早在公元前1世紀(jì)，人們就已發(fā)現(xiàn)通過球形透明物體去觀察微小物體時(shí)，可以使其放 大成像，后來人們逐漸對球形玻璃表面能使物體放大成像的規(guī)律有了認(rèn)識。

1590年荷蘭和意大利的眼鏡制造者已經(jīng)造出類似顯微鏡的放大儀器，放大倍率不超過 20倍。1610年前后，意大利的伽利略（Galileo）和德國的開普勒（J. Kepler）在研究望遠(yuǎn) 鏡時(shí)，改變物鏡和目鏡之間的距離，得出合理的顯微鏡光路結(jié)構(gòu)，提議復(fù)合式顯微鏡的制 作方式。1665年前后，英國物理學(xué)家羅伯特?虎克（Robert Hooke）在顯微鏡中加入粗動 和微動調(diào)焦機(jī)構(gòu)、照明系統(tǒng)和承載標(biāo)本片的工作臺，這些部件經(jīng)過不斷改進(jìn)，設(shè)計(jì)出了 第一臺具有物鏡放大倍率，可放大到140倍的顯微鏡，成為現(xiàn)代顯微鏡的基本組成部 分。

19世紀(jì)高質(zhì)量消色差浸液物鏡的出現(xiàn)使顯微鏡觀察微細(xì)結(jié)構(gòu)的能力大為提高，1827 年阿米奇首次采用浸液物鏡，19世紀(jì)70年代，德國人阿貝奠定了顯微鏡成像的理論基礎(chǔ)。 這些都促進(jìn)了顯微鏡制造和顯微觀察技術(shù)的迅速發(fā)展，并為19世紀(jì)后半葉包括科赫、巴 斯德等在內(nèi)的生物學(xué)家和醫(yī)學(xué)家發(fā)現(xiàn)細(xì)菌和微生物提供了有力的工具。圖1-3為19世紀(jì) Zeiss生產(chǎn)的生物顯微鏡。在顯微鏡結(jié)構(gòu)發(fā)展的同時(shí)，顯微觀察技術(shù)也在不斷創(chuàng)新，1893 年出現(xiàn)了偏光顯微術(shù)和干涉顯微術(shù)，1935年荷蘭物理學(xué)家澤爾尼克創(chuàng)造了相襯顯微術(shù), 1952年諾馬基斯（Nomarski）研制出微分干涉相襯顯微鏡。1981年Allen and Inoue （艾倫 及艾紐）將光學(xué)顯微原理上的影像增強(qiáng)了對比，使顯微圖像成像發(fā)展趨于完美境界。

自1863年索比（Henry Clifton Sorby）首創(chuàng)采用反射式顯微鏡下觀察金屬材料微觀形 貌的方法后，金相顯微鏡就成為研究金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的重要工具⑶。金相顯微鏡（met. allographic microscope）是用入射照明觀察金屬表面顯微組織的光學(xué)儀器。隨著實(shí)際生產(chǎn)和 人們對金屬內(nèi)部顯微組織結(jié)構(gòu)認(rèn)識的需求，金相顯微鏡也在不斷地發(fā)展和完善。自第一臺 實(shí)用的金相顯微鏡問世以來已經(jīng)歷了近百年的發(fā)展歷程，這也是材料科學(xué)與金相顯微鏡相 互促進(jìn)發(fā)展的歷程。世界著名的顯微鏡廠有四家：德系的ZEISS公司和LEICA公司，日系 的0LYMPUS（奧林巴斯）公司和NIKON（理光）公司。圖1-4?圖1-6分別為ZEISS公司 在20世紀(jì)50~60年代生產(chǎn)的小型顯微鏡、立式金相顯微鏡和臥式金相顯微鏡。這些金相 顯微鏡在20世紀(jì)冶金、機(jī)械行業(yè)以及材料科學(xué)的研究中起到了很大的作用。隨著科學(xué)技 術(shù)的不斷進(jìn)步，ZEISS公司在20世紀(jì)80年代生產(chǎn)出NEOPHOT21大型臥式金相顯微鏡 （見圖1-7）,不僅分辨率有所提高，功能上也有所改善，具有低倍攝影、明場、暗場、偏 光、相襯等功能，為金屬材料的微觀組織結(jié)構(gòu)研究提供了更多的手段。

我國在20世紀(jì)生產(chǎn)金相顯微鏡的廠家主要有上海光學(xué)儀器廠、江南光學(xué)儀器廠和重 慶光學(xué)儀器廠。圖1-8為20世紀(jì)80年代上海光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的小型金相顯微鏡，光源為 6~8V、15W的白熾燈，結(jié)構(gòu)簡單。圖1-9為20世紀(jì)80年代江南光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的臥式金相顯微鏡。

因光學(xué)玻璃的性能在很大程度上有了明顯的改進(jìn)，現(xiàn)代的顯微鏡在設(shè)計(jì)及性能上遠(yuǎn)遠(yuǎn) 超過了 20世紀(jì)中期的顯微鏡，其可更好的校正光學(xué)像差，人工合成的鍍膜技術(shù)也已十分 先進(jìn)。同時(shí)制造商們也開始在顯微鏡控制上釆用集成電路技術(shù)，普遍采用光電元件、電視 攝像管和光電耦合器等作為顯微鏡的接收器，計(jì)算機(jī)構(gòu)成完整的圖像信息采集和處理系 統(tǒng)——電腦圖像顯微成像系統(tǒng)。操作和攝影較早期容易，自動化程度更高，不僅能適應(yīng)復(fù) 雜的工作任務(wù)，同時(shí)也極大地降低了使用者的工作強(qiáng)度。因此，現(xiàn)在的光學(xué)顯微鏡可用在 很多領(lǐng)域，已成為研究和檢驗(yàn)金屬材料組織的有效手段。顯微鏡的功能有暗場、明場、相 襯、偏光、干涉、紫外、熒光和體視（實(shí)體）。

金相顯微鏡按照光路和被觀察試樣的拋光面的取向不同可分為正置式和倒置式兩種基本類型⑹。

(1) 正置式金相顯微鏡：物鏡在樣品上方，由上向下觀察試樣。圖1 -10為Olympus Provis AX70正置式研究型顯微鏡。這種顯微鏡代表了目前最先進(jìn)的設(shè)計(jì)及工藝，它集合 了多種照明(落射及透射)，多種觀察方式(偏光、DIC、熒光及相襯)的能力。它的攝 影裝置相當(dāng)完善，可執(zhí)行點(diǎn)測光，自動曝光控制，柔性的連續(xù)變倍，使取景更容易。Y形 的機(jī)架設(shè)計(jì)具備了很好的可操作性、穩(wěn)定性。光、機(jī)、電控制的完美結(jié)合，使得操作起來 十分容易，是現(xiàn)代先進(jìn)顯微鏡的代表。

(2) 倒置式金相顯微鏡：物鏡在樣品下方，由下向上觀察試樣。圖1-11和圖1-12 分別為LEICA公司生產(chǎn)的DMI 3000 M現(xiàn)代倒置式和DM4 M / DM6 M正置式現(xiàn)代多功能金 相顯微鏡。其中DM4 M/DM6 M正置式金相顯微鏡，實(shí)現(xiàn)了高模塊化，具有6孔物鏡轉(zhuǎn) 盤、內(nèi)置超相襯三維照明、LED用于所有照明模式、0.7x宏觀物鏡、先進(jìn)暗場、新調(diào)焦、 可變反襯模式等。

目前，我國顯微鏡生產(chǎn)水平也達(dá)到了國際水平，圖1T3和圖1-14分別為舜宇公司目 前生產(chǎn)的IE 200 M小型金相顯微鏡(6V30W鹵素?zé)艋?W LED兩種光源可選，調(diào)壓器已 內(nèi)置,直接接220V)和RX50M正置式多功能金相顯微鏡，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)碼技術(shù) 的發(fā)展，顯微鏡可通過攝像頭將金相圖片傳輸?shù)接?jì)算機(jī)并進(jìn)行儲存打印。

雖然金相學(xué)是一門古老的學(xué)科，但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)字圖像技術(shù)的不斷發(fā)展，給現(xiàn) 代金相顯微鏡發(fā)展開創(chuàng)了一個(gè)新世界，其將機(jī)械、光學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子圖像分析等領(lǐng) 域新技術(shù)的綜合應(yīng)用并優(yōu)化組合，使金相顯微鏡操作更簡單，精度更高，圖像更完美。