Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

2.4: Частини петрографічного мікроскопа

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    35760

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    У цьому розділі ми досліджуємо частини петрографічного або поляризаційного світлового мікроскопа. Цей розділ підходить для студентів, які не мають попереднього досвіду використання мікроскопів. Це також хороший огляд для тих, хто міг би скористатися освіженням з анатомії мікроскопа.

    Цілі навчання

    Студенти зможуть:

    • Визначте і опишіть призначення кожної частини петрографічного мікроскопа.
    • Опишіть типовий шлях світла через петрографічний мікроскоп.
    Попередні знання та навички

    Огляд мікроскопа

    Як виглядає мікроскоп? Хоча всі петрографічні мікроскопи мають спільні частини і функції, існує безліч марок мікроскопів, кожна з яких може виглядати по-різному. Якщо петрографічні мікроскопи доглядати і поводитися з ними дбайливо, вони можуть прослужити буквально поколінням учнів. Мікроскопи у вашому класі чи лабораторії можуть бути новими, кілька років або десятиліть, і мають різні аспекти дизайну від молодших чи старших мікроскопів.

    Існують мікроскопи дослідницького класу, які мають кращу якість оптики та більше аксесуарів, на відміну від мікроскопів студентського класу, які можуть мати менше функцій, але побудовані для типових аналізів та більш важкого використання. Давайте розглянемо три приклади петрографічних мікроскопів:

    Керований запит

    Питання\(\PageIndex{1}\)

    Activity

    Питання\(\PageIndex{2}\)

    Activity

    Якщо всі мікроскопи виглядають дещо інакше один від одного, чи мають відношення наведені тут приклади до вашого мікроскопа? Вони повинні бути! Виявляється, навіть незважаючи на те, що різні мікроскопи можуть виглядати по-різному на перший погляд, тому що всі петрографічні мікроскопи матимуть загальні функції, загальна конструкція і структура мікроскопів схожі. Навіть якщо аналізатор на вашому мікроскопі виглядає інакше, ніж мій, вони повинні знаходитися в схожому місці на обох мікроскопах і повинні функціонувати аналогічно.

    Давайте вивчимо загальну будову петрографічного мікроскопа. Натисніть на знаки +, щоб показати назви деталей. У розділах нижче ми детально дослідимо кожну частину.

    Малюнок\(\PageIndex{2}\)

    Activity

    Рис.2.4.2. загальна будова петрографічного мікроскопа

    освітлювач

    Освітлювач - це стійке джерело світла, яке знаходиться в підставі мікроскопа. Застосовується для мікроскопії прохідного світла.

    Вимикач для включення освітлювача зазвичай розташований ззаду або збоку від основи мікроскопа. Коли освітлювач увімкнений, світло буде видно через підставу в мікроскопі. У наступних відеороликах показані приклади включення освітлювача для різних мікроскопів:

    Малюнок\(\PageIndex{3}\)

    Activity

    Рис.2.4.3. Включення освітлювального приладу.

    Якщо вам пощастить мати мікроскоп, який має як передається, так і відбивається світлові можливості, то мікроскоп також матиме джерело світла біля верхньої задньої частини, який може висвітлювати зразок зверху.

    Керований запит

    Activity

    Конденсатор і підступінчаста збірка

    Частини мікроскопа, які розташовані над основою, але нижче ступені, називаються підступінчастою збіркою. Підступінчаста збірка включає конденсатор, нижній поляризатор, світлофільтри та діафрагми.

    Малюнок\(\PageIndex{5}\)

    Activity

    Малюнок 2.4.5. Інтерактивне відео, що показує типові коригування, які можуть бути зроблені на підступінній збірці.

    Конденсатор

    Конденсатор складається з двох або більше лінз, які фокусують світло освітлювача на зразок, розміщений на сцені, і одного або декількох отворів для управління освітленням (див. Нижче). Конденсатор слід регулювати щоразу, коли лінза об'єктиву змінюється, щоб максимізувати якість зображення.

    Нижній поляризатор

    Перший поляризатор розташований нижче конденсатора і показаний в інтерактивному відео вище (рис. 2.4.5). Будь ласка, перегляньте окремий розділ нижче про поляризатори для отримання додаткової інформації.

    Світловий фільтр

    Галогенні світильники, що використовуються в мікроскопах, зазвичай виділяють жовтувате світло, тому синій фільтр часто додають для компенсації жовтого кольору світла, забезпечуючи більш істинне біле світло для проходження через зразок.

    Малюнок 2.4.6. Синій фільтр від поляризаційного світлового мікроскопа. Цей фільтр сидить поверх освітлювального приладу.
    Малюнок 2.4.6. Синій фільтр від поляризаційного світлового мікроскопа. Цей фільтр сидить поверх освітлювального приладу.

    Діафрагма або діафрагма

    Діафрагма або отвір зменшує кількість світла, яке досягає зразка, обмежуючи область, через яку може проходити світло. На мікроскопі часто є кілька отворів (рис. 2.4.5), включаючи діафрагму як частина конденсаторного вузла, а також польову діафрагму, яка контролює розмір площі, яка освітлюється на зразку.

    На малюнку 2.4.7 показаний вид через мікроскоп, коли діафрагма підсценічного поля відкрита і закрита.

    Етап

    Обертовий етап, кутомір та шкала ноніуса

    Сцена - це майданчик, на якій розміщується тонкий зріз. Тонка секція охоплює отвір в сцені, яке пропускає світло від освітлювача через зразок. Однією з особливостей поляризаційних світлових мікроскопів, що використовуються для петрографії, на відміну від багатьох інших типів мікроскопів, є обертовий етап.

    Малюнок 2.4.8. Ноніус і кутомір на обертовій щаблі.
    Малюнок 2.4.8.А. Ноніус і кутомір на обертовій щаблі.

    Малюнок 2.4.8.B.The обертається етап в дії, що показує, як кут орієнтації можна виміряти за допомогою кутоміра і веньє. Обертову сцену можна зафіксувати ручкою на ноніусі.

    Обертається ступені має градуси, позначені на ній: 360 градусів навколо кругової ступені, в одиницях 1 градус. Кут повороту можна виміряти до найближчої десятої частки градуса за допомогою розмітки на шкалі ноніуса. Тому обертовий етап може використовуватися як кутомір або інструмент, який вимірює кут обертання.

    Шкала ноніуса - це розумний спосіб отримання точного показання вимірювань між двома маркуваннями на лінійній шкалі за допомогою механічної інтерполяції. На малюнку 2.4.9 показано показання відстані, записане під час ковзання шкали жовтого ноніуса вздовж шкали лінійки. Відстань починається рівно з 5,0 мм, коли «0» на ноніусі точно вирівнюється з «5» на лінійці. Щоб визначити відстань більше 5,0 мм (але менше 6,0 мм), слід визначити лінію на ноніусі, яка вирівнюється з однією з ліній на головній лінійці. Наприклад, коли лінія «1» на ноніусі ідеально вирівнюється з однією з ліній на лінійці, то відстань становить 5,1 мм.

    Малюнок 2.4.9. Шкала ноніуса побудована так, що вона розміщена на постійній частці фіксованого основного масштабу.
    Малюнок 2.4.9. Шкала ноніуса побудована так, що вона розміщена на постійній частці фіксованого основного масштабу.

    Керований запит

    Activity

    Механічна стадія

    Механічна сцена - це аксесуар, який можна прикріпити до верхньої частини обертової сцени. Замість обертового руху, він дозволяє рух вздовж осі x (вліво-праворуч) та осі y (зверху знизу). На малюнку 2.4.10 золота ручка вгорі керує рухом у напрямку x, а золота ручка праворуч керує рухом напрямку y. Кліщоподібні руки (знизу зліва) оберніть навколо тонкої секції і утримуйте його на місці.

    Малюнок 2.4.10. Механічна сходинка, яка може бути прикріплена до обертової ступені.
    Малюнок 2.4.10. Механічна сходинка, яка може бути прикріплена до обертової ступені.

    Механічний етап не є необхідним для процедур оптичної мінералогії, розглянутих у цьому розділі. Однак він корисний для точкового підрахунку, в якому петрограф зупиняється в декількох сотнях точок уздовж сітці xy на тонкій ділянці і ідентифікує мінерал в кожній точці. Ця методика використовується для визначення модальної чисельності мінералів в тонкому перерізі, і використовується для визначення назви і складу гірських порід.

    Фокус

    Більшість поляризаційних світлових мікроскопів мають дві фокусувальні ручки з кожного боку мікроскопа. Грубий фокус використовується для швидкої зміни рівня сцени та зразка, а ручка тонкого фокусування використовується для м'якого приведення зразка в повний фокус.

    Малюнок 2.4.11. Грубі (більші) та дрібні (менші та позначені шкалою глибини) ручки фокусування.
    Малюнок 2.4.11. Грубі (більші) та дрібні (менші та позначені шкалою глибини) ручки фокусування.

    Необхідна обережність при використанні ручки грубого фокусування! Оскільки він швидко змінює рівень стадії, може бути простіше запустити зразок в ціль і пошкодити тонку секцію і, можливо, і мету.

    Цілі та обертається носик

    Цілі є основним (але зазвичай не єдиним) механізмом збільшення в мікроскопі. Збільшення, як правило, варіюється від приблизно 4x-64x, хоча цілі настільки ж низькі, як 2.5x і до 200x доступні. Оскільки більшість поляризаційних світлових мікроскопів є складними мікроскопами, що містять більше однієї лінзи, загальне збільшення може бути набагато вище (див. Розділ окулярів нижче).

    Малюнок 2.4.12 Об'єктивні лінзи від двох марок поляризаційного світлового мікроскопа. Збільшення (10 разів) і числова діафрагма (0,25 і 0,30) записуються на кожному об'єкті.
    Малюнок 2.4.12 Об'єктивні лінзи від двох марок поляризаційного світлового мікроскопа. Збільшення (10 разів) і числова діафрагма (0,25 і 0,30) записуються на кожному об'єкті.

    Цілі кріпляться до оборотної насадці (див. Рис. Їх можна центрувати за допомогою центруючих гвинтів по обидва боки об'єктиву. Щоб змінити цілі, слід вхопитися за носову частину, а не саму мету.

    поляризатори

    Поляризатори в петрографічних мікроскопах плоскі (лінійно) поляризовані. Докладніше про те, як працюють поляризатори, див. розділ 2.3. У підсценічному вузлі є поляризатор, а другий поляризатор називається аналізатором між цілями та лінзою Бертрана.

    Зазвичай нижній поляризатор і аналізатор орієнтовані на 90 градусів один до одного, а орієнтовані N-S і E-W щодо основи мікроскопа. Напрямки поляризації позначаються або на підставі мікроскопа, або на самих поляризаторах. У деяких мікроскопах аналізатор і нижній поляризатор можуть повертатися (рис. 2.4.13) для користувацьких вимірювань. Це не обов'язково для стандартних петрографічних аналізів.

    Малюнок 2.4.13. Аналізатор (верхній поляризатор) видаляється з поляризаційного світлового мікроскопа. У багатьох мікроскопах аналізатор фіксується з орієнтацією, перпендикулярною нижньому поляризатору. У цьому мікроскопі орієнтація аналізатора регулюється за допомогою кутометра та ноніуса праворуч.
    Малюнок 2.4.13. Аналізатор (верхній поляризатор) видаляється з поляризаційного світлового мікроскопа. У багатьох мікроскопах аналізатор фіксується з орієнтацією, перпендикулярною нижньому поляризатору. У цьому мікроскопі орієнтація аналізатора регулюється за допомогою кутометра та ноніуса праворуч.

    (Amici-) Бертран об'єктив

    Об'єктив Амісі-Бертрана (або просто об'єктив Бертрана) змінює площину фокусування, щоб глядач міг спостерігати за показниками перешкод (методика, розглянута в розділі 2.8).

    Малюнок 2.4.14. Лінза Бертрана вставляється та видаляється, як видно з видаленим оком.

    Окуляри або Окуляри

    Поляризаційні світлові мікроскопи мають окуляри або окуляри, за допомогою яких користувач може спостерігати за зразком. Більшість сучасних мікроскопів є бінокулярними і мають два окуляра, які можна регулювати відносно один одного, щоб зручно поміститися в очі користувача. Старі моделі можуть мати тільки один окуляр (як на рис. 2.4.1), але настільки ж ефективні при проведенні петрографічних спостережень.

    Малюнок 2.4.15. Окуляри або окуляри видалені з двох різних марок поляризаційного світлового мікроскопа. Збільшення (10x) відзначається на кожному оці.
    Малюнок 2.4.15. Окуляри або окуляри видалені з двох різних марок поляризаційного світлового мікроскопа. Збільшення (10x) відзначається на кожному оці.

    Більшість окулярів містять збільшувальні лінзи, які, як правило, 10-кратне збільшення, але можуть варіюватися від моделі до моделі. Збільшення повинно бути позначено на окулярі, і повинно бути включено до загального збільшення мікроскопа.

    Один окулярний (як правило, правий в бінокулярному мікроскопі) буде включати перехрестя зі шкалою відстані. Цю шкалу відстані можна відкалібрувати для кожного збільшення, для визначення поля зору (діаметра кола огляду) і відстані, представленої кожною позначкою на очній шкалі (див. Питання 2.4.7 нижче).

    Окуляри мають механізм фокусування для регулювання фокусування під кожне окреме око. Верхню частину ока (частина з письмом, як показано на малюнку 2.4.15) можна повертати для регулювання фокусу. Якщо перехрестя виглядає нечітким, або одне око здається зосередженим, а інше - ні, спробуйте відрегулювати очний фокус, щоб допомогти вам краще бачити,

    Керований запит

    Загальне збільшення складного мікроскопа, такого як поляризаційний світловий мікроскоп, дається за такою формулою:

    Загальне збільшення = збільшення об'єктивного x збільшення ока.

    Наприклад, якщо око має 10-кратне збільшення, і я використовую 10-кратний об'єкт, загальне збільшення становить 100x.

    Питання\(\PageIndex{5}\)

    Activity

    Камера

    Деякі поляризаційні світлові мікроскопи мають цифрові насадки для фотоапаратів, що дозволяє безпосередньо фотографувати поле зору в мікроскопі. Деякі мікроскопи (рис. 2.4.16.A) мають камеру, вбудовану в мікроскоп, а для інших камера кріпиться до мікроскопа власною оглядовою трубкою (рис. 2.4.16B). У мікроскопах з окремими оглядовими трубками камери світло повинно бути відрегульовано так, щоб він частково або повністю переміщався до камери. Це досягається за допомогою висувної ручки (видно праворуч від окулярів на малюнку 2.4.16B).

    Малюнок 2.4.16. Цифрові камери прикріплені до двох різних поляризаційних світлових мікроскопів. В а) камера кріпиться між сценою і окулями. В б) камера кріпиться до верхньої частини мікроскопа.
    Малюнок 2.4.16. Цифрові камери прикріплені до двох різних поляризаційних світлових мікроскопів. В а) камера кріпиться між сценою і окулями. В б) камера кріпиться до верхньої частини мікроскопа.

    Можна отримати зображення з мікроскопа, націливши камеру смарт-телефону вниз по оку. Однак ці зображення будуть круглої форми і можуть бути спотворені або частково поза фокусом. Якщо є, камера, прикріплена до мікроскопа, швидше за все, зробить зображення кращої якості.

    Аксесуари пластини

    На малюнку 2.4.17 показані приклади допоміжних пластин, включаючи кварцовий клин, пластину 530 нм та пластину 1/4 λ. Вони можуть бути вставлені в мікроскоп (рис. 2.4.2) над цілями. Додаткові пластини використовуються для проведення передових оптичних випробувань, таких як визначення оптичних знаків.

    Малюнок 2.4.17. Приклади аксесуарів пластин. а) Кварцова клинова пластина. б) 530 нм пластина (зверху) і комбінація 530 нм і 1/4 довжини хвилі пластини (знизу). в) Деякі мікроскопи включають зберігання аксесуарів пластин в самому мікроскопі, а інші зберігаються в окремих коробках.

    Кварцовий клин - це саме те - плита кварцу, відполірована в клин, який має більш товсту сторону, яка сортується в більш тонку сторону. Пластина 530 нм також може називатися гіпсовою пластиною або пластиною 1λ, або бути трохи іншою довжиною хвилі (550 або 537 нм). Пластину 1/4λ також можна назвати слюдяною пластиною, проблиском пластини або 147 нм.

    Підсумкові питання

    Питання\(\PageIndex{6}\)

    Activity
    Малюнок 2.4.18. а) Вид через око із зображенням очного перехрестя та мікрометра (не позначеного цифрами), накладеного на шкалу 1 мм на слайд мікрометра. б) Крупним планом вигляд мікрометричної слайд-шкали (зверху) із загальною відстанню 1 мм, позначеної сотими частками мм, та шкалою очного мікрометра (знизу).
    Малюнок 2.4.18. а) Вид через око із зображенням очного перехрестя та мікрометра (не позначеного цифрами), накладеного на шкалу 1 мм на слайд мікрометра. б) Крупним планом вигляд мікрометричної слайд-шкали (зверху) із загальною відстанню 1 мм, позначеної сотими частками мм, та шкалою очного мікрометра (знизу).

    Питання 2.4.7. За допомогою малюнка 2.4.18 визначте поле зору (діаметр круглої освітлюваної площі). Зверніть увагу, що товсте темне коло і мітки штрихування є частиною мікрометричного слайда. Поле зору включає всю білу область і обрізається з правої і лівої сторін, але її краю можна розглядати зверху і знизу фотографії.

    Питання 2.4.8. Використовуючи малюнок 2.4.18 та мікрометричну шкалу слайдів, визначте відстань між кожною маленькою галочкою на немаркованій шкалі очного мікрометра.

    Малюнок 2.4.19. Два часто використовуваних способу зміни лінз об'єктива. Один з цих методів невірний і не повинен використовуватися!

    Питання\(\PageIndex{8}\)

    Activity

    Ключові виноси

    • Хоча петрографічні мікроскопи можуть виглядати по-різному один від одного, так як всі вони функціонують аналогічно, деталі повинні розташовуватися в однакових положеннях від мікроскопа до мікроскопа.
    • Розуміння функції кожної частини мікроскопа допоможе при проведенні петрографічних спостережень і вимірювань.
    Ключові умови
    • Аксесуар пластини
    • (Amici-) об'єктив Бертрана
    • Аналізатор
    • Діафрагма
    • База
    • Конденсатор
    • Діафрагма діафрагми конденсатора
    • Окуляр або очний
    • Польова діафрагма
    • Фокус (грубий і тонкий)
    • кутомір
    • Регулятор інтенсивності освітлення
    • освітлювач
    • Світловий фільтр
    • механічна стадія
    • Об'єктивна лінза
    • Петрографічний мікроскоп
    • Поляризатор
    • (Обертається) насадку
    • обертається етап
    • Підступінчаста збірка
    • Підступінчастий центрувальний гвинт
    • Шкала ноніуса
    • оглядова трубка

    Посилання

    Вікіпедія. Шкала ноніуса. (Відносно 12.12.19) uk.wikipedia.org/вікі/Vernier_scale

    Повернутися до змісту