(diǎn),選擇內(nèi)圓或外圓切片機(jī)。尺寸不宜過大或過小,一般為 20mm20mm 20mmx5mm20mmx5mm 左右。 (3)(3)磨平底面:選樣后,取較為平整的一面作為底面,在研磨機(jī)上用手工或機(jī)器逐次選用 200200#、600600#、10001000#金剛砂

13、磨平該面,并將四周磨平整,厚度磨至 12mm12mm。 (4)(4)粘膠:使用加拿大樹膠將樣片粘于載玻片上。該種膠在粘接中要加熱,但時間不能過 長或過短,過短膠性軟,過長往往使膠變脆,樣品易于脫落。 (5)(5)磨?。簩⒛z粘在載玻片上的試樣放在研磨機(jī)上用 200200#砂磨至 0.100.15mm,0.100.15mm,再依次換 用 600600#、10001000#、金剛砂磨至 0.03mm0.03mm 即可。 (6)(6)整片蓋片:試樣磨好后,為保存樣品,必須進(jìn)行薄片的修整工作。先用刮刀刮去試樣 四周多余的加拿大樹膠,然后將少許加拿大樹膠滴在蓋玻片上,微微加熱待樹膠融化后即可 覆蓋于薄片上。 (7)(7)燙膠:蓋片后的薄片,因加拿大樹膠尚未固化,蓋片可以移動,因此必須進(jìn)行燙膠。 其方法是:取一把刻刀放在煤氣燈上加熱至發(fā)紅,用它在蓋玻片四周熨燙,直至樹膠顏色略 黃,再用酒精或二甲苯洗去蓋玻片四周的樹膠,貼上標(biāo)記即可。 2 .單偏光下晶體的性質(zhì) 在單偏光下觀察、測定晶體的主要光學(xué)特征,有以下三方面內(nèi)容: (1)(1)礦物的形貌特征,如晶形、解理; (2)(2

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