מהו עקרון העבודה של מיקרוסקופ מטאלוגרפי? הסבר מפורט על עקרון העבודה של מיקרוסקופ מטאלוגרפי
מיקרוסקופ מטאלוגרפי הוא מכשיר ניתוח מעבדתי נפוץ, שיכול לשלב טכנולוגיית מיקרוסקופ אופטי, טכנולוגיית המרה פוטו-אלקטרית וטכנולוגיית עיבוד תמונה ממוחשבת, והוא נמצא בשימוש נרחב במעבדות. מהו עקרון העבודה של מיקרוסקופ מטאלוגרפי? העורך הבא יציג את זה בפירוט, אני מקווה שזה יכול לעזור לכולם.
עקרון העבודה של מיקרוסקופ מטאלוגרפי
מערכת ההגדלה היא המפתח לשימושיות ואיכות המיקרוסקופ. הוא מורכב בעיקר מעדשת אובייקטיבית ועינית.
ההגדלה של המיקרוסקופ היא:
M display=L/f object × 250/f eye=M object × M eye בנוסחה [m1] M display - מייצג את ההגדלה של המיקרוסקופ; [m2] M אובייקט, [m3] M אובייקט ו-[f2] f אובייקט, [f1]f eye מייצג את ההגדלה ואורך המוקד של עדשת האובייקט והעינית, בהתאמה; L הוא אורך חבית העדשה האופטית; 250 הוא המרחק הצילום. יחידת האורך היא מ"מ.
רזולוציה ואברציות הרזולוציה של עדשה ומידת התיקון של פגמי סטייה הם אינדיקטורים חשובים לאיכות המיקרוסקופ. בטכנולוגיה מטאלוגרפית, רזולוציה מתייחסת למרחק הרזולוציה המינימלי של עדשת האובייקט לאובייקט. בשל תופעת הדיפרקציה של אור, מרחק הרזולוציה המינימלי של עדשת המטרה מוגבל. האב הגרמני הציע את הנוסחה הבאה למרחק הרזולוציה המינימלי ד
d=λ/2nsinφ כאשר λ הוא אורך הגל של מקור האור; n הוא מקדם השבירה של המדיום בין המדגם לעדשת האובייקטיב (אוויר;=1; טרפנטין:=1.5); φ הוא מחצית מזווית הצמצם של עדשת המטרה.
ניתן לראות מהנוסחה לעיל שהרזולוציה עולה עם העלייה של ו. מכיוון שאורך הגל של האור הנראה [kg2][kg2] הוא בין 4000 ל-7000. במקרה הטוב ביותר שבו זווית [kg2][kg2] קרובה ל 90, מרחק הפתרון לא יהיה גבוה מ-[kg2]0.2m[kg2]. לכן, יש לצפות במיקרו-מבנה הקטן מ-[kg2]0.2m[kg2] בעזרת מיקרוסקופ אלקטרונים (ראה), בעוד שהמיקרו-מבנה, ההתפלגות והגבישות שקנה המידה שלהם הוא בין [kg2]0.2~500m[kg2 ] שינויים בגודל החלקיקים, כמו גם את העובי והמרווח של להקות החלקה, ניתן לצפות במיקרוסקופ אופטי. זה ממלא תפקיד חשוב בניתוח תכונות סגסוגת, הבנת תהליכים מתכתיים, ביצוע בקרת איכות של מוצרים מתכתיים וניתוח כשלים ברכיבים.
מידת תיקון הסטייה היא גם גורם חשוב המשפיע על איכות התמונה. במקרה של הגדלה נמוכה, הסטייה מתוקנת בעיקר על ידי עדשת האובייקטיב, ובמקרה של הגדלה גבוהה יש לתקן את העינית ועדשת האובייקטיב יחד. קיימות שבע סטיות עיקריות של עדשות, מתוכן חמש הן סטייה כדורית, תרדמת, אסטיגמציה, עקמומיות שדה ועיוות לאור מונוכרומטי. ישנם שני סוגים של סטייה כרומטית אורכית ואברציה כרומטית לרוחב לאור מורכב. מיקרוסקופים מוקדמים התמקדו בעיקר בתיקון סטייה כרומטית וסטייה כדורית חלקית, והיו מטרות אכרומטיות ואפוכרומטיות לפי מידת התיקון. עם הפיתוח המתמשך, גם סטיות כמו עקמומיות שדה ועיוות של עצמים מיקרוסקופיים מטאלוגרפיים זכו לתשומת לב מספקת. לאחר תיקון עדשת האובייקט והעינית עבור סטיות אלו, לא רק שהתמונה ברורה, אלא גם ניתן לשמור על השטיחות שלה בטווח גדול, מה שחשוב במיוחד עבור מיקרו-צילום מטאלוגרפי. לכן, נעשה שימוש נרחב ביעדים אכרומטיים לתכנית, ביעדי תכנית אפוכרומטיים ועיניות רחבות שדה. מידת תיקון הסטייה שהוזכרה לעיל מסומנת על עדשת המטרה והעינית בהתאמה בצורה של סוג העדשה.
מקור אור המיקרוסקופים המטאלוגרפיים המוקדמים ביותר השתמשו בנורות ליבון כלליות לתאורה. על מנת לשפר את הבהירות ואפקט התאורה, הופיעו מנורות חוט טונגסטן במתח נמוך, מנורות קשת פחמן, מנורות קסנון, מנורות הלוגן, מנורות כספית וכו'. כמה מיקרוסקופים מיוחדים דורשים מקור אור מונוכרומטי, ומנורות נתרן ומנורות תליום יכולות לפלוט אור מונוכרומטי.
מצב הארה מיקרוסקופ מטאלוגרפי שונה ממיקרוסקופ ביולוגי, הוא אינו משתמש באור מועבר, אלא בהדמיית אור מוחזר, ולכן חייבת להיות מערכת תאורה נוספת מיוחדת, כלומר, מכשיר תאורה אנכי. בשנת 1872, V.von Lang יצר את המכשיר הזה ויצר את המיקרוסקופ המטאלוגרפי הראשון. למיקרוסקופ המטאלוגרפי המקורי היה רק תאורת שדה בהירה, ומאוחר יותר פיתח תאורה אלכסונית כדי לשפר את הניגודיות של רקמות מסוימות
