第九章光学显微要点解析.ppt

光是横波——振动方向与传播方向垂直。在垂直于光的传播方向的平面内，光矢量有不同的振动状态。垂直于光传播方向的二维平面内光矢量的振动状态，叫光波的偏振态。 按偏振态，光波分为自然光和偏振光。 光源中包含许多分子和原子，不同的原子或分子所发光波(或同一原子不同时刻所发光波)，振动方向、振幅、初始相位各不相同。 在垂直于传播方向的平面内，观测的最小时间间隔内，各个方向的振动几率相同，称为自然光。 2 完全偏振光 ⑴ 线偏振光 光振动电矢量总是在一个固定的平面内(又称平面偏振光)。在与光传播方向垂直的平面内，电矢量端点的轨迹是一条直线。 自然光可等效为两振幅相等、互相垂直、无相位关系的线偏振光。 (2) 圆偏振光 垂直于光传播方向的固定平面内，光矢量的大小不变，但随时间以角速度ω旋转，其末端的轨迹是圆，这种光叫做圆偏振光。在某一固定时刻t，传播方向上各点对应的光矢量的端点轨迹是螺旋线。 迎光的传播方向观察到的圆偏振光的光矢量随时间变化是右旋的圆偏振光，称为右旋圆偏振光；反之，叫左旋圆偏振光。 ⑶ 椭圆偏振光 垂直于光传播方向的固定平面内，光矢量的方向和大小都在随时间改变，光矢量的端点描出一个椭圆，叫椭圆偏振光。 3 部分偏振光 由自然光和完全偏振光组成的光： (1) 自然光+线偏振光； (2) 自然光+圆偏振光； (3) 自然光+椭圆偏振光。 第三节 光学显微镜的原理和构造 一 偏光显微镜 1 原理 2 结构 热致型液晶按分子排列状态分为: 2 镶样(Inlay) 镶样方法很多，如低熔点合金镶嵌、电木粉或塑料镶嵌和机械夹持等，多用电木粉镶嵌。 3 研磨(Grind) 粗磨：砂轮机。软材料：锉刀锉平, 压力要适度、均匀。磨制过程中要不断用水冷却试样；试样倒角。 细磨: 每换细一级砂纸时，应先将试样清洗干净，以免把粗砂粒带到下一级砂纸上去，再将试样的磨制方向调转90°，即磨制方向与上一道磨痕方向垂直。 试样表面磨痕变化 抛光(Polishing) 目的：去除细磨后留下的细微磨痕，使磨面呈光亮镜面。机械抛光、电解抛光和化学抛光等。 过程：抛光机：300-500rpm，粗抛和精抛。粗抛：转速高；精抛或抛软材料，转速低。 抛光布: 粗抛时常用帆布或粗呢，精抛时常用绒布、细呢或丝绸等。抛光时需不断向抛光盘上滴注抛光液，以产生磨削和润滑作用。 抛光液常采用Al2O3、MgO或Cr2O3等细抛光粉(粒度约为0.3-1μm)的水悬浮液(A12O3：5～l0g/L)。抛光试样的磨面应均匀、平正地压在旋转的抛光盘上，并沿盘的半径方向从中心到边缘往复移动。压力不宜过大；抛光时间一般约3-5分钟。试祥用水冲洗干净，吹干待用。 一般，浸蚀到试样磨面稍发暗即可。若浸蚀过重，应重新抛光，再行浸蚀。浸蚀后立即用清水冲洗，必要时再用酒精清洗。最后用吸水纸吸干或用吹风机吹干。 5 浸蚀(Ething) 目的：浸蚀剂浸蚀，显示其显微组织，化学腐蚀。纯金属或单相金属, 化学溶解过程；晶界处，原子排列混乱，且能量较高，易受浸蚀而呈现凹沟。垂直光线照下，各部位反射进入物镜的光线不同，显示出晶界及明暗不同的晶粒。两相或两相以上合金的浸蚀，是一个电化学腐蚀过程——微电池：具有负电位的一相成为阳极，被迅速溶解而凹陷；阴极保持原来的光滑平面。 第五节 光学显微镜在材料研究中的应用 一 聚合物的结晶 1 球晶 PEO结晶过程中球晶生长的正交偏光显微镜照片 聚丙烯球晶的黑十字消光(55×) 聚乙烯球晶的同心消光环(720×) 2 树枝晶 聚乙烯的树枝晶(70℃，二甲苯稀溶液) 向列相 近晶相 胆甾相 3 液晶 不同转速下混合的PVC/PE共混物的相形态(质量比为1:1，暗区为PVC) 转速/r/min：a:30 b:50 c:100 二 聚合物多相体系 * * * * * 小麦原淀粉 糊化后小麦淀粉 第九章 光学显微分析 列文虎克在17世纪中期制作的复式显微镜 20世纪初的显微镜 多用途显微镜 光学显微镜分类 ——几何光学显微镜 生物、倒置、金相、暗视野显微镜等。 ——物理光学显微镜 偏光、相差、干涉、相差偏光、相差干涉、相差荧光显微镜等。 ——信息转换显微镜