Principi snimanja metalografskog mikroskopa
1. Svijetlo polje, tamno polje
Brightfield je najosnovnija metoda posmatranja uzoraka pod mikroskopom, koja predstavlja svijetlu pozadinu u vidnom polju mikroskopa. Osnovni princip je da kada je izvor svjetlosti okomit ili gotovo okomit i osvjetljava površinu uzorka kroz sočivo objektiva, ono se reflektira natrag do sočiva objektiva kroz površinu uzorka i formira sliku.
Razlika između metode osvjetljenja tamnog polja i metode osvjetljenja svijetlog polja je u tome što se u području polja mikroskopa pojavljuje tamna pozadina. Metoda osvjetljenja svijetlim poljem je vertikalna ili okomita incidencija, dok je metoda osvjetljenja tamnog polja kroz okolno koso osvjetljenje izvan objektiva. Uzorak će raspršiti ili reflektirati svjetlost zračenja, a svjetlost raspršena ili reflektirana od uzorka ulazi u objektiv objektiva kako bi snimio uzorak. Posmatranjem tamnog polja mogu se jasno uočiti bezbojni, sićušni kristali ili sićušna vlakna svijetle boje koja je teško uočiti u svijetlom polju.
2. Polarizovano svetlo, smetnje
Svetlost je elektromagnetski talas, a elektromagnetski talas je poprečni talas. Samo poprečni talasi 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 prođite prirodno svjetlo kroz prvi polarizator A. U ovom trenutku, prirodno svjetlo također postaje polarizirano svjetlo, ali pošto ga ljudsko oko ne može razlikovati, potreban je drugi polarizator B. Popravite polarizator A i postavite polarizator B na istu horizontalnu ravan kao i A. Rotirajte polarizator B. Možete otkriti da se intenzitet propuštenog svjetla povremeno mijenja kako se B rotira. Intenzitet svjetlosti će se postepeno povećavati od maksimuma do maksimuma za svakih 90 stepeni. Ona slabi do najtamnijeg, a zatim se rotira za 90 stepeni i intenzitet svetlosti se postepeno povećava od najtamnijeg ka najsvetlijem. 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. Interferencija svjetlosti se uglavnom dijeli na interferenciju dvostrukog proreza i interferenciju tankog filma. Interferencija dvostrukog proreza znači da svjetlost koju emituju dva nezavisna izvora svjetlosti nije koherentna svjetlost. Uređaj za interferenciju sa dvostrukim prorezom čini da jedan snop svjetlosti prođe kroz dvostruke proreze i postane dva snopa koherentne svjetlosti, koja komuniciraju na svjetlosnom ekranu i formiraju stabilne interferenčne rubove. U eksperimentu interferencije sa dvostrukim prorezom, kada je razlika udaljenosti između određene tačke na svetlosnom ekranu i dvostrukih proreza paran broj polutalasnih dužina, na toj tački će se pojaviti svetle pruge; kada je razlika udaljenosti između određene točke na svjetlosnom ekranu i dvostrukih proreza neparan broj poluvalnih dužina, tamne pruge koje se pojavljuju u ovoj tački su Youngova interferencija dvostrukog proreza. Interferencija tankog filma je pojava u kojoj se formiraju dva snopa reflektirane svjetlosti nakon što se snop svjetlosti reflektira od dvije površine filma. Ova pojava se naziva interferencija tankog filma. Kod interferencije tankog filma, razlika putanje reflektirane svjetlosti od prednje i stražnje površine određena je debljinom filma, tako da bi se kod interferencije tankog filma trebao pojaviti isti svijetli rub (tamni rub) gdje je debljina filma jednaka. Pošto je talasna dužina svetlosnih talasa izuzetno kratka, kada se tanki filmovi interferiraju, dielektrični film bi trebao biti dovoljno tanak da može uočiti interferencijske rubove.
3. Diferencijalni kontrast interferencije DIC
Metalografski mikroskop DIC koristi princip polarizovane svetlosti. Transmisioni DIC mikroskop uglavnom ima četiri posebne optičke komponente: polarizator, DIC prizma I, DIC prizma II i analizator. Polarizator je instaliran direktno ispred kondenzacionog sistema kako bi linearno polarizirao svjetlost. U kondenzator je ugrađena DIC prizma. Ova prizma može razložiti snop svjetlosti na dva snopa svjetlosti (x i y) s različitim smjerovima polarizacije, a dva snopa formiraju mali ugao. Kondenzator poravnava dva snopa svjetlosti paralelno sa optičkom osom mikroskopa. U početku, dva snopa svjetlosti imaju istu fazu. Nakon prolaska kroz susjedna područja uzorka, dolazi do razlike optičkog puta između dva snopa svjetlosti zbog različite debljine i indeksa prelamanja uzorka. DIC prizma II je instalirana na zadnjoj fokalnoj ravni objektiva, koja kombinuje dva svetlosna talasa u jedan. U ovom trenutku, ravni polarizacije (x i y) dvaju zraka svjetlosti još uvijek postoje. Konačno, snop prolazi kroz prvi polarizacijski uređaj, analizator. Pre nego što snop formira DIC sliku u okularu, analizator je orijentisan pod pravim uglom u odnosu na polarizator. Analizator kombinuje dva okomita svetlosna talasa u dva snopa sa istom ravninom polarizacije, uzrokujući njihovu interferenciju. Razlika optičkog puta između x i y talasa određuje koliko se svjetlosti prenosi. Kada je razlika optičke putanje 0, svjetlost ne prolazi kroz analizator; kada je razlika optičkog puta jednaka polovini talasne dužine, svetlost koja prolazi dostiže maksimalnu vrednost. Dakle, na sivoj pozadini struktura uzorka pokazuje razliku u svjetlu i tami. Kako bi se postigao najbolji kontrast slike, razlika optičke putanje se može promijeniti podešavanjem uzdužnog finog podešavanja DIC prizme II. Razlika optičkog puta može promijeniti svjetlinu slike. Podešavanje DIC Prism II može učiniti da fina struktura uzorka pokaže pozitivnu ili negativnu projekciju slike, obično je jedna strana svijetla, a druga tamna, što stvara umjetni trodimenzionalni osjećaj uzorka.
