Устройство и принцип действия оптических микроскопов.

Принципиальная схема оптического микроскопа и ход лучей:

Объектив ОБ, который расположен на определенном расстоянии от образца О создает обратное, действительное, промежуточное изображение r образца. с помощью двойной линзы-окуляр (ок), получают мнимое увеличенное изображение О’. Глаз который смотрит источник А через окуляр, видит вместо реального мнимое увеличенное изображение образца О’.

В тех случаях когда требуется сфотографировать а не наблюдать визуально, увеличенное промежуточное изображение образца либо сделать его видимым на матовом стекле, то вместе ОК используют, которая увеличивает промежуточное изображение z и переводит его на матовое стекло, либо на фотопластинку. В этом случае на матовом стекле появляется действительное увеличенное изображение образца О’.

Если взять отношение конкретного объекта А’ к величине объекта А, то это и будет увеличенное изображение.

Разрешающая способность микроскопа.

Разрешающая способность микроскопа определяется как расстояние d между двумя соседними деталями объекта, которые могу быть непосредственно раздельно отличимы друг от друга. Разрешающую способность микроскопа можно также рассчитать по уравнение Аббе:d=λ/A, где λ- длина волны света, которая используется для освещения объекта. А- цифровая апертура объектива. А=n*sinα, где n-оптический коэффициент преломления среды между объективом и объектом. α - половинный угол раскрытия пучка лучей поступающих в объектив.

Разрешающая способность микроскопа тем лучше, чем больше апертура А, и чем меньше длина волны света. Как известно λ видимого света находится в пределах между 0,4-0,8 мкм, половинный угол раскрытия имеет максимальное значение 72 о, коэффициент приломления воздуха n=1, если подставить эти величины в уравнение то получиться величина разрешающей способности объектива порядка 0,2 мкм d= λ/ n*sinα. Величина цифровой апертуры А имеет значение при выборе окуляра или

С помощью закона Аббе находят полезное увеличение оптических микроскопов. Оно как правило в 500-1000 раз больше цифровой апертуры. Применение больших увеличений нецелесообразно, так как при этом более мелкие подробности остаются незамеченными.

Количественная металлография. Точечный, линейный и плоскостной анализы структуры материала

Cв-ва металлов и кристаллических материалов зависят от количества, размеров, формы и расположения структурных составляющих. Изучаемую структуру можно оценивать количественно. Для получения количественных характеристик структуры материала используют 3 группы способов: точечный, линейный, плоскостной анализы

Точечный анализ служит для определения объёмных долей одной из фаз в многофазных материалах. Этот анализ можно применить в тех случаях, когда объёмная доля определённой фазы не превышает 15%. При точечном анализе определяют число точек на структурном поле, приходящиеся на поверхность определённой фазы Рх, а затем определяют общее количество точек Р.Объёмная доля V=PxP×100%.

Линейный анализ используется чаще. Для его проведения в поле зрения размещают большое количество прямых линий с известной общей длиной L, затем посчитывают число зёрен в плоскости шлифа, которые пересекают эти прямые линии. Отношение общей длины линии L к числу пересечений nL даёт размер зерна l=LnL.

Для количественной характеристики структуры используют анализ площадей. Этот анализ наряду с распределением отдельных фаз по объёму позволяет получить данные о средней площади поперечного сечения зёрен. С этой целью используют метод круга. На фотке шлифа рисуют произвольно окружность с диаметром D и выражают его 1 мм. Затем, учитывая масштаб фотки(изображения), который обозначается В, который представляет собой размерность [мкммм] – количество мкм, содержащееся в 1 мм изображения шлифа. Если D в мм умножить на масштаб →реальный действительный диаметр круга в мкм. Затем рассчитывают S круга, ограниченную этой окружностью S=π(D)24 [мкм2].

Затем подсчитывают количество зёрен, которые полностью находятся внутри круга(Z). Потом подсчитывают число зёрен, пересечённых окружностью(n). Общее число зёрен N, которые находятся внутри круга, равно 0,67хn+Z, где 0,67 – коэффициент, который учитывает ту часть пересечённых зёрен, которая находится внутри круга. Средняя площадь зерна t=SN [мкм2].