旋轉台

旋轉台

又稱費德羅夫旋轉台(Fedorov stage)。是安裝在偏光顯微鏡物台上的附加儀器。由三個、四個或五個旋轉軸組成,將薄片夾在旋轉台的一對玻璃半球之間,藉助於各旋轉軸的轉動,使晶體在空間傾斜轉動,達到需要的方位,以便於精確測定晶體的光學常數和鑑定礦物。

基本介紹

  • 中文名:旋轉台
  • 外文名:universal stage
  • 別稱:費德羅夫旋轉台
  • 學科:光性礦物學、晶體光學
  • 安裝位置:偏光顯微鏡物台
  • 功能:輔助測定光性、鑑定礦物
旋轉台的構造,底座,軸、環系統,玻璃半球系統,旋轉台的安裝,旋轉台的校正,物鏡中心校正,旋轉台中心校正,旋轉軸校正,球心高度的校正,旋轉台的維護,

旋轉台的構造

旋轉台由一套金屬軸、環和玻璃半球系統組成。上、下玻璃半球夾持岩石薄片,使其能在三維空間任意轉動。現以德國萊茲廠生產的五軸旋轉台為例來介紹旋轉台的構造。

底座

旋轉台 底座用於支撐整個軸、壞及玻璃半球系統,並通過共上的固定螺絲,將整個台子固定在偏光顯微鏡物台上。有些旋轉台在底座上還配有帶校正螺絲的附加底圾,用來校正旋轉台中心。

軸、環系統

軸、環系統由五軸四環組成,從內向外依次為N軸(n環)、H軸(h環)、K軸(k環)、M軸(m環)、 I軸。四軸台無K軸。
N軸為內直立軸,此軸內環n的旋轉軸,軸與薄片平面垂直。n環外側有0°-360°刻度圈,可以讀出N軸旋轉的角度。n環內側鑲有另一金屬環,環內載有圓玻璃片,用以在其上放置薄片和半球,此金屬環背面安有螺旋圈,撥動上面的四個小齒片,可調整半球系統(包括薄片)的高度。n環外側右下方有一金屬桿(有的台子上無此桿),撥動它可鎖緊該軸,但一般操作時不必鎖緊。
軸、環系統示意圖軸、環系統示意圖
H軸為南北軸,此軸為南北方向的水平軸,與對應的h環處於同一平面。轉動H軸,使h環(並攜帶n環)向東或向西傾斜,轉角可由東西兩側的刻度弧上讀出。H軸的北端(或南端)有一制動螺絲,可將H軸鎖住。
K軸為內東西軸,此軸為東西方向的水平軸,與對應的k壞處於同一水平面內。轉動K軸,可使k環聯同N、H軸和相應的n,h環向南或向北傾斜,傾斜的角度可以在南北兩端的刻度弧上讀出。K軸右端裝有該軸的鎖軸螺絲。在五軸台上使用四軸法工作時,需將其鎖在0°位置。四軸台無該軸。
M軸為外直立軸,此軸與對應的m環垂直,當m環水平時,M軸與顯微鏡軸重合。m環上刻有0°-360°刻度,可讀出M軸轉動的角度,當m環位於90°時,為M軸的原始位置即零位(原蘇聯產旋轉台0°為原始位置)。轉動M軸將帶動內部的軸、環一併轉動,影響H、K軸位置。M軸的固定螺絲在右端的工軸鼓輪上。
I軸為外東西軸,此軸亦為東西方向的水平軸。轉動I軸可使m壞並攜帶k、h、n環向南或向北傾斜。I軸轉動角度由其右端鼓輪上的刻度和游標尺讀出。在鼓輪的北端有該軸的固定螺絲。
由上可知,軸環系統的機械特徵是,轉外軸(環),必帶動內軸(環),而轉內軸(環),不影響外軸(環)的位置。德國萊茲和我國渾江光學儀器廠生產的旋轉台,除M軸原始位置為90°外,其它各軸均為0°。

玻璃半球系統

該系統由上、下玻璃半球和夾在共間的岩石薄片、圓玻璃片組成,構成一個完整的球體,共球心恰好設計在岩石薄片平面上。旋轉台通常備有三對摺射率不同的坡璃半球(如德制三對半球折射率分別為1.516、1.557、1.649)。上半球嵌在一梭形或矩形金屬板上,可由螺絲固定在n環上部;下半球嵌在一個圓形具彈性金屬架上,可卡在n環的下部。金屬板和金屬架上分別標有上下半球的折射率值。
玻璃半球系統玻璃半球系統
玻璃半球系統的作用是不論薄片如何傾斜,光線都是垂直球面透射到半球中,當選用的一對半球折射率值與待測礦物的折射率值相等或很接近時,在半球與礦物的界面上,光線並不發生折射,或不發生明顯的折射;當半球與礦物折射率值相差較大時,光線通過半球和待測礦物晶體,就會發生明顯的折射,導致測量的角度(假角)和真實角度有一定的差值。因此,在測量時,必須儘量選用與被測礦物折射率相等或相近的一對玻璃半球,這樣才能最大限度地提高測量精度。若欲測礦物(特別是暗色礦物)與配備的三對半球折射率值相差均較大(一般>0.05)時,旋轉台上測量的I、H或K軸的轉角(>40°),需要查圖校正。

旋轉台的安裝

取下顯微鏡的物鏡、薄片夾和物台中央的金屬圓板;提升顯微鏡的鏡筒(或下降物台),到最大限度,物台鎖在0°上;使旋轉台的工軸鼓輪在右側,雙手持旋轉台輕輕地將其放到物台上,並使底座上的兩個圓孔對準物台上正南北方向的兩個螺孔,用固定螺絲將二者固定(帶附加底盤者要擰緊,不帶這種底盤者先不要擰緊,以便校正旋轉台中心時移動底座,待校正後再擰緊);將旋轉台專用物鏡安裝到顯微鏡上。旋轉台安裝完畢,將旋轉台各軸恢復零位(N軸不必,下同),也就是H、K、I軸位於0°,M軸固定於90°。

旋轉台的校正

物鏡中心校正

這是在進行旋轉台校正之前必須作的,否則後面的校正操作將無任何意義。校正方法即一般顯微鏡的物鏡中心校正(注意轉物台時,旋轉台各軸要位於零位)。所有待使用的物鏡均需校正。

旋轉台中心校正

目的是使旋轉台的直立軸與顯微鏡軸重合。移動薄片使一微小礦物顆粒(以下簡稱質點)置十字絲交點上,各軸位於零位,物台鎖在0°。
轉N軸360°,若質點繞十字絲中心作圓周運動,表明中心不正,需要校正。方法原理同顯微鏡物鏡中心校正,轉N軸180°,質點距離中心最遠,輕輕轉動附加底盤的兩個校正螺絲(無此底盤者,用雙手輕輕推動尚未鎖緊的底座),將質點移到距十字絲中心一半的位置,用手挪動薄片,使原質點或另選的質點置於視域中心。
再轉N軸檢查,若質點仍偏離十字絲中心運動,需再次調節旋轉台的校正螺絲(或移動底座),直到視域中心的質點在轉N軸檢查時不偏離十字絲中心為止。對不具附加底盤的旋轉台,此時一定要鎖緊底座固定螺絲。

旋轉軸校正

I軸的校正及物台零位的確定:目的是使I軸嚴格平行十字絲橫絲。檢查和校正的方法是:將各軸和物台鎖在0°(M軸在90°)。提升鏡筒(或下降物台)焦準上半球表面的塵點,放鬆I軸鎖軸螺絲,往返轉動I軸(最大限度),同時觀察十字絲附近的塵點移動軌跡,如軌跡平行十字絲縱絲,說明I軸恰在東西方向(平行十字絲橫絲), 載物台0°即為物台的零位。
H軸的校正和ITt環零點的確定:當各軸和物台位於零位時,H軸應與十字絲縱絲平行。檢查和校正方法同上所述,但轉H軸要觀察塵點是否沿十字絲橫絲移動,如有偏差,轉M軸加以校正,校正後M軸(m環)的刻度讀數確定為零位(如89.5°),此數為該旋轉台的基本常數,長期有效,不必每次裝台均校正。

球心高度的校正

半球系統的球心(在岩石薄片平面上)應與旋轉台各軸的交點重合,但由於薄片(包括載玻璃和蓋玻璃)往往略厚或略薄,以及其它機械誤差的存在,球心常常稍高或略低於各軸交點,需要撥轉n環背面的調節環加以校正。

旋轉台的維護

旋轉台是一種精密貴重而又易受損傷的儀器,特別是由光學玻璃製成的半球和圓玻璃片,硬度特別小,極易磨損。因此,進行操作時,一定要嚴格遵守操作規程和實驗室規章,隨時注意儀器的維護和保養。
一、安裝前,要將半球、圓玻璃、岩石薄片等擦拭乾淨,不可附有灰塵,否則塵粒會造成半球和圓玻璃上的顯微劃痕。所用薄片邊角要圓滑,蓋玻璃完整平滑。
二、安裝薄片時一定要使蓋玻璃朝上,否則不能準焦,而且極易發生物鏡碰傷半球的事故。
三、裝台時,要儘量的提升鏡筒(或下降物台),同時取下物鏡,避免上半球與顯微鏡相碰。
四、安裝上半球時,不要將固定螺絲擰得過緊,以免將蓋玻璃壓碎。劃傷半球。同時·,液體石蠟也不要滴的太少,否則半球與薄片之間不潤滑,產生磨損。
五、焦準時,要先下降鏡筒(上升物台),並側頭觀察物鏡和上半球的距離,直到幾乎接觸時停住,然後,才看著視域並緩慢提升鏡筒(或下降物台),焦準礦物,這樣可避免鏡頭碰傷球面。
六、旋軸台各軸(尤其是最常用的H軸)的鎖緊螺絲易於磨損失靈,必須注意保養。切記在轉動各軸之前,先鬆開相應的鎖螺絲,絕不可以在鎖緊的狀態下強力轉動旋轉軸。操作時,動作宜輕巧,用手指尖之力轉動各軸,不可使用腕力,更不能用臂力。
七、裝拆台等全部工作要在鋪有膠皮墊的桌面上進行。使用過的光學部件(半球、圓玻璃片)都要用鏡頭紙(或脫脂棉)蘸酒精和乙醚的混合液加以擦拭乾淨,不得留有油污。金屬部件也要經常擦拭,恃別是粘有液體石蠟的部分,要用酒精-乙醚混合液及時擦洗。

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