√лавна€ —лучайна€ страница


ѕолезное:

 ак сделать разговор полезным и при€тным  ак сделать объемную звезду своими руками  ак сделать то, что делать не хочетс€?  ак сделать погремушку  ак сделать неотразимый комплимент  ак сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами  ак сделать идею коммерческой  ак сделать хорошую раст€жку ног?  ак сделать наш разум здоровым?  ак сделать, чтобы люди обманывали меньше ¬опрос 4.  ак сделать так, чтобы вас уважали и ценили?  ак сделать лучше себе и другим люд€м  ак сделать свидание интересным?

 атегории:

јрхитектурајстрономи€Ѕиологи€√еографи€√еологи€»нформатика»скусство»стори€ улинари€ ультураћаркетингћатематикаћедицинаћенеджментќхрана трудаѕравоѕроизводствоѕсихологи€–елиги€—оциологи€—порт“ехника‘изика‘илософи€’ими€Ёкологи€ЁкономикаЁлектроника






ѕринцип действи€ и устройство металлографического микроскопа





ѕринцип действи€ и устройство металлографического микроскопа. ƒл€ изучени€ микроструктуры металлов используют металлографические микроскопы (рис. 1.4). ѕодготовленный соответствующим образом шлиф / помещают перпендикул€рно оптической оси микроскопа в плоскости, совпадающей с передней главной фокальной плоскостью объектива 2. Ўлиф освещаетс€ проход€щим через объектив почти параллельным оптической оси пучком света, который формируетс€ посредством осветительной системы, состо€щей из источника (лампы) 3, коллекторной линзы 4, апертурной 5 и полевой 7 диафрагм, вспомогательных линз 6, 8 и полупрозрачной пластинки 9. —ветовые лучи, отражающиес€ от участков поверхности шлифа, приблизительно нормальных оптической оси микроскопа, попадают в объектив, а те лучи, которые отражаютс€ от неровностей поверхности, не попадают в его поле. Ќа конечном изображении поверхности цы зерен, которые при подготовке шлифа обычно вытравливаютс€ в канавки, или частицы выделений, включени€ и поры.

ќбъектив создает обратное действительное увеличенное изображение образца в передней фокальной плоскости окул€ра S1. ќкул€р дополнительно увеличивает это изображение и дает окончательное мнимое увеличенное изображение образца S2 на рассто€нии ~250 мм от глаз наблюдател€ 11.

ѕри фотографировании изображени€ или его наблюдении на экране вместо Ђглазныхї окул€ров используют специальные фотоокул€ры (или гомали), которые принимают световые лучи, идущие непосредственно из объектива, и создают действительное первичное изображение на фотопластинке или экране.

”величение микроскопа равно произведению соответствующих увеличений объектива и окул€ра. ќсновное увеличение обеспечиваетс€ объективом, оно может достигать 100. ”величение окул€ра обычно не превышает 20. ≈сли необходимо точно определить увеличение проецируемого изображени€, то в качестве объекта следует использовать пластинку с микрометрической шкалой (объект-микрометр), на которой нанесены через каждые 0,01 мм делени€ на общей длине 1 мм.

–азрешающа€ способность микроскопа характеризуетс€ минимальным рассто€нием d между двум€ соседними детал€ми структуры объекта, которые еще могут быть раздельно различимы. ќграничени€ разрешающей способности оптических приборов св€заны с дифракционными €влени€ми и аберраци€ми элементов оптических систем. ћаксимальна€ разрешающа€ способность микроскопа соответствует условию:



d = dл/2nsinб = л/2ј, (1)

где л-- длина волны света; п -- показатель преломлени€ среды между объектом и объективом (дл€ воздуха п=1); б-- углова€ апертура объектива, равна€ половине угла, под которым виден зрачок объектива из точки предмета, лежащей на оптической оси. ¬еличина ј = п sin б называетс€ числовой апертурой и €вл€етс€ важнейшей характеристикой объектива. „исловую апертуру объектива можно увеличить, заполн€€ пространство между объективом и объектом (шлифом) иммерсионным маслом (обычно кедровым) с n=1,52. ƒл€ этой цели используют специальные иммерсионные объективы.

ѕоскольку величина а практически не бывает больше ~72∞ и максимальное значение sinб ?0,95, максимальное значение числовой апертуры дл€ Ђсухогої объектива составл€ет ј= 1„0,95 = 0,95, а дл€ иммерсионного объектива ј = 1,52„0,95 = 1,44.

ƒл€ освещени€ объекта наиболее часто примен€ют белый свет, дл€ которого можно прин€ть л = 0,55 мкм. —огласно условию (1) максимальна€ разрешающа€ способность микроскопа равна: dШ0,55ч2ч1,44Ш0,2 мкм.

„тобы использовать разрешающую способность объектива, т. е. увидеть те детали структуры объекта, которые разрешаютс€ объективом, необходимо установить соответствующее увеличение микроскопа. ”величение микроскопа N называют полезным, если разрешаемые детали структуры можно наблюдать под углом зрени€ 2'--4'. ѕолезное увеличение находитс€ в пределах N?500Aч1000A (2).

”величение меньше 500ј не позвол€ет различить все детали структуры, изображение которых формируетс€ объективом при апертуре ј, а применение увеличений, превышающих 1000ј, нецелесообразно, поскольку оно не дает каких-либо новых деталей в изображении структуры, а лишь приводит к ухудшению качества изображени€.

ѕри исследовании структуры металла объектив выбирают, исход€ из необходимого полезного увеличени€ микроскопа, определ€емого из выражени€ N=200/d'где d' -- минимальный размер интересующих деталей структуры (например, частиц какой-либо фазы), мкм; 200 -- разрешаемое рассто€ние дл€ глаза наблюдател€, мкм.

«на€ величину N, можно определить соответствующую числовую апертуру по формуле (2) и выбрать объектив, а затем окул€р.

—ледует учитывать, что в практике металлографических исследований иногда приходитс€ в ущерб разрешающей способности заботитьс€ о повышении контрастности изображени€ и об увеличении глубины резкости, характеризуемой величиной вертикального смещени€ деталей микроструктуры, которое не приводит к потере фокусировки.

Ёта величина обратно пропорциональна числовой апертуре и общему увеличению микроскопа, т.е. при более рельефной поверхности образца целесообразно использовать объективы с малой апертурой.  онтрастность изображени€ растет до тех пор, пока общее увеличение микроскопа не превзойдет полезного увеличени€. ѕоэтому увеличение окул€ра не должно быть излишне высоким, так как это вызывает размытие изображени€ деталей структуры.



ќбъектив микроскопа состоит из нескольких линз, установленных коаксиально. —истема линз обеспечивает более или менее полное устранение дефектов изображени€ (аберраций), к которым относ€тс€ хроматическа€ и сферическа€ аберрации, астигматизм, кома, кривизна изображени€ и дисторси€.

’роматическа€ аберраци€ обусловлена тем, что при использовании немонохроматического света лучи с меньшей длиной волны преломл€ютс€ линзой сильнее, чем лучи с большей длиной волны; в результате возникают изображени€ разной величины, располагающиес€ в различных плоскост€х.

—ферическа€ аберраци€ св€зана с различным преломлением монохроматических лучей, проход€щих через различные участки линзы. ¬ случае световых пучков с довольно большим диаметром к сферической аберрации добавл€ютс€ дефекты асимметрии (кома), в результате которых изображение отдельных деталей образца, располагающихс€ на некотором рассто€нии от оси линзы, получаетс€ размытым. ¬следствие астигматизма при прохождении через линзу пучка лучей от свет€щегос€ точечного источника, расположенного вне оптической оси, образуютс€ две фокусные линии, наход€щиес€ в разных плоскост€х, а изображение точки в промежуточных плоскост€х имеет форму круглого или эллиптического п€тна рассе€ни€.

јберраци€, называема€ дисторсией, св€зана с различным увеличением деталей объекта, наход€щихс€ на разном рассто€нии от оптической оси, так что изображени€ пр€мых линий оказываютс€ искривленными и нарушаетс€ подобие в геометрической форме между предметом и его изображением. » наконец, возможно искривление изображени€, при котором точечные изображени€, возникающие от плоского объекта, перпендикул€рного оптической оси, лежат не на плоскости, а на искривленной поверхности.

¬ зависимости от степени исправлени€ аберраций и области спектра, в которой они работают, объективы металломикроскопов дел€тс€ на ахроматы, апохроматы, планахроматы и планапохроматы.

” ахроматических объективов исправлена сферическа€ аберраци€, кома и хроматическа€ аббераци€ дл€ двух цветов, наиболее важных дл€ визуального наблюдени€; кривизна изображени€ не исправлена. јпохроматические объективы отличаютс€ более высокой степенью исправлени€ сферической аберрации и комы, а также обспечивают более правильную цветопередачу. ¬ сочетании с компенсационными окул€рами эти объективы дают высокое качество изображени€ и особенно подход€т дл€ больших увеличений и микрофотографировани€. ѕланахроматы и планапохроматы скорректированы соответственно так же, как ахроматические и апохроматические объективы, и, кроме того, у них исправлена кривизна изображени€.

 

3.ћетоды микроскопического исследовани€ материалов. ћетод косого освещени€. ћетод темнопольного освещени€. »сследовани€ в пол€ризованном свете. ћетод светлого пол€
ћетоды микроскопического исследовани€

¬ основном металлографические исследовани€ провод€тс€ с использованием

светлопольного (вертикального) освещени€. ƒл€ дополнительного повышени€

контрастности примен€ют другие виды освещени€. ¬ частности используютс€ ме-

тод косого освещени€, метод темнопольного освещени€, исследование материала

в пол€ризованном свете, метод фазового контраста, метод интерференционного

контраста, описание которых приводитс€ в источнике.

ѕри использовании метода косого освещени€в создании изображени€ пре-

имущественно участвуют косые лучи, не параллельные оптической оси системы.

ѕовышение контраста при этом обусловлено увеличением роли дифрагированных

на разных элементах структуры лучей и образованием теней от рельефа поверхно-

сти объекта. ѕоэтому косое освещение целесообразно примен€ть при достаточно

резком рельефе поверхности шлифа.

ћетод темнопольного освещени€основан на том, что объектив выключаетс€

из системы осветител€. ƒл€ освещени€ объекта примен€етс€ специальный конден-

сор. ¬ этом случае пр€мые лучи через объектив не проход€т. »зображение фор-

мируетс€ рассе€нными лучами. ѕри использовании метода темнопольного изо-

бражени€ гладкие участки выгл€д€т темными, а рельефные Ц светлыми и €ркими.

Ѕольшинство металлических фаз и неметаллических включений €вл€ютс€ оп-

тически анизотропными.

ѕоэтому при проведении металлографических исследо-

ваний целесообразно использовать пол€ризованный свет. ƒл€ реализации метода

исследовани€ материалов в пол€ризованном свете перед коллекторной линзой

помещают пол€ризатор. —оздающийс€ в пол€ризаторе плоскопол€ризованный

свет после отражени€ от объекта проходит через анализатор, расположенный ме-

жду объективом и окул€ром или над окул€ром. ≈сли объект оптически изотропен,

то при соответсвующем взаимном положении пол€ризатора и анализатора можно

добитьс€ полного поглощени€ света. ќднако если какие-либо фазы оптически

анизотропны, то при скрещенных пол€рофильтрах полного поглощени€ лучей не

происходит и отдельные кристаллы оказываютс€ светлыми, т.е. получаетс€ види-

мое контрастное изображение. Ќаиболее часто пол€ризованный свет примен€ют

дл€ идентификации неметаллических включений в стал€х. ƒл€ реализации опи-

санного метода конструкци€ микроскопа должна предусматривать включение и

выключение пол€рофильтров и вращение анализатора в пределах от 0 до 90 граду-

сов.

4. ћетод интерференционного контраста. ћетод фазового контраста. ћетод исследовани€ в свете люминисценции.

ћетод фазового контрастапозвол€ет обнаружить разность в уровн€х рельефа

поверхности до ~ 5 нм. ≈го рекомендуетс€ использовать дл€ изучени€ границ зе-

рен, двойников, линий скольжени€ и дисперсных выделений. ћетод основан на

том, что неровности поверхности шлифа создают разность фаз отраженных свето-

вых лучей. ¬ микроскопах эта разность усиливаетс€ системой, состо€щей из коль-

цевой диафрагмы и фазовой пластинки.

ћетод интерференционного контрастапозвол€ет обнаружить небольшие из-

менени€ микрорельефа поверхности. ¬озможно использование методов двухлуче-

вой и многолучевой интерферометрии. ¬ интерферометре Ћинника, использую-

щем метод двухлучевой интерферометрии, свет от источника расщепл€етс€ на два

пучка. ќдин пучок падает падает на исследуемую поверхность, а другой пучок ос-

вещает эталонную оптически плоскую поверхность зеркала. ќтраженные от этих

поверхностей лучи накладываютс€ друг на друга. ѕри наличии разности хода двух

пучков возникает интерференционна€ картина, выражающа€с€ в чередовании

максимумов и минимумов освещенности. Ёта картина позвол€ет оценить глубину

рельефа с точностью до 1/20 длины волны.

ћетод исследовани€ в свете люминесценции состоит в наблюдении под микроскопом зелено-оранжевого свечени€ микрообъектов, которое возникает при их освещении сине-фиолетовым светом или не видимыми глазом ультрафиолетовыми лучами. ¬ оптическую схему микроскопа ввод€тс€ два светофильтра. ќдин из них помещают перед конденсором. ќн пропускает от источника-осветител€ излучение только тех длин волн, которые возбуждают люминесценцию либо самого объекта (собственна€ люминесценци€), либо специальных красителей, введЄнных в препарат и поглощЄнных его частицами (вторична€ люминесценци€). ¬торой светофильтр, который установлен после объектива, пропускает к глазу наблюдател€ (или на фоточувствительный слой) только свет люминесценции. ¬ люминесцентной микроскопии используют освещение препаратов как сверху (через объектив, который в этом случае служит и конденсором), так и снизу, через обычный конденсор. ћетод нашел широкое применение в микробиологии, вирусологии, гистологии, цитологии, в пищевой промышленности, при исследовании почв, в микрохимическом анализе, в дефектоскопии. “акое многообразие применений объ€сн€етс€ очень высокой цветовой чувствительностью глаза и высокой контрастностью изображени€ самосвет€щегос€ объекта на тЄмном не люминесцирующем фоне.

 

5.“ипы микроскопов: биологические,инвертированные, металлографические, люминисценнтные, ультрафиолетовые, инфракрасные, пол€ризационные

Ѕиологические микроскопы Ч это микроскопы проход€щего света, формирующие плоское изображение наблюдаемого прозрачного или полупрозрачного объекта. »х применение в биологии, медицине, геологии, микроэлектронике и многих других област€х науки и техники помогает решить множество исследовательских задач.






Date: 2015-11-15; view: 1943; Ќарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2019 year. (0.008 sec.) ¬се материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомлени€ читател€ми и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - ѕожаловатьс€ на публикацию