Principios de obtención de imágenes del microscopio metalográfico
1. Campo brillante, campo oscuro
Brightfield es el método de observación más básico para observar muestras bajo un microscopio, que presenta un fondo brillante en el campo de visión del microscopio. El principio básico es que cuando la fuente de luz es vertical o casi vertical e ilumina la superficie de la muestra a través de la lente del objetivo, se refleja de regreso a la lente del objetivo a través de la superficie de la muestra para formar una imagen.
La diferencia entre el método de iluminación de campo oscuro y el método de iluminación de campo brillante es que aparece un fondo oscuro en el área del campo del microscopio. El método de iluminación de campo brillante es por incidencia vertical o perpendicular, mientras que el método de iluminación de campo oscuro es a través de iluminación oblicua circundante fuera de la lente del objetivo. La muestra dispersará o reflejará la luz de irradiación, y la luz dispersada o reflejada por la muestra ingresa a la lente del objetivo para obtener imágenes de la muestra. La observación en campo oscuro puede observar claramente cristales diminutos incoloros o fibras diminutas de colores claros que son difíciles de observar en campo brillante.
2. Luz polarizada, interferencia
La luz es una onda electromagnética y la onda electromagnética es una onda transversal. Sólo las ondas transversales tienen polarización. Se define como luz cuyo vector eléctrico vibra de manera fija con respecto a la dirección de propagación.
El fenómeno de polarización de la luz se puede detectar con la ayuda de equipos experimentales. Tome dos polarizadores idénticos A y B y pase la luz natural a través del primer polarizador A. En este momento, la luz natural también se convierte en luz polarizada, pero como el ojo humano no puede distinguirla, se necesita un segundo polarizador B. Fije el polarizador A y coloque el polarizador B en el mismo plano horizontal que A. Gire el polarizador B. Puede encontrar que la intensidad de la luz transmitida cambia periódicamente a medida que B gira. La intensidad de la luz aumentará gradualmente de máximo a máximo por cada rotación de 90 grados. Se debilita hasta el punto más oscuro y luego gira 90 grados y la intensidad de la luz aumenta gradualmente desde el más oscuro al más brillante. Por lo tanto, el polarizador A se llama polarizador y el polarizador B se llama analizador.
La interferencia es el fenómeno en el que la intensidad de la luz se intensifica o debilita por la superposición de dos columnas de ondas coherentes (luz) en la zona de interacción. La interferencia de la luz se divide principalmente en interferencia de doble rendija e interferencia de película delgada. La interferencia de doble rendija significa que la luz emitida por dos fuentes de luz independientes no es luz coherente. El dispositivo de interferencia de doble rendija hace que un haz de luz pase a través de las dobles rendijas y se convierta en dos haces de luz coherente, que se comunican en la pantalla de luz para formar franjas de interferencia estables. En el experimento de interferencia de doble rendija, cuando la diferencia de distancia entre un determinado punto de la pantalla de luz y las dobles rendijas es un número par de medias longitudes de onda, aparecerán franjas brillantes en ese punto; cuando la diferencia de distancia entre un determinado punto de la pantalla de luz y las dobles rendijas es un número impar de medias longitudes de onda, las franjas oscuras que aparecen en este punto son la interferencia de la doble rendija de Young. La interferencia de película delgada es un fenómeno en el que se forman dos haces de luz reflejada después de que un haz de luz es reflejado por dos superficies de la película. Este fenómeno se llama interferencia de película delgada. En la interferencia de película delgada, la diferencia de trayectoria de la luz reflejada desde las superficies frontal y posterior está determinada por el espesor de la película, por lo que en la interferencia de película delgada debe aparecer la misma franja brillante (franja oscura) donde el espesor de la película es igual. Dado que la longitud de onda de las ondas de luz es extremadamente corta, cuando interfieren películas delgadas, la película dieléctrica debe ser lo suficientemente delgada como para observar franjas de interferencia.
3. Contraste de interferencia diferencial DIC
El microscopio metalográfico DIC utiliza el principio de la luz polarizada. El microscopio de transmisión DIC tiene principalmente cuatro componentes ópticos especiales: polarizador, prisma DIC I, prisma DIC II y analizador. El polarizador se instala directamente delante del sistema de condensación para polarizar linealmente la luz. Se instala un prisma DIC en el condensador. Este prisma puede descomponer un haz de luz en dos haces de luz (x e y) con diferentes direcciones de polarización, y los dos haces forman un pequeño ángulo. El condensador alinea los dos haces de luz paralelos al eje óptico del microscopio. Inicialmente, los dos haces de luz tienen la misma fase. Después de pasar por las áreas adyacentes de la muestra, la diferencia de trayectoria óptica entre los dos haces de luz se produce debido al diferente espesor e índice de refracción de la muestra. En el plano focal posterior de la lente del objetivo se instala un prisma DIC II, que combina las dos ondas de luz en una. En este momento, los planos de polarización (xey) de los dos haces de luz todavía existen. Finalmente el haz pasa a través del primer dispositivo polarizador, el analizador. Antes de que el haz forme una imagen DIC en el ocular, el analizador se orienta en ángulo recto con respecto al polarizador. El analizador combina dos ondas de luz perpendiculares en dos haces con el mismo plano de polarización, provocando interferencias. La diferencia de trayectoria óptica entre las ondas xey determina cuánta luz se transmite. Cuando la diferencia de trayectoria óptica es 0, no pasa luz a través del analizador; cuando la diferencia de camino óptico es igual a la mitad de la longitud de onda, la luz que pasa alcanza el valor máximo. Así, sobre el fondo gris, la estructura del espécimen muestra una diferencia entre la luz y la oscuridad. Para lograr el mejor contraste de la imagen, la diferencia de trayectoria óptica se puede cambiar ajustando el ajuste longitudinal fino del prisma DIC II. La diferencia de trayectoria óptica puede cambiar el brillo de la imagen. El ajuste de DIC Prism II puede hacer que la estructura fina de la muestra muestre una imagen de proyección positiva o negativa, generalmente un lado es brillante y el otro lado es oscuro, lo que crea una sensación tridimensional artificial de la muestra.
