Устройство металлографического микроскопа

В металлографическом микроскопе изображение получают путем отражения света от плоской поверхности микрошлифа (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Принципиальная оптическая схема металлографического микроскопа: 1 – источник света, 2 – конденсор, 3 – диафрагма, 4 – плоскопараллельная пластинка, 5 – объектив, 6 – микрошлиф, 7 – призма полного внутреннего отражения, 8 – окуляр, 9 – фотоокуляр, 10 – зеркало,

11 – фотопластинка, 12 – предметный столик

Конденсор 2 и диафрагма 3 служат для создания узкого параллель­ного пучка света. Плоскопараллельная пластинка 4 и призма пол­ного отражения 7 служат для изменения направления световых лу­чей. При фотографировании призму 7 выдвигают.

Увеличение создается двумя системами линз: объективом 5 и окуляром 8. Общее увеличение микроскопа равно: V = V_обV_ок, где V_об – увеличение объектива, V_ок – увеличение окуляра.

Обычно объективы имеют увеличение от 3 до 90. Окуляры увеличивают отображение, создаваемое объективом. Основной ха­рактеристикой окуляра яв­ляется собственное увели­чение. У обычных окуляров собственное увеличение находится в пределах от 3 до 20.

Качество изображения зависит не только от тщательности приготовления микрошлифа, но и от используемой оптики. Четкость изображения зависит также от разрешающей способности микроскопа.

Под разрешающей способностью микроскопа понимают наименьшее расстояние между двумя точками, при котором они видны раздельно.

Разрешающую способность определяют по формуле

,

где  – длина волны видимого спектра; d – разрешаемое расстояние; n – показатель преломления, для воздуха n = 1,  – отверстный (апертурный) угол объектива.

Произведение А = nsin называется апертурой.

При рассмотрении объектов через воздух ( n =1; А = 1;  = 0,4 мкм )

мкм.

Интервал увеличений, при котором две разрешаемые точки отчетливо воспринимаются глазом, называется полезным увеличением микроскопа. Максимальное полезное увеличение микроскопа (М) определяют по формуле

М = P/d,

где d – разрешаемое расстояние; P – наименьшее разрешаемое расстояние человеческого глаза (обычно P = 300 мкм).

Таким образом, М = 300/0,24 = 1250.

Для иммерсионных объективов, в которых объекты рассматривают через кедровое масло (n = 1,5; А = 1,4), получают d = 0,2 мкм и соответственно М = 1500.

Различные увеличения при рациональных комбинациях объективов и окуляров микроскопа МИМ-7 приведены в табл. 3.2.

Повышение степени увеличения оптического микроскопа свыше 1500^х для видимого света нецелесообразно, так как не приводит к выявлению новых деталей структуры.

Таблица 3.2

Увеличения при рациональных комбинациях объективов и окуляров микроскопа мим-7

Объективы		На матовом стекле			При визуальном наблюдении
		Окуляры
		7х	10х	15х	7х	10х	15х	20х
F=23,2	А=0,17	(70)	120	160	(60)	90	130	170
F=13,89	А=0,30	(115)	200	270	(100)	140	200	300
F=8,16	А=0,37	200	340	450	170	240	360	500
F=6,16	А=0,65	(260)	440	600	(250)	320	500	(650)
F=2,77	А=1,25	575	1000	1350	500	720	1080	(1440)
F=2,79	А=1,00	575	1000	(1350)	500	720	1080	(1440)

^ увеличение в скобках применять не рекомендуется.

Для получения желаемого увеличения микроскопа надо, пользуясь табл. 3.2, выбрать необходимые объектив и окуляр, взять их из комплекта к микроскопу и установить в соответствующие тубусы.

Для увеличения разрешающей способности микроскопа можно использовать ультрафиолетовую часть спектра (0,4 мкм), но, с одной стороны, это усложняет технику анализа, а с другой  не дает значительного увеличения.

Для получения существенно большей разрешающей способности необходимо пользоваться электронным микроскопом. Современные электронные микроскопы дают качественную картину при увеличениях до х200000 и более.