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應用：金相顯微鏡可用來鑒別和分析各種金屬和合金的組織結構，廣泛應用在工廠或實驗室進行鑄件質量的鑒定、原材料的檢驗或對材料處理后金相組織的研究分析、半導體檢測、電路封裝、精密模具、生物材料等檢驗與測量、包括大多數(shù)金屬、礦石、陶瓷、許多聚合物、半導體（未加工的硅、晶片和集成電路）、礦渣、煤炭、塑料、油漆、紙張、木材、皮革、玻璃夾雜物和各種專門材料。
原理：因為光不能通過金相標本，它必須被照射到表面上，并最終通過鏡面反射或漫反射返回顯微鏡物鏡，與穿過樣本的透射照明相比，這種照明最常被稱為垂直照明。
金相顯微鏡反射光的光路從反射光的光源發(fā)出的照明光線開始。然后，該光通過聚光透鏡進入垂直照明器，由孔徑光圈和視場光闌控制。穿過垂直照明器后，光被以45度的角度傾斜的分束器（半反射鏡或橢圓形狀的第一面鏡）反射通過物鏡，以照亮樣本。從標本表面反射的光再次進入物鏡，并進入目鏡筒，然后被引導至目鏡或顯微攝影端口。金相顯微鏡通常應用于工業(yè)領域，特別是在快速增長的半導體領域，因此代表了顯微鏡研究的最重要部分。需要注意的是，在金相顯微鏡中，物鏡具有雙重功能。對于向下到達樣本的光波，物鏡用作匹配的、校正良好的聚光鏡。另外，對于被樣本反射的光，物鏡用作成像光學系統(tǒng)，其通常作用是將攜帶圖像的光線投射到目鏡上。當調整儀器以產(chǎn)生科勒照明時，反射光照明可實現(xiàn)最佳性能。如今，許多顯微鏡制造商提供先進的模型，允許用戶交替或同時使用垂直和透射照明進行研究。
金相反射照明器通常被描述為通用照明器，因為通過幾個很少或不拆卸附加附件，顯微鏡可以很容易地從一種反射光顯微鏡模式切換到另一種模式。通常，反射器可以從光路上移除，以允許透射光觀察。通用照明器可包括用于明場的部分反射平面玻璃表面（半反射鏡），以及帶有橢圓形中央透明開口的全鍍銀反射表面，用于暗場觀察。最佳設計的垂直照明器包括用于收集和控制光線的聚光透鏡、孔徑光圈和預聚焦、可居中的視場光圈，以實現(xiàn)理想的科勒照明。
在金相顯微鏡中，樣品對入射光線的吸收和衍射通常會導致圖像中容易辨別的變化，從黑色到各種灰度，或者如果樣品是有色的，則會導致顏色變化。這種試樣被稱為振幅試樣，可能不需要特殊的對比方法或處理來使其細節(jié)可見。其他標本在強度和/或顏色上的差異如此之小，以至于它們的特征細節(jié)在明場反射光顯微鏡下極難辨別和區(qū)分。后一種樣品的行為與透射光工作中非常熟悉的相位樣品非常相似，適用于暗場和反射光差分干涉對比應用。
金相顯微鏡中反射光中的分辨力基于與透射光中相同的光波長和數(shù)值孔徑之間的關系（阿貝方程）。當儀器調整為在科勒照明下工作時，反射光照明可實現(xiàn)光學性能?？评照彰鞯囊粋€功能（除了提供均勻分散的照明外）是確保物鏡能夠提供出色的分辨率和良好的對比度。在許多情況下，金相顯微鏡也可以使用透射光操作，因為除了照明方式其他均沒有變化。
金相顯微鏡的物鏡可以通過裝飾性外筒上的M或類似標識來識別。它們在兩個方面不同于透射光的物鏡。金相物鏡的透鏡表面具有一些特征，該透鏡表面很好地涂覆有防反射層，以防止照明器光被反射到目鏡。這樣的反射將疊加在圖像上并具有干擾效果。第二個不同之處在于，這些物鏡是為缺少蓋玻片的樣本設計的，并進行了光學校正。材料科學中的絕大多數(shù)樣品（反射光顯微鏡使用最多）通常在沒有封片的情況下觀察。
另外，金相顯微鏡和生物顯微鏡一樣，有正置和和倒置之分，載物臺上沒有生物顯微鏡自帶的樣品夾，而是金屬板或者玻璃板來放置樣品，在倒置金相顯微鏡上（在基本結構上類似于生物學中常用的倒置顯微鏡），標本放置在臺上，其感興趣的表面朝下。這種設計的主要優(yōu)點是，當樣品太大而無法放入立式顯微鏡（如大型巖石樣品和工業(yè)材料）時，可以很容易地檢查樣品。此外，只有樣品面向物鏡的一側需要平坦。物鏡安裝在載物臺下的鼻架上，其物鏡朝上朝向標本，通過上下移動物鏡轉盤或整個載物臺來實現(xiàn)聚焦。
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