Giới thiệu các lĩnh vực ứng dụng kính hiển vi luyện kim và nguyên lý hình ảnh
1, Trường sáng, trường tối
Trường nhìn sáng là cách cơ bản để quan sát các mẫu trong kính hiển vi, thể hiện nền sáng trong vùng nhìn của kính hiển vi. Nguyên lý cơ bản là khi nguồn sáng vuông góc hoặc gần vuông góc qua vật kính chiếu xạ tới bề mặt của mẫu thì bề mặt của mẫu sẽ phản xạ trở lại thấu kính vật kính để tạo ra ảnh của nó.
Chiếu sáng trường tối và trường sáng khác nhau ở chỗ, trong trường nhìn của kính hiển vi có nền tối, trường nhìn sáng của phương pháp chiếu xạ đối với tần số thẳng đứng hoặc thẳng đứng, trong khi phương pháp chiếu xạ trường tối đối với sự chiếu sáng của mẫu qua thấu kính vật kính bên ngoài mẫu chiếu sáng xiên xung quanh, mẫu sẽ đóng vai trò chiếu sáng tán xạ ánh sáng hoặc phản xạ vai trò của ánh sáng bị tán xạ hoặc phản xạ bởi mẫu vào thấu kính vật kính để làm cho mẫu hình ảnh. Quan sát trường tối, trường nhìn sáng không dễ quan sát các tinh thể nhỏ không màu, hoặc sợi nhỏ màu sáng, trong trường nhìn tối có thể quan sát rõ ràng.
2, ánh sáng phân cực, giao thoa
Ánh sáng là một loại sóng điện từ, còn sóng điện từ là sóng ngang, chỉ có sóng ngang mới có sự phân cực. Nó được định nghĩa là vectơ điện liên quan đến hướng truyền theo dao động cố định của ánh sáng.
Hiện tượng phân cực ánh sáng có thể được phát hiện bằng cách sử dụng thiết bị thí nghiệm. Lấy hai mảnh của cùng một kính phân cực A, B, sẽ là ánh sáng tự nhiên đầu tiên xuyên qua kính phân cực A đầu tiên, lúc này ánh sáng tự nhiên cũng trở thành ánh sáng phân cực, nhưng do mắt người không thể xác định được nên cần có mảnh thứ hai của bản phân cực B. Bản phân cực A cố định, bản phân cực B được đặt cùng mức với A, xoay bản phân cực B, bạn có thể thấy rằng cường độ của ánh sáng truyền qua với sự quay của B và sự xuất hiện của sự thay đổi theo chu kỳ về cường độ của ánh sáng sẽ được xoay từ mức tối đa đến mức mờ nhất và cường độ ánh sáng sẽ giảm dần từ mức tối đa đến tối nhất với sự trợ giúp của thiết bị thí nghiệm. Cường độ ánh sáng tối đa sẽ yếu dần đến mức tối nhất, sau đó xoay 90 độ, cường độ ánh sáng sẽ tăng dần từ tối nhất đến sáng nhất, do đó kính phân cực A được gọi là máy dò thiên vị, máy phân cực B được gọi là máy dò thiên vị.
Giao thoa là sự chồng chất của hai sóng kết hợp (ánh sáng) trong vùng tương tác được tạo ra bởi hiện tượng tăng cường hoặc suy yếu cường độ ánh sáng. Sự giao thoa của ánh sáng chủ yếu được chia thành giao thoa hai khe và giao thoa màng mỏng. Giao thoa hai khe đối với hai nguồn sáng độc lập không phải là ánh sáng kết hợp, thiết bị giao thoa hai khe làm cho một chùm ánh sáng xuyên qua khe đôi thành hai chùm ánh sáng kết hợp, trong màn sáng đi qua hình thành các vân giao thoa ổn định. Trong thí nghiệm giao thoa hai khe, một điểm trên màn sáng cách hai khe một số chẵn lần nửa bước sóng, là điểm của vân sáng; màn ánh sáng tới một điểm trên khoảng cách chênh lệch hai khe một số lẻ lần nửa bước sóng, điểm của các vân tối gây ra giao thoa hai khe Young. Giao thoa màng mỏng cho một chùm ánh sáng phản xạ bởi hai bề mặt của màng, sự hình thành hai chùm tia phản xạ hiện tượng giao thoa gọi là giao thoa màng mỏng. Trong giao thoa màng mỏng, trước và sau bề mặt của ánh sáng phản xạ theo độ dày của màng để xác định sự chênh lệch khoảng cách, do đó giao thoa của màng mỏng ở cùng một vân sáng (vân tối) sẽ xuất hiện ở độ dày của màng trong cùng một nơi. Do bước sóng của sóng ánh sáng cực kỳ ngắn nên khi màng mỏng giao thoa, màng điện môi phải đủ mỏng để quan sát được các vân giao thoa.
3, DIC lót nhiễu vi sai
Kính hiển vi kim loại DIC sử dụng nguyên lý ánh sáng phân cực, kính hiển vi DIC truyền qua chủ yếu có bốn thành phần quang học đặc biệt: bộ phân cực khởi động, lăng kính DIC Ⅰ, lăng kính DIC Ⅱ và bộ phân cực kiểm tra. Bộ phân cực ban đầu được gắn trực tiếp phía trước hệ thống tập trung để phân cực tuyến tính ánh sáng. Một lăng kính DIC được gắn trong bộ tập trung, làm vỡ một chùm ánh sáng thành hai chùm ánh sáng (x và y) có hướng phân cực khác nhau, cả hai đều ở một góc nhỏ. Bộ tập trung sắp xếp hai chùm ánh sáng theo hướng song song với trục quang của kính hiển vi. Ban đầu hai chùm ánh sáng cùng pha và sau khi đi qua khu vực lân cận của mẫu vật, sự chênh lệch về độ dày và chiết suất của mẫu làm cho hai chùm ánh sáng trải qua một phạm vi quang học chênh lệch. Một lăng kính DIC II được gắn ở mặt phẳng tiêu cự phía sau của thấu kính vật kính, kết hợp hai chùm ánh sáng thành một chùm tia duy nhất. Tại thời điểm này, mặt phẳng phân cực (x và y) của hai chùm ánh sáng vẫn còn. Cuối cùng chùm tia đi qua thiết bị phân cực đầu tiên, máy phân cực máy dò. Bộ phân cực kiểm tra được định hướng vuông góc với hướng của bộ phân cực trước khi chùm tia tạo thành hình ảnh DIC của thị kính. Máy dò giao thoa với hai sóng ánh sáng vuông góc bằng cách kết hợp chúng thành hai chùm ánh sáng có cùng mặt phẳng phân cực. sự chênh lệch phạm vi quang học giữa sóng x và y quyết định lượng ánh sáng được truyền đi. Khi chênh lệch phạm vi quang học là 0, không có ánh sáng nào đi qua kính phân cực kiểm tra; khi độ chênh lệch quang học bằng một nửa bước sóng thì ánh sáng truyền qua đạt giá trị cực đại. Kết quả là cấu trúc của mẫu vật xuất hiện sáng và tối trên nền màu xám. Để tối ưu hóa độ tương phản của hình ảnh, có thể thay đổi chênh lệch phạm vi quang học bằng cách điều chỉnh tinh chỉnh theo chiều dọc của lăng kính DIC II, giúp thay đổi độ sáng của hình ảnh. Việc điều chỉnh lăng kính DIC Ⅱ có thể làm cho cấu trúc tinh tế của mẫu vật thể hiện hình ảnh chiếu dương hoặc âm, thường một mặt sáng và mặt kia tối, tạo ra cảm giác lập thể ba chiều nhân tạo của mẫu vật.
