Principi snimanja metalografskog mikroskopa
1. Svijetlo polje, tamno polje
Svijetlo polje je najosnovnija promatračka metoda za promatranje uzoraka pod mikroskopom, koja predstavlja svijetlu pozadinu u vidnom polju mikroskopa. Osnovno načelo je da kada je izvor svjetlosti okomit ili gotovo okomit i osvjetljava površinu uzorka kroz leću objektiva, reflektira se natrag na leću objektiva kroz površinu uzorka kako bi formirao sliku.
Razlika između metode osvjetljavanja tamnog polja i metode osvjetljavanja svijetlog polja je u tome što se u području polja mikroskopa pojavljuje tamna pozadina. Metoda osvjetljenja svijetlog polja je okomita ili okomita incidencija, dok je metoda osvjetljenja tamnog polja kroz okolno koso osvjetljenje izvan leće objektiva. Uzorak će raspršiti ili reflektirati svjetlost zračenja, a svjetlost raspršena ili reflektirana od uzorka ulazi u leću objektiva za sliku uzorka. Promatranjem u tamnom polju mogu se jasno uočiti bezbojni, sićušni kristali ili svijetla sićušna vlakna koja je teško uočiti u svijetlom polju.
2. Polarizirano svjetlo, smetnje
Svjetlost je elektromagnetski val, a elektromagnetski val je transverzalni val. Samo transverzalni valovi imaju polarizaciju. Definira se kao svjetlost čiji električni vektor vibrira na fiksan način u odnosu na smjer širenja.
Fenomen polarizacije svjetlosti može se otkriti uz pomoć eksperimentalne opreme. Uzmite dva identična polarizatora A i B i provedite prirodnu svjetlost kroz prvi polarizator A. U to vrijeme prirodna svjetlost također postaje polarizirana svjetlost, ali budući da je ljudsko oko ne može razlikovati, potreban je drugi polarizator B. Učvrstite polarizator A i postavite polarizator B na istu horizontalnu ravninu kao A. Rotirajte polarizator B. Možete vidjeti da se intenzitet propuštene svjetlosti povremeno mijenja kako B rotira. Intenzitet svjetla postupno će se povećavati od maksimuma do maksimuma za svaki okret od 90 stupnjeva. Ono slabi do najtamnijeg, a zatim se okreće za 90 stupnjeva i intenzitet svjetla postupno raste od najtamnijeg do najsvjetlijeg. Stoga se polarizator A naziva polarizator, a polarizator B analizator.
Interferencija je pojava u kojoj se intenzitet svjetlosti pojačava ili slabi superpozicijom dva stupca koherentnih valova (svjetlosti) u zoni interakcije. Svjetlosna interferencija uglavnom se dijeli na interferenciju dvostrukog proreza i interferenciju tankog filma. Interferencija dvostrukog proreza znači da svjetlost koju emitiraju dva neovisna izvora svjetlosti nije koherentna svjetlost. Interferencijski uređaj s dvostrukim prorezom čini da jedna zraka svjetlosti prolazi kroz dvostruke proreze i postaje dvije zrake koherentne svjetlosti, koje komuniciraju na svjetlosnom ekranu i tvore stabilne interferencijske rubove. U eksperimentu interferencije s dvostrukim prorezom, kada je razlika u udaljenosti između određene točke na svjetlosnom ekranu i dvostrukih proreza jednaka broju poluvalnih duljina, na toj će se točki pojaviti svijetle pruge; kada je razlika u udaljenosti između određene točke na svjetlosnom ekranu i dvostrukih proreza neparan broj poluvalnih duljina, tamne pruge koje se pojavljuju na ovom mjestu su Youngova interferencija dvostrukog proreza. Interferencija tankog filma je pojava u kojoj se formiraju dvije zrake reflektirane svjetlosti nakon što se zraka svjetlosti reflektira na dvije površine filma. Taj se fenomen naziva interferencija tankog filma. Kod interferencije tankog filma razlika puta reflektirane svjetlosti od prednje i stražnje površine određena je debljinom filma, pa bi se kod interferencije tankog filma isti svijetli rub (tamni rub) trebao pojaviti tamo gdje je debljina filma jednaka. Budući da je valna duljina svjetlosnih valova iznimno kratka, kada tanki filmovi interferiraju, dielektrični film treba biti dovoljno tanak da se mogu uočiti interferencijske rubove.
3. Diferencijalni interferencijski kontrast DIC
Metalografski mikroskop DIC koristi princip polarizirane svjetlosti. Transmisioni DIC mikroskop uglavnom ima četiri posebne optičke komponente: polarizator, DIC prizmu I, DIC prizmu II i analizator. Polarizator je instaliran izravno ispred kondenzacijskog sustava kako bi linearno polarizirao svjetlost. DIC prizma je ugrađena u kondenzator. Ova prizma može rastaviti zraku svjetlosti na dvije zrake svjetlosti (x i y) s različitim smjerovima polarizacije, a dvije zrake tvore mali kut. Kondenzator usmjerava dvije zrake svjetlosti paralelno s optičkom osi mikroskopa. U početku, dvije zrake svjetlosti imaju istu fazu. Nakon prolaska kroz susjedna područja uzorka, dolazi do optičke razlike putanje između dviju zraka svjetlosti zbog različite debljine i indeksa loma uzorka. DIC prizma II postavljena je na stražnjoj žarišnoj ravnini leće objektiva, koja spaja dva svjetlosna vala u jedan. U ovom trenutku još uvijek postoje ravnine polarizacije (x i y) dviju zraka svjetlosti. Na kraju zraka prolazi kroz prvi polarizacijski uređaj, analizator. Prije nego što zraka formira DIC sliku u okularu, analizator se usmjerava pod pravim kutom u odnosu na polarizator. Analizator kombinira dva okomita svjetlosna vala u dvije zrake s istom ravninom polarizacije, uzrokujući njihovu interferenciju. Optička razlika putanje između x i y valova određuje koliko se svjetlosti prenosi. Kada je razlika optičkog puta 0, svjetlost ne prolazi kroz analizator; kada je razlika optičkog puta jednaka polovici valne duljine, svjetlost koja prolazi postiže najveću vrijednost. Dakle, na sivoj pozadini, struktura uzorka pokazuje razliku u svjetlu i tami. Kako bi se postigao najbolji kontrast slike, optička razlika putanje može se promijeniti podešavanjem uzdužnog finog podešavanja DIC prizme II. Optička razlika putanje može promijeniti svjetlinu slike. Podešavanje DIC prizme II može učiniti da fina struktura uzorka pokaže pozitivnu ili negativnu projekcijsku sliku, obično je jedna strana svijetla, a druga tamna, što stvara umjetni trodimenzionalni osjećaj uzorka.
