METODAAA_33__33__33_0001

Совместить один из штрихов объект-микрометра со штрихом шкалы окуляра. Определить, сколько делений объект-микрометра укладывается в шкале оку­

ляра при объективах среднего и большого увеличения или сколько делений шка­ лы окуляра занимает весь объект-микрометр при объективах малого увеличения.

Цену деления шкалы окуляра вычислить по формуле на с. 26.

1.1.6.Микроскоп металлографический агрегатный ЕС МЕТАМ РВ-21

Микроскоп предназначен для визуального наблюдения микроструктуры ме­ таллов, сплавов и других непрозрачных объектов в отраженном свете, в светлом и темном полях и в поляризованном свете при увеличении от х50 доЮОО.

Микроскоп представляет собой инвертированный микроскоп с верхним распо­ ложением столика, который базируется на одном унифицированном штативе с аг- регатно-модульными узлами.

В микроскоп входят следующие агрегатные узлы: унифицированный штатив, предметный столик и тубус с осветителем, бинокулярной насадкой, окулярами и объективами.

Микроскоп позволяет наблюдать микроструктуру объекта в светлом и темном поле при прямом освещении, в поляризованном свете.

Оптическая схема микроскопа

При наблюдении в светлом поле лучи от источника света 1 (рис. 1.35) прохо­ дят через линзу 2, теплофильтр 3, осветительную линзу 5, ирисовую диафрагму 6, отражаются от плоскопараллельного полупрозрачного отражателя 7 и направля­ ются через объектив 9 на объект 11.

Лучи, отраженные от поверхности объекта, снова проходят через объектив и отражатель, попадают на зеркало 18 и сводятся линзой 17 в фокальную плоскость окуляра 13, где создается действительное обратное и увеличенное изображение объекта.

С помощью призмы 15 изменяется направление оптической оси микроскопа. Призменный блок 14 бинокулярной насадки разделяет пучок лучей.

При наблюдении в темном поле из хода лучей выключаются отражатель 7, линза 5 и вводится диафрагма 19, центральная зона которой экранирована.

Свет, пройдя через диафрагму 19, отражается от кольцевого отражателя 8 и попадает на параболический конденсор 10, который собирает пучок лучей на объ­ екте.

Лучи, диффузионно-отраженные от неровностей объекта, попадают в объек­ тив. В поле зрения микроскопа неровности объекта изображаются светлыми на общем темном фоне.

Для получения равномерного освещения исследуемого объекта в светлом поле в ход лучей вводится осветительная линза 5 с матированной поверхностью, а для повышения контрастности изображения объекта вводится светофильтр 4.

53

Рис. 1.35. Оптическая схема микроскопа

Для получения равномерного освещения в темном поле в ход лучей вводится заглушка ТП.

При наблюдении в поляризованном свете в ход лучей вводятся отражатель 7, анализатор 16 и поляризатор 20.

При наблюдении методом дифференциально-интерференционного контраста в ход лучей вводятся отражатель 7, анализатор 16, поляризатор 20 и призма 12.

Линейно-поляризованный свет, выходящий из поляризатора, отражается от отражателя 7, попадает на двоякопреломляющую призму 12, ориентированную в пространстве таким образом, что угол между плоскостью поляризации поляриза­ тора 20 и осью призмы 12 равен 45°, и, проходя через призму, расщепляется на два луча.

Лучи, выходящие из призмы 12, поляризованные во взаимно перпендикуляр­ ных плоскостях и имеющие равные интенсивности, проходят через объектив 9 и попадают на объект 11, при отражении от которого возникает разность фаз этих лучей из-за неровностей поверхности.

54

Отразившись от объекта и вновь пройдя через объектив и призму, лучи соеди­ няются в плоскости локализации призмы, которая совмещена с задней фокальной плоскостью объектива.

При вводе анализатора 16, плоскость поляризации которого расположена под углом 45° к оси призмы, достигается интерференция лучей. Получается двойное изображение объекта, однако раздвоение настолько незначительное (близкое к пределу размещения объектива), что практически его не видно и объект воспри­ нимается рельефным.

Совершенство изображения - его резкость и чистота - зависит от степени уст­ ранения объективом оптических недостатков - сферической и хроматической аберрации (рис. 2.3.3. и 2.3.4 учебно-исследовательской работы № 3).

Общий вид микроскопа ЕС МЕТАМ РВ-21 представлен на рис. 1.36.

5 4 6

1 _

12

I')-- -• --

j х .... - - - • ; -

ttv ' " ' "

17 — ~ter~~~

Рис. 1.36. Общий вид микроскопа ЕС МЕТАМ РВ-21

Конструкция микроскопа серии ЕС МЕТАМ РВ характеризуется следующими особенностями:

-микроскоп базируется на унифицированном штативе с агрегатномодульными узлами;

-штатив современной формы имеет повышенную жесткость;

-рукоятки продольного и поперечного перемещения предметного столика расположены вертикально на одной оси;

-рукоятки грубого перемещения тубуса и микрометрической фокусировки выведены с двух сторон штатива и также расположены на одной оси;

55

- обеспечивается быстрый и удобный переход от одного метода наблюдения к другому.

Устройство и работа составных частей микроскопа

Агрегатными узлами микроскопа серии ЕС МЕТАМ РВ являются унифициро­ ванный штатив 1 (см. рис. 1.36), предметный столик 2, тубус 7 с осветителем 15, бинокулярной насадкой 10, окулярами 9 и объективами 4.

Штатив

На основании 1 укреплен корпус 2 штатива, внутри которого смонтированы механизмы грубого перемещения тубуса 7 (см. рис. 1.36) и микрометрической фокусировки.

Грубое перемещение тубуса осуществляется рукоятками 4 (рис. 1.37), микро­ метрическая фокусировка - рукоятками 5. Рукоятки расположены на одной оси и выведены с двух сторон штатива.

Рис. 1.37. Штатив

Тубус может перемещаться с помощью рукоятки микрометрической фокуси­ ровки на величину не менее 2,5 мм. Одна из рукояток 5 имеет шкалу с ценой де­ ления 0,002 мм.

В верхней части штатива расположена направляющая 3 типа «ласточкин хвост» для установки предметного столика 2 (см. рис. 1.36).

56

Столик перемещается в горизонтальной плоскости в двух взаимно перпенди­ кулярных направлениях. Продольное перемещение осуществляется с помощью рукоятки 4 (см. рис. 1.38), а поперечное перемещение - с помощью рукоятки 5. Рукоятки расположены на вертикальной оси. Отсчет перемещений производится по шкалам 6 и 8 с ценой деления 1 мм и по шкалам нониусов 7 с ценой деления 0,1 мм. Для установки на стол объектов, различных по размерам, используется набор металлических вкладышей 1 (см. рис. 1.39), при этом диапазон перемеще­ ния предметного столика ограничен. Объект закрепляется на столике пружинны­ ми клеммами 2 (см. рис. 1.38).

Тубус

Тубус 7 (см. рис. 1.36) устанавливается на направляющие штатива и закрепля­ ются винтом 2 (рис. 1.40) с помощью торцового ключа 6 (см. рис. 1.39). В верхней части тубуса микроскопа расположено гнездо для установки револьвера 3 (см. рис. 1.36) с объективами. Переключают объективы только вращением револьвера за накатку 6 (см. рис. 1.36).

•у

Рис. 1.40. Общий вид микроскопа ЕС МЕТАМ РВ-21

Винт 3 (см. рис. 1.40) служит для закрепления револьвера или держателя в ту­ бусе.

58

В тубусе имеется паз 8 (см. рис. 1.36), в который вставляется анализатор 4 (рис. 1.41). Анализатор можно поворачивать. При работе без анализатора в паз вставляется пылезащитная заглушка СП 3 (см. рис. 1.39).

(см. рис. 1.35) при работе в темном поле. Бинокулярная насадка 10 (см. рис. 1.36) закрепляется на тубусе винтом 11. Осветитель 15 прикрепляется к тубусу винтом 19. В качестве источника света применяется лампа накаливания РН8-20-1, вверну­ тая в патрон 16, который центрируется с помощью винтов 18. Для изменения диаметра раскрытия ирисовой диафрагмы служит винт 13. В выдвижной направ­ ляющей 12 размещены диафрагма темного поля 19 (см. рис. 1.35) и осветительная линза 5. В паз 14 (см. рис. 1.36) на корпусе осветителя вкладывается светофильтр 5 (см. рис. 1.39) или поляризатор 5 (см. рис. 1.41). Питание лампы накаливания осуществляется от блока питания 17 (см. рис. 1.36).

Работа с микроскопом в светлом поле

Перед включением блока питания в электросеть напряжением 220 В необхо­ димо проверить целостность заземления, плотность контактов соединительных проводов.

Подобрать по приложению 3 в соответствии с целью работы объектив и оку­ ляр.

Опустить тубус 7 (см. рис. 1.36) до упора с помощью рукоятки 4 (см. рис. 1.37) механизма грубого перемещения.

59

Установить револьвер 5 (см. рис. 1.36) с объективами так, чтобы штатив попал в паз гнезда, расположенного в верхней части тубуса. Закрепить револьвер или держатель винтом 3 (см. рис. 1.40).

Установить объект на предметный столик 2 (см. рис. 1.34) и закрепить пру­ жинными клеммами 3.

Снять с объективов на револьвере защитные колпачки.

Поднять тубус с помощью рукоятки 4 (см. рис. 1.37) механизма грубого пере­ мещения.

Вставить в бинокулярную насадку 10 (см. рис. 1.36) нужные окуляры. Установить объект на предметный столик 2 (см. рис. 1.36).

Примечание. Максимальная нагрузка на предметный столик - 1 кг. Предмет­ ный столик перемещается в продольном направлении от 0 до 70 мм, в поперечном направлении от 100 до 150 мм. Среднее положение столика соответствует число­ вой отметке «35» по шкале 8 продольного перемещения и числовой отметке «25» по шкале 6 поперечного перемещения.

Включить блок питания 17 в сеть.

Ввести плоскопараллельный отражатель в ход лучей, для чего вдвинуть руко­ ятку 1 (см. рис. 1.40) в тубус 7 (см. рис. 1.36) до упора.

Открыть ирисовую диафрагму поворотом рычажка.

Вдвинуть направляющую 12 в корпус осветителя 15 до упора, включив, таким образом, осветительную линзу светлого поля.

Добиться резкости изображения с помощью механизма грубого перемещения 4 (см. рис. 1.37) тубуса и микрометрической фокусировки 5.

Примечание. Цена деления барабанчика микрометрической фокусировки - 0,002 мм. Тубус может перемещаться с помощью рукоятки микрометрической фокусировки на расстояние - 2,5 мм.

При работе по контролю металлов по бальным шкалам в окуляры 12,5х встав­ ляются диафрагмы 6 (см. рис. 1.41) диаметром 6,8 мм для ограничения поля зре­ ния до 0,8 мм.

При установке окуляра со шкалой для исключения ошибки глаза наблюдателя следует, смотря в окуляр на объект, установить окулярные трубки в соответствии с расстоянием между глазами, при этом поля зрения левой и правой трубок долж­ ны совместиться.

Перемещение патрона 16 (см. рис. 1.36) с лампой и вращением центрировочных винтов 18 добиться наиболее яркого и равномерного освещения объекта.

Для общего обзора исследуемого объекта целесообразно применять объектив малого увеличения F = 25, А = 0,17, для более подробного изучения объекта - объективы F = 16, А = 0,30, F = 6,3, А = 0,60 и F = 4,0, А = 0,85.

Для контроля металлов по бальным шкалам предназначены специальные оку­ лярные диафрагмы 6 (см. рис. 1.41), ограничивающие поле зрения в плоскости объекта до 0,8 мм при увеличении хЮО. Диафрагмы ввертываются снизу в корпу­ са окуляров 12,5х.

60

Работа в поляризованном свете

Наблюдение объекта в поляризованном свете можно вести только в светлом поле.

Вдвинуть направляющую 12 (см. рис. 1.36) в корпус осветителя до упора, а ру­ коятку 1 (см. рис. 1.40) вдвинуть до отказа в тубус 7 (см. рис. 1.36).

Вставить в бинокулярную насадку 10 окуляр 9 в соответствии с указаниями приложения 3. Поместить на предметный столик объект и сфокусировать на него микроскоп.

Установить в паз 14 на корпусе осветителя поляризатор 5 (см. рис. 1.41), при этом должно наблюдаться максимальное просветление поля окуляра.

Вставить анализатор 4 в паз 8 (см. рис. 1.36) на тубусе вместо заглушки СП и вращением добиться, чтобы плоскости поляризации поляризатора и анализатора были скрещены, при этом должно наблюдаться максимальное потемнение поля окуляра. В противном случае установить анализатор противоположной стороной и вновь повращать.

Работа в темном поле

Для наблюдения объектов в темном поле используются только эпиобъективы ОЭ-25, ОЭ-16, ОЭ-5 и окуляры, указанные в приложении 3.

Включить в ход лучей диафрагму темного поля и выключить осветительную линзу, для чего выдвинуть на себя до упора направляющую 12 (см. рис. 1.36).

Открыть полностью ирисовую диафрагму поворотом за винт 13. Установить в паз 8 на тубусе заглушку ТП.

Вывести из хода лучей плоскопараллельный отражатель, выдвинув рукоятку 1 (см. рис. 1.40) до отказа.

При неравномерном освещении поля произвести настройку освещения пере­ мещением патрона 16 (см. рис. 1.36) с лампой и вращением центрировочных вин­ тов 18.

Работа по методу дифференциально-интерференционного контраста

При наблюдении объекта методом дифференциально-интерференционного контраста необходимо установить модуль ДИК 1 (см. рис. 1.41) вместо револьве­ ра.

Опустить тубус 7 (см. рис. 1.36) с помощью рукоятки 4 (см. рис. 1.37) грубого перемещения вниз до упора.

Отжать винт 3 (см. рис. 1.40), закрепляющий револьвер 5 (см. рис. 1.36), снять револьвер.

Установить модуль ДИК 1 (см. рис. 1.41) в верхнее гнездо тубуса так, чтобы штифт на втулке попал в паз гнезда тубуса, и зажать винтом 3 (см. рис. 1.40).

Ввернуть в корпус 3 (см. рис. 1.41) модуля ДИК объектив F=6,3, А=0,60. Сме­ ну объективов осуществлять, установив тубус в нижнее положение;

61

Произвести настройку освещения в светлом поле, добиться наиболее яркого и равномерного освещения объекта.

Установить в паз 14 на корпусе осветителя поляризатор 5 (см. рис. 1.41), а в паз 8 (см. рис. 1.36) на тубусе - анализатор 4 (см. рис. 1.41); при этом должно на­ блюдаться максимальное потемнение поля зрения окуляра.

Установить в корпус 3 модуля ДИК направляющую 2 с призмой, при этом в поле окуляра должно наблюдаться однородное по цвету изображение объекта.

При перемещении призмы за направляющую 2 изображение объекта (как чер­ но-белое, так и цветное) наблюдается объемным и, возможно, с дополнительными подробностями микроструктуры поверхности.

Определение цены деления шкалы окуляра

В поле зрения окуляра 10х установлена шкала для измерения величины от­ дельных составляющих объекта. Длина шкалы - 10 мм, цена деления - 0,1 мм.

Перед измерением объекта определить цену деления шкалы окуляра в плоско­ сти объекта для каждого объектива. Для этого установить на предметный столик объект-микрометр О М - 0 7 (см. рис. 1.39), вставить в одну из трубок бинокуляр­ ной насадки окуляр 10х со шкалой и, наблюдая в окуляр, сфокусировать микро­ скоп на резкое изображение шкалы объект-микрометра в плоскости шкалы окуля­ ра; поворотом окуляра добиться параллельности штрихов обеих шкал; выбрать в центре поля определенное число делений шкалы объект-микрометра и подсчи­ тать, сколько делений шкалы окуляра укладывается в выбранном числе делений шкалы объект-микрометра.

Цену деления шкалы окуляра вычисляют по формуле на с. 26.

1.1.7. Микроскоп поляризационный МИ 11-8

Поляризационный микроскоп МИН-8 предназначается для исследований про­ зрачных объектов в проходящем обыкновенном или поляризованном свете при коноскопическом и ортоскопическом ходе лучей.

При применении осветителя ОИ-12 на микроскопе можно вести исследования непрозрачных объектов в отраженном поляризованном и обыкновенном свете.

Конструкция микроскопа допускает возможность применения насадок НИК-1 и НИК-2 для наблюдения объектов в инфракрасных лучах при длине волны до 1,2 мкм, любой из микрофотонасадок типа М Ф Н - для фотографирования исследуе­ мых объектов и насадки ФМЭ-1 - для микрофотометрирования.

Микроскоп может применяться для исследований в области минералогии, пет­ рографии и минераграфии, а также в биологии, химии и в других областях.

Увеличение микроскопа от 17,5 до 1350.

Оптическая схема

От источника света 1 (рис. 1.42) лучи, пройдя линзы 2 и 3, падают на призму 4, в которой они преломляются и направляются в поляризатор 5, откуда выходят

62