早在公元前1世紀，人們就已發現通過球形透明物體去觀察微小物體時，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律有了認識。

1590年荷蘭和意大利的眼鏡制造者已經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 鏡時，改變物鏡和目鏡之間的距離，得出合理的顯微鏡光路結構，提議復合式顯微鏡的制 作方式。1665年前后，英國物理學家羅伯特?虎克（Robert Hooke）在顯微鏡中加入粗動 和微動調焦機構、照明系統和承載標本片的工作臺，這些部件經過不斷改進，設計出了 第一臺具有物鏡放大倍率，可放大到140倍的顯微鏡，成為現代顯微鏡的基本組成部 分。

19世紀高質量消色差浸液物鏡的出現使顯微鏡觀察微細結構的能力大為提高，1827 年阿米奇首次采用浸液物鏡，19世紀70年代，德國人阿貝奠定了顯微鏡成像的理論基礎。 這些都促進了顯微鏡制造和顯微觀察技術的迅速發展，并為19世紀后半葉包括科赫、巴 斯德等在內的生物學家和醫學家發現細菌和微生物提供了有力的工具。圖1-3為19世紀 Zeiss生產的生物顯微鏡。在顯微鏡結構發展的同時，顯微觀察技術也在不斷創新，1893 年出現了偏光顯微術和干涉顯微術，1935年荷蘭物理學家澤爾尼克創造了相襯顯微術, 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）將光學顯微原理上的影像增強了對比，使顯微圖像成像發展趨于完美境界。

自1863年索比（Henry Clifton Sorby）首創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部組織結構的重要工具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儀器。隨著實際生產和 人們對金屬內部顯微組織結構認識的需求，金相顯微鏡也在不斷地發展和完善。自第一臺 實用的金相顯微鏡問世以來已經歷了近百年的發展歷程，這也是材料科學與金相顯微鏡相 互促進發展的歷程。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50~60年代生產的小型顯微鏡、立式金相顯微鏡和臥式金相顯微鏡。這些金相 顯微鏡在20世紀冶金、機械行業以及材料科學的研究中起到了很大的作用。隨著科學技 術的不斷進步，ZEISS公司在20世紀80年代生產出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構研究提供了更多的手段。

我國在20世紀生產金相顯微鏡的廠家主要有上海光學儀器廠、江南光學儀器廠和重 慶光學儀器廠。圖1-8為20世紀80年代上海光學儀器廠生產的小型金相顯微鏡，光源為 6~8V、15W的白熾燈，結構簡單。圖1-9為20世紀80年代江南光學儀器廠生產的臥式金相顯微鏡。

因光學玻璃的性能在很大程度上有了明顯的改進，現代的顯微鏡在設計及性能上遠遠 超過了 20世紀中期的顯微鏡，其可更好的校正光學像差，人工合成的鍍膜技術也已十分 先進。同時制造商們也開始在顯微鏡控制上釆用集成電路技術，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，計算機構成完整的圖像信息采集和處理系 統——電腦圖像顯微成像系統。操作和攝影較早期容易，自動化程度更高，不僅能適應復 雜的工作任務，同時也極大地降低了使用者的工作強度。因此，現在的光學顯微鏡可用在 很多領域，已成為研究和檢驗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的設計及工藝，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 影裝置相當完善，可執行點測光，自動曝光控制，柔性的連續變倍，使取景更容易。Y形 的機架設計具備了很好的可操作性、穩定性。光、機、電控制的完美結合，使得操作起來 十分容易，是現代先進顯微鏡的代表。

(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公司生產的DMI 3000 M現代倒置式和DM4 M / DM6 M正置式現代多功能金 相顯微鏡。其中DM4 M/DM6 M正置式金相顯微鏡，實現了高模塊化，具有6孔物鏡轉 盤、內置超相襯三維照明、LED用于所有照明模式、0.7x宏觀物鏡、先進暗場、新調焦、 可變反襯模式等。

目前，我國顯微鏡生產水平也達到了國際水平，圖1T3和圖1-14分別為舜宇公司目 前生產的IE 200 M小型金相顯微鏡(6V30W鹵素燈或5W LED兩種光源可選，調壓器已 內置,直接接220V)和RX50M正置式多功能金相顯微鏡，隨著計算機技術與數碼技術 的發展，顯微鏡可通過攝像頭將金相圖片傳輸到計算機并進行儲存打印。

雖然金相學是一門古老的學科，但隨著計算機技術與數字圖像技術的不斷發展，給現 代金相顯微鏡發展開創了一個新世界，其將機械、光學、計算機技術和電子圖像分析等領 域新技術的綜合應用并優化組合，使金相顯微鏡操作更簡單，精度更高，圖像更完美。