4--偏光顯微鏡的基本操作及薄片的制備

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、瓷制品以及其他人造無機固體材料進行相分析的一種十分有效的工具。一、實驗?zāi)康?了解偏光顯微鏡的構(gòu)造、裝置、使用與保養(yǎng)方法；2學(xué)會偏光顯微鏡的一般調(diào)節(jié)與校正；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、實驗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。偏光顯微鏡的構(gòu)造如圖2.3.1-1所示。圖2.3.1-1

2、偏光顯微鏡結(jié)構(gòu)示意圖1目鏡；2.目鏡筒；3.勃氏鏡手輪；4.勃氏鏡左右調(diào)節(jié)手輪；5.勃氏鏡前后調(diào)節(jié)手輪；6.檢偏鏡；7.補償器；8.物鏡定位器；9.物鏡座；10.物鏡；11.旋轉(zhuǎn)工作臺；12.聚光鏡；13.拉索透鏡；14.可變光欄；15.起偏鏡；16.濾色片；17.反射鏡；18.鏡架；19.微調(diào)手輪；20.粗調(diào)手輪。三、儀器設(shè)備偏光顯微鏡，切片機，磨片機，拋光機，拋光粉、無水乙醇，不同標(biāo)號的磨料及砂紙自凝牙托水、牙托粉，金屬模具。四、實驗容1了解偏光顯微鏡的基本構(gòu)造（1）機械部分：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）光學(xué)系統(tǒng)部分：反光鏡

3、、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）附件：物鏡校正螺絲、試板（石英試板、石膏試板、云母試板）。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）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）轉(zhuǎn)盤型：先將物鏡安裝在一個可以轉(zhuǎn)動的圓盤上，再將需要的物鏡轉(zhuǎn)到鏡筒的正下方，恰至被彈簧卡住為止。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調(diào)節(jié)焦距（對焦點）（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）從側(cè)面觀察，轉(zhuǎn)動粗動調(diào)焦螺旋，使鏡

4、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）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，至視域物像基本清楚，再轉(zhuǎn)動微動調(diào)焦螺旋，直至視城物像完全清晰為止。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,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.W.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

5、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而下降鏡筒或上升載物臺。因為這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。因為高倍物鏡的工作距離很短，準(zhǔn)焦后物鏡幾乎與薄片平面接觸。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.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物臺，使十字絲交點的物像不動，其余物像則繞視域中心作圓周運動；如果它們不在一條直線上，旋物臺時，視域中心的物像將離開原來的位置，連

6、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，必須進行校正。校正中心的具體步驟如下：(1) 將簿片置于載物臺上，對好焦距之后選一質(zhì)點置于十字絲中心(圖2.3.1-2(a)。轉(zhuǎn)動載物臺360°，若中心不正，質(zhì)點必繞另一圓點O作圓周運動，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2.3.1-2(b)。(2) 旋物臺180°，使質(zhì)點a由十字絲中心移至過圓心的另一端a'處(圖2.3.1-2(c)。(3) 扭動校正螺絲，使質(zhì)點a由a'處移至偏圓心O點。(4)

7、 移動薄片，使質(zhì)點a移至十字絲交點，旋物臺，若質(zhì)點不動，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2.3.1-2校正中心步驟示意圖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(單

8、折射體)無論怎樣旋物臺，視場仍為黑暗，(此稱為全消光)這是因為起偏鏡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，這是因為從起偏鏡射出的直線偏振光進入雙折射體后，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，旋物臺時，雙折射體的象在360°的旋轉(zhuǎn)中有四次明暗變化，每隔90°變暗一次，變暗的位置是雙折射體的兩個振動方向與兩個檢偏鏡的振動方

9、向相一致的位置，稱為“消光位置”，從消光位置旋轉(zhuǎn)45°，被檢物體變?yōu)樽盍?，這就是“對角位置”，這是因為偏離45°時，偏振光到達該物體時，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）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，若不平行，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）檢查上、下偏光鏡是否正交。

10、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）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）塊狀樣品：將塊狀樣品的一面拋光或制成0.3mm厚度的薄片；2）粉末樣品：將粉末樣品磨細，

11、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）選樣：根據(jù)實驗?zāi)康倪x擇合適的、具有代表性的材料部位。（2）切割：根據(jù)材料的特點，選擇圓或外圓切片機。尺寸不宜過大或過小，一般為20mmx20mmx5mm左右。（3）磨平底面：選樣后，取較為平整的一面作為底面，在研磨機上用手工或機器逐次選用200#、600#、1000#金剛砂磨平該面，并將四周磨平整，厚度磨至12mm。（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）磨薄：將膠粘在載玻片上的試樣放在研磨機上用200#砂磨至0.100.15mm,再依次換用600#、1000#、金剛砂磨至0.03mm即可。（6）整片蓋片：試樣磨好后，為保存樣品，必須進行薄片的修整工作。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）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，有以下三方面容：（1）礦物的形貌特征，如晶形、解理；（2）