Metallogrāfiskā mikroskopa attēlveidošanas principi
1. Gaišs lauks, tumšs lauks
Brightfield ir visvienkāršākā novērošanas metode paraugu novērošanai mikroskopā, kas rada spilgtu fonu mikroskopa redzes laukā. Pamatprincips ir tāds, ka, ja gaismas avots ir vertikāls vai gandrīz vertikāls un apgaismo parauga virsmu caur objektīva lēcu, tas caur parauga virsmu tiek atstarots atpakaļ uz objektīvu, veidojot attēlu.
Atšķirība starp tumšā lauka apgaismojuma metodi un spilgtā lauka apgaismojuma metodi ir tāda, ka mikroskopa lauka zonā parādās tumšs fons. Spilgta lauka apgaismojuma metode ir vertikāla vai perpendikulāra, savukārt tumšā lauka apgaismojuma metode ir ar apkārtējo slīpo apgaismojumu ārpus objektīva. Paraugs izkliedēs vai atstaro apstarošanas gaismu, un parauga izkliedētā vai atstarotā gaisma nonāk objektīva objektīvā, lai attēlotu paraugu. Novērojot tumšo lauku, var skaidri novērot bezkrāsainus, sīkus kristālus vai gaišas krāsas sīkas šķiedras, kuras ir grūti novērot spilgtā laukā.
2. Polarizēta gaisma, traucējumi
Gaisma ir elektromagnētiskais vilnis, un elektromagnētiskais vilnis ir šķērsvilnis. Tikai šķērsviļņiem ir polarizācija. To definē kā gaismu, kuras elektriskais vektors vibrē fiksētā veidā attiecībā pret izplatīšanās virzienu.
Gaismas polarizācijas fenomenu var noteikt ar eksperimentālas iekārtas palīdzību. Paņemiet divus identiskus polarizatorus A un B un izlaidiet dabisko gaismu caur pirmo polarizatoru A. Šobrīd arī dabiskā gaisma kļūst par polarizētu gaismu, taču, tā kā cilvēka acs to nevar atšķirt, ir nepieciešams otrs polarizators B. Piestipriniet polarizatoru A un novietojiet polarizatoru B tajā pašā horizontālajā plaknē, kur A. Pagrieziet polarizatoru B. Varat konstatēt, ka raidītās gaismas intensitāte periodiski mainās, griežoties B. Gaismas intensitāte pakāpeniski palielināsies no maksimālās līdz maksimumam, veicot katru 90 grādu pagriešanos. Tas vājinās līdz tumšākajam un pēc tam pagriežas par 90 grādiem, un gaismas intensitāte pakāpeniski palielinās no tumšākā līdz spilgtākajam. Tāpēc polarizatoru A sauc par polarizatoru, un polarizatoru B sauc par analizatoru.
Interference ir parādība, kurā gaismas intensitāti pastiprina vai vājina divu koherentu viļņu (gaismas) kolonnu superpozīcija mijiedarbības zonā. Gaismas traucējumus galvenokārt iedala dubultās spraugas traucējumos un plānās plēves traucējumos. Dubultās spraugas traucējumi nozīmē, ka gaisma, ko izstaro divi neatkarīgi gaismas avoti, nav koherenta gaisma. Divkāršās spraugas traucējumu ierīce liek vienam gaismas staram iziet cauri dubultajām spraugām un kļūt par diviem koherentas gaismas stariem, kas sazinās uz gaismas ekrāna, veidojot stabilas traucējumu malas. Dubultās spraugas traucējumu eksperimentā, kad attāluma starpība starp noteiktu gaismas ekrāna punktu un dubultajām spraugām ir pāra pusviļņu garumu skaits, šajā punktā parādīsies spilgtas svītras; ja attāluma starpība starp noteiktu punktu uz gaismas ekrāna un dubultajām spraugām ir nepāra skaits pusviļņu garumu , tumšās svītras, kas parādās šajā punktā, ir Jaga dubultspraugas traucējumi. Plānās plēves traucējumi ir parādība, kurā pēc gaismas stara atstarošanas no divām plēves virsmām veidojas divi atstarotās gaismas stari. Šo parādību sauc par plānās kārtiņas traucējumiem. Plānās kārtiņas interferencē atstarotās gaismas ceļa atšķirību no priekšējās un aizmugurējās virsmas nosaka plēves biezums, tāpēc plānās kārtiņas interferencē tur, kur plēves biezums ir vienāds, jāparādās tādai pašai spilgtai bārkstei (tumšai bārkstei). Tā kā gaismas viļņu viļņa garums ir ārkārtīgi īss, tad, kad plānas plēves traucē, dielektriskajai plēvei jābūt pietiekami plānai, lai novērotu traucējumu malas.
3. Diferenciālo traucējumu kontrasts DIC
Metalogrāfiskais mikroskops DIC izmanto polarizētās gaismas principu. Transmisijas DIC mikroskopam galvenokārt ir četri īpaši optiskie komponenti: polarizators, DIC prizma I, DIC prizma II un analizators. Polarizators ir uzstādīts tieši kondensācijas sistēmas priekšā, lai lineāri polarizētu gaismu. Kondensatorā ir uzstādīta DIC prizma. Šī prizma var sadalīt gaismas staru divos gaismas staros (x un y) ar dažādiem polarizācijas virzieniem, un abi stari veido nelielu leņķi. Kondensators izlīdzina divus gaismas starus paralēli mikroskopa optiskajai asij. Sākotnēji abiem gaismas stariem ir vienāda fāze. Pēc tam, kad šķērso parauga blakus esošās zonas, optiskā ceļa atšķirība starp diviem gaismas stariem rodas atšķirīgā parauga biezuma un refrakcijas indeksa dēļ. Objektīva lēcas aizmugurējā fokusa plaknē ir uzstādīta DIC prizma II, kas apvieno divus gaismas viļņus vienā. Šajā laikā abu gaismas staru polarizācijas plaknes (x un y) joprojām pastāv. Visbeidzot, stars iziet cauri pirmajai polarizācijas ierīcei, analizatoram. Pirms staru kūlis veido DIC attēlu okulārā, analizators ir orientēts taisnā leņķī pret polarizatoru. Analizators apvieno divus perpendikulārus gaismas viļņus divos staros ar vienu un to pašu polarizācijas plakni, izraisot to traucējumus. Optiskā ceļa atšķirība starp x un y viļņiem nosaka, cik daudz gaismas tiek pārraidītas. Ja optiskā ceļa atšķirība ir 0, gaisma neiet cauri analizatoram; kad optiskā ceļa starpība ir vienāda ar pusi no viļņa garuma, gaisma, kas iet cauri, sasniedz maksimālo vērtību. Tātad uz pelēkā fona parauga struktūra parāda atšķirību gaišajā un tumsā. Lai panāktu vislabāko attēla kontrastu, optiskā ceļa starpību var mainīt, pielāgojot DIC prizmas II garenisko precīzo regulējumu. Optiskā ceļa atšķirība var mainīt attēla spilgtumu. Pielāgojot DIC Prism II, parauga smalkā struktūra var parādīt pozitīvu vai negatīvu projekcijas attēlu, parasti viena puse ir gaiša, bet otra puse ir tumša, kas rada mākslīgu parauga trīsdimensiju sajūtu.
