Îïòè÷åñêàÿ ìèêðîñêîïèÿ. Èñòîðèÿ ðàçâèòèÿ

Èñòîðèÿ ìèêðîñêîïà - ïðèáîðà äëÿ ïîëó÷åíèÿ óâåëè÷åííîãî èçîáðàæåíèÿ îáúåêòîâ, íå âèäèìûõ íåâîîðóæåííûì ãëàçîì. Ìåòîäû ñâåòîâîé ìèêðîñêîïèè. Ïðèíöèï äåéñòâèÿ è óñòðîéñòâî ìåòàëëîãðàôè÷åñêîãî ìèêðîñêîïà. Ìåòîäû ìèêðîñêîïè÷åñêîãî èññëåäîâàíèÿ ìåòàëëîâ.

Ðóáðèêà Ôèçèêà è ýíåðãåòèêà
Âèä ðåôåðàò
ßçûê ðóññêèé
Äàòà äîáàâëåíèÿ 10.06.2009
Ðàçìåð ôàéëà 3,3 M

Îòïðàâèòü ñâîþ õîðîøóþ ðàáîòó â áàçó çíàíèé ïðîñòî. Èñïîëüçóéòå ôîðìó, ðàñïîëîæåííóþ íèæå

Ñòóäåíòû, àñïèðàíòû, ìîëîäûå ó÷åíûå, èñïîëüçóþùèå áàçó çíàíèé â ñâîåé ó÷åáå è ðàáîòå, áóäóò âàì î÷åíü áëàãîäàðíû.

ÔÅÄÅÐÀËÜÍÎÅ ÀÃÅÍÒÑÒÂÎ ÏÎ ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈÞ

ÑÒÀÐÎÎÑÊÎËÜÑÊÈÉ ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÉ ÈÍÑÒÈÒÓÒ (ÔÈËÈÀË)

ÔÅÄÅÐÀËÜÍÎÃÎ ÃÎÑÓÄÀÐÑÒÂÅÍÍÎÃÎ ÎÁÐÀÆÎÂÀÒÅËÜÍÎÃÎ Ó×ÐÅÆÄÅÍÈß ÂÛÑØÅÃÎ ÏÐÎÔÅÑÑÈÎÍÀËÜÍÎÃÎ ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈß «ÃÎÑÓÄÀÐÑÒÂÅÍÍÛÉ ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÉ ÓÍÈÂÅÐÑÈÒÅÒ

«ÌÎÑÊÎÂÑÊÈÉ ÈÍÑÒÈÒÓÒ ÑÒÀËÈ È ÑÏËÀÂλ

Ðåôåðàò

ïî äèñöèïëèíå: Ìåòîäû êîíòðîëÿ è àíàëèçà âåùåñòâ

íà òåìó:

«Îïòè÷åñêàÿ ìèêðîñêîïèÿ. Èñòîðèÿ ðàçâèòèÿ»

Âûïîëíèë:

ñò. ãð. ÎÌÄ-06-1ä

Êîñèíîâ Þ.Þ.

Ïðîâåðèëà:

Êàïêîâà Å.Â.

Ñòàðûé Îñêîë

2009

Ñîäåðæàíèå

Ââåäåíèå

Èñòîðèÿ ìèêðîñêîïà

Ìåòîäû ñâåòîâîé ìèêðîñêîïèè

Ìåòîäû ìèêðîñêîïè÷åñêîãî èññëåäîâàíèÿ ìåòàëëîâ

Îñíîâíûå òèïû è êîíñòðóêòèâíûå îñîáåííîñòè ìåòàëëîãðàôè÷åñêèõ ìèêðîñêîïîâ

Ââåäåíèå

Íà ïðîòÿæåíèè äëèòåëüíîãî âðåìåíè ÷åëîâåê æèë â îêðóæåíèè íåâèäèìûõ ñóùåñòâ, èñïîëüçîâàë ïðîäóêòû èõ æèçíåäåÿòåëüíîñòè (íàïðèìåð, ïðè âûïå÷êå õëåáà èç êèñëîãî òåñòà, ïðèãîòîâëåíèè âèíà è óêñóñà), ñòðàäàë, êîãäà ýòè ñóùåñòâà ÿâëÿëèñü ïðè÷èíàìè áîëåçíåé èëè ïîðòèëè çàïàñû ïèùè, íî íå ïîäîçðåâàë îá èõ ïðèñóòñòâèè. Íå ïîäîçðåâàë ïîòîìó, ÷òî íå âèäåë, à íå âèäåë ïîòîìó, ÷òî ðàçìåðû ýòèõ ìèêðî ñóùåñòâ ëåæàëè ìíîãî íèæå òîãî ïðåäåëà âèäèìîñòè, íà êîòîðûé ñïîñîáåí ÷åëîâå÷åñêèé ãëàç. Èçâåñòíî, ÷òî ÷åëîâåê ñ íîðìàëüíûì çðåíèåì íà îïòèìàëüíîì ðàññòîÿíèè (25-30 ñì) ìîæåò ðàçëè÷èòü â âèäå òî÷êè ïðåäìåò ðàçìåðîì 0,07-0,08 ìì. Ìåíüøèå îáúåêòû ÷åëîâåê çàìåòèòü íå ìîæåò. Ýòî îïðåäåëÿåòñÿ îñîáåííîñòÿìè ñòðîåíèÿ åãî îðãàíà çðåíèÿ.

Ïðèáëèçèòåëüíî â òî æå âðåìÿ, êîãäà íà÷àëîñü èññëåäîâàíèå êîñìîñà ñ ïîìîùüþ òåëåñêîïîâ, áûëè ñäåëàíû ïåðâûå ïîïûòêè ðàñêðûòü, ñ ïîìîùüþ ëèíç òàéíû ìèêðîìèðà. Òàê, ïðè àðõåîëîãè÷åñêèõ ðàñêîïêàõ â Äðåâíåì Âàâèëîíå íàõîäèëè äâîÿêîâûïóêëûå ëèíçû -- ñàìûå ïðîñòûå îïòè÷åñêèå ïðèáîðû. Ëèíçû áûëè èçãîòîâëåíû èç îòøëèôîâàííîãî ãîðíîãî õðóñòàëÿ. Ìîæíî ñ÷èòàòü, ÷òî ñ èõ èçîáðåòåíèåì ÷åëîâåê ñäåëàë ïåðâûé øàã íà ïóòè â ìèêðîìèð.

Ïðîñòåéøèé ñïîñîá óâåëè÷èòü èçîáðàæåíèå íåáîëüøîãî ïðåäìåòà - ýòî íàáëþäàòü åãî ñ ïîìîùüþ ëóïû. Ëóïîé íàçûâàþò ñîáèðàþùóþ ëèíçó ñ ìàëûì ôîêóñíûì ðàññòîÿíèåì (êàê ïðàâèëî, íå áîëåå 10 ñì), âñòàâëåííóþ â ðóêîÿòêó.

Ñîçäàòåëü òåëåñêîïà Ãàëèëåé â 1610 ãîäó îáíàðóæèë, ÷òî â ñèëüíî ðàçäâèíóòîì ñîñòîÿíèè åãî çðèòåëüíàÿ òðóáà ïîçâîëÿåò ñèëüíî óâåëè÷èòü ìåëêèå ïðåäìåòû. Åãî ìîæíî ñ÷èòàòü èçîáðåòàòåëåì ìèêðîñêîïà, ñîñòîÿùåãî èç ïîëîæèòåëüíîé è îòðèöàòåëüíîé ëèíç.

Áîëåå ñîâåðøåííûì èíñòðóìåíòîì äëÿ íàáëþäåíèÿ ìèêðîñêîïè÷åñêèõ ïðåäìåòîâ ÿâëÿåòñÿ ïðîñòîé ìèêðîñêîï. Êîãäà ïîÿâèëèñü ýòè ïðèáîðû, â òî÷íîñòè íåèçâåñòíî.  ñàìîì íà÷àëå XVII âåêà íåñêîëüêî òàêèõ ìèêðîñêîïîâ èçãîòîâèë î÷êîâûé ìàñòåð Çàõàðèÿ ßíñåí èç Ìèääåëüáóðãà.

 ñî÷èíåíèè À. Êèðõåðà, âûøåäøåì â 1646 ãîäó, ñîäåðæèòñÿ îïèñàíèå ïðîñòåéøåãî ìèêðîñêîïà, íàçâàííîãî èì "áëîøèíûì ñòåêëîì". Îí ñîñòîÿë èç ëóïû, âäåëàííîé â ìåäíóþ îñíîâó, íà êîòîðîé óêðåïëÿëè ïðåäìåòíûé ñòîëèê, ñëóæèâøèé äëÿ ïîìåùåíèÿ ðàññìàòðèâàåìîãî îáúåêòà; âíèçó íàõîäèëîñü ïëîñêîå èëè âîãíóòîå çåðêàëî, îòðàæàþùåå ñîëíå÷íûå ëó÷è íà ïðåäìåò è òàêèì îáðàçîì îñâåùàþùåå åãî ñíèçó. Ëóïó ïåðåäâèãàëè ïîñðåäñòâîì âèíòà ê ïðåäìåòíîìó ñòîëèêó, ïîêà èçîáðàæåíèå íå ñòàíîâèëîñü îò÷åòëèâûì è ÿñíûì.

Ïåðâûå âûäàþùèåñÿ îòêðûòèÿ áûëè ñäåëàíû êàê ðàç ñ ïîìîùüþ ïðîñòîãî ìèêðîñêîïà.  ñåðåäèíå XVII âåêà áëåñòÿùèõ óñïåõîâ äîáèëñÿ ãîëëàíäñêèé åñòåñòâîèñïûòàòåëü Àíòîíè Âàí Ëåâåíãóê.  òå÷åíèå ìíîãèõ ëåò Ëåâåíãóê ñîâåðøåíñòâîâàëñÿ â èçãîòîâëåíèè êðîõîòíûõ (èíîãäà ìåíüøå 1 ìì â äèàìåòðå) äâîÿêîâûïóêëûõ ëèíçî÷åê, êîòîðûå îí èçãîòàâëèâàë èç ìàëåíüêîãî ñòåêëÿííîãî øàðèêà, â ñâîþ î÷åðåäü ïîëó÷àâøåãîñÿ â ðåçóëüòàòå ðàñïëàâëåíèÿ ñòåêëÿííîé ïàëî÷êè â ïëàìåíè. Çàòåì ýòîò ñòåêëÿííûé øàðèê ïîäâåðãàëñÿ øëèôîâêå íà ïðèìèòèâíîì øëèôîâàëüíîì ñòàíêå. Íà ïðîòÿæåíèè ñâîåé æèçíè Ëåâåíãóê èçãîòîâèë íå ìåíåå 400 ïîäîáíûõ ìèêðîñêîïîâ. Îäèí èç íèõ, õðàíÿùèéñÿ â óíèâåðñèòåòñêîì ìóçåå â Óòðåõòå, äàåò áîëåå ÷åì 300-êðàòíîå óâåëè÷åíèå, ÷òî äëÿ XVII âåêà áûëî îãðîìíûì óñïåõîì.

 íà÷àëå XVII âåêà ïîÿâèëèñü ñëîæíûå ìèêðîñêîïû, ñîñòàâëåííûå èç äâóõ ëèíç. Èçîáðåòàòåëü òàêîãî ñëîæíîãî ìèêðîñêîïà òî÷íî íå èçâåñòåí, íî ìíîãèå ôàêòû ãîâîðÿò î òîì, ÷òî èì áûë ãîëëàíäåö Êîðíåëèé Äðåáåëü, æèâøèé â Ëîíäîíå è íàõîäèâøèéñÿ íà ñëóæáå ó àíãëèéñêîãî êîðîëÿ Èàêîâà I.  ñëîæíîì ìèêðîñêîïå áûëî äâà ñòåêëà: îäíî - îáúåêòèâ - îáðàùåííîå ê ïðåäìåòó, äðóãîå - îêóëÿð - îáðàùåííîå ê ãëàçó íàáëþäàòåëÿ.  ïåðâûõ ìèêðîñêîïàõ îáúåêòèâîì ñëóæèëî äâîÿêîâûïóêëîå ñòåêëî, äàâàâøåå äåéñòâèòåëüíîå, óâåëè÷åííîå, íî îáðàòíîå èçîáðàæåíèå. Ýòî èçîáðàæåíèå è ðàññìàòðèâàëîñü ïðè ïîìîùè îêóëÿðà, êîòîðûé èãðàë, òàêèì îáðàçîì, ðîëü ëóïû, íî òîëüêî ëóïà ýòà ñëóæèëà äëÿ óâåëè÷åíèÿ íå ñàìîãî ïðåäìåòà, à åãî èçîáðàæåíèÿ.  1663 ãîäó ìèêðîñêîï Äðåáåëÿ áûë óñîâåðøåíñòâîâàí àíãëèéñêèì ôèçèêîì Ðîáåðòîì Ãóêîì, êîòîðûé ââåë â íåãî òðåòüþ ëèíçó, ïîëó÷èâøóþ íàçâàíèå êîëëåêòèâà. Ýòîò òèï ìèêðîñêîïà ïðèîáðåë áîëüøóþ ïîïóëÿðíîñòü, è áîëüøèíñòâî ìèêðîñêîïîâ êîíöà XVII-ïåðâîé ïîëîâèíû VIII âåêà ñòðîèëèñü ïî åãî ñõåìå.

Èñòîðèÿ ìèêðîñêîïà

Ìèêðîñêîï - ïðèáîð äëÿ ïîëó÷åíèÿ óâåëè÷åííîãî èçîáðàæåíèÿ îáúåêòîâ èëè äåòàëåé èõ ñòðóêòóðû, íå âèäèìûõ íåâîîðóæåííûì ãëàçîì. Ãëàç ñïîñîáåí ðàçëè÷àòü äåòàëè îáúåêòà, îòñòîÿùèå äðóã îò äðóãà íå ìåíåå ÷åì íà 0,08 ìì; ñ ïîìîùüþ ñâåòîâîãî ìèêðîñêîïà ìîæíî âèäåòü äåòàëè, ðàññòîÿíèå ìåæäó êîòîðûìè ñîñòàâëÿåò äî 0,2 ìêì; ýëåêòðîííûé ìèêðîñêîï ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü ðàçðåøåíèå äî 0,1-0,01 íì. Ñïîñîáíîñòü ñèñòåì èç äâóõ ëèíç óâåëè÷èâàòü èçîáðàæåíèå ïðåäìåòîâ áûëà èçâåñòíà ìàñòåðàì, èçãîòîâëÿâøèì î÷êè. Î òàêèõ ñâîéñòâàõ ïîëóøàðîâèäíûõ è ïëîñêîâûïóêëûõ ëèíç çíàëè îïòèêè-ðåìåñëåííèêè Íèäåðëàíäîâ è Ñåâåðíîé Èòàëèè â XVI â. Åñòü ñâåäåíèÿ, ÷òî ïðèáëèçèòåëüíî â 1590 ã. ïðèáîð òèïà ìèêðîñêîïà áûë ïîñòðîåí ßíñåíîì (Z. Jansen) â Íèäåðëàíäàõ.

Ñíà÷àëà ïîÿâèëèñü ïðîñòûå ìèêðîñêîïû, ñîñòîÿùèå èç îäíîãî îáúåêòèâà, à çàòåì áûëè ñêîíñòðóèðîâàíû áîëåå ñëîæíûå, èìåþùèå, êðîìå îáúåêòèâà, è îêóëÿð.

Áûñòðîå ðàñïðîñòðàíåíèå è ñîâåðøåíñòâîâàíèå ìèêðîñêîïîâ íà÷àëîñü ïîñëå òîãî, êàê Ãàëèëåé (G. Galilei), ñîâåðøåíñòâóÿ ñêîíñòðóèðîâàííóþ èì çðèòåëüíóþ òðóáó, ñòàë èñïîëüçîâàòü åå êàê ñâîåîáðàçíûé ìèêðîñêîï (1609--1610), èçìåíÿÿ ðàññòîÿíèå ìåæäó îáúåêòèâîì è îêóëÿðîì.

Ïîçäíåå, â 1624 ã., äîáèâøèñü èçãîòîâëåíèÿ áîëåå êîðîòêîôîêóñíûõ ëèíç, Ãàëèëåé çíà÷èòåëüíî óìåíüøèë ãàáàðèòû ñâîåãî ìèêðîñêîïà.

 1625 ã. ÷ëåíîì Ðèìñêîé «Àêàäåìèè çîðêèõ» («Akudemia dei lincei») È. Ôàáåðîì áûë ïðåäëîæåí òåðìèí «ìèêðîñêîï». Ïåðâûå óñïåõè, ñâÿçàííûå ñ ïðèìåíåíèåì ìèêðîñêîïà â íàó÷íûõ áèîëîãè÷åñêèõ èññëåäîâàíèÿõ, áûëè äîñòèãíóòû Ãóêîì (R. Hooke), êîòîðûé ïåðâûì îïèñàë ðàñòèòåëüíóþ êëåòêó (îêîëî 1665 ã.).

À. Ëåâåíãóê (A. van Leenwenhoek) ñ ïîìîùüþ ìèêðîñêîïà îáíàðóæèë è çàðèñîâàë ñïåðìàòîçîèäû ðàçëè÷íûõ ïðîñòåéøèõ, äåòàëè ñòðîåíèÿ êîñòíîé òêàíè (1673--1677).

 1668 ã. Å. Äèâèíè, ïðèñîåäèíèâ ê îêóëÿðó ïîëåâóþ ëèíçó, ñîçäàë îêóëÿð ñîâðåìåííîãî òèïà; â 1673 ã. Ãàâåëèé ââåë ìèêðîìåòðè÷åñêèé âèíò, à Ãåðòåëü ïðåäëîæèë ïîä ñòîëèê ìèêðîñêîïà ïîìåñòèòü çåðêàëî. Òàêèì îáðàçîì, ìèêðîñêîï ñòàëè ìîíòèðîâàòü èç òåõ îñíîâíûõ äåòàëåé, êîòîðûå âõîäÿò â ñîñòàâ ñîâðåìåííîãî áèîëîãè÷åñêîãî ìèêðîñêîïà.

 íà÷àëå XVIII â. ìèêðîñêîïû ïîÿâèëèñü â Ðîññèè; çäåñü Ýéëåð (Z. Euler) âïåðâûå ðàçðàáîòàë ìåòîäû ðàñ÷åòà îïòè÷åñêèõ óçëîâ ìèêðîñêîïà.

 XVIII è XIX ââ. ìèêðîñêîïû ïðîäîëæàëè ñîâåðøåíñòâîâàòüñÿ.  1827 ã. Àìè÷è (G.Â. Amici) âïåðâûå ïðèìåíèë èììåðñèîííûé îáúåêòèâ.

 êîíöå XVII -- íà÷àëå XIX â. áûëà ïðåäëîæåíà êîíñòðóêöèÿ è äàí ðàñ÷åò àõðîìàòè÷åñêèõ îáúåêòèâîâ äëÿ ìèêðîñêîïîâ, áëàãîäàðÿ ÷åìó èõ îïòè÷åñêèå êà÷åñòâà çíà÷èòåëüíî óëó÷øèëèñü, à óâåëè÷åíèå îáúåêòîâ, îáåñïå÷èâàåìîå òàêèì ìèêðîñêîïîì, âîçðîñëî ñ 500 äî 1000 ðàç.

 1850 ã. àíãëèéñêèé îïòèê Ñîðáè (Í.Ñ. Sorby) ñêîíñòðóèðîâàë ïåðâûé ìèêðîñêîï äëÿ íàáëþäåíèÿ îáúåêòîâ â ïîëÿðèçîâàííîì ñâåòå.

 1872--1873 ãã. Àááå (Å. Abbe) ðàçðàáîòàë ñòàâøóþ êëàññè÷åñêîé òåîðèþ îáðàçîâàíèÿ èçîáðàæåíèé íåñàìîñâåòÿùèõñÿ îáúåêòîâ â ìèêðîñêîïå. Òðóäû àíãëèéñêîãî îïòèêà Äæ. Ñèðêñà (1893) ïîëîæèëè íà÷àëî èíòåðôåðåíöèîííîé ìèêðîñêîïèè.

 1903 ã. Ð. Æèãìîíäè (R. Zsigmondy) è Çèäåíòîïô (Í. Siedentopf) ñîçäàëè óëüòðàìèêðîñêîï, â 1911 ã. Ñàíüÿêîì (Ì. Sagnac) áûë îïèñàí ïåðâûé äâóõëó÷åâîé èíòåðôåðåíöèîííûé ìèêðîñêîï, â 1935 ã. Çåðíèêå (F. Zernicke) ïðåäëîæèë èñïîëüçîâàòü ìåòîä ôàçîâîãî êîíòðàñòà äëÿ íàáëþäåíèÿ â ìèêðîñêîïàõ ïðîçðà÷íûõ, ñëàáî ðàññåèâàþùèõ ñâåò îáúåêòîâ.  ñåðåäèíå XX â. áûë èçîáðåòåí ýëåêòðîííûé ìèêðîñêîï, â 1953 ã. ôèíñêèì ôèçèîëîãîì Âèëüñêîé (A. Wilska) áûë èçîáðåòåí àíîïòðàëüíûé ìèêðîñêîï.

Áîëüøîé âêëàä â ðàçðàáîòêó ïðîáëåì òåîðåòè÷åñêîé è ïðèêëàäíîé îïòèêè, óñîâåðøåíñòâîâàíèå îïòè÷åñêèõ ñèñòåì ìèêðîñêîïà è ìèêðîñêîïè÷åñêîé òåõíèêè âíåñëè Ì.Â. Ëîìîíîñîâ, È.Ï. Êóëèáèí, Ë.È. Ìàíäåëüøòàì, Ä.Ñ. Ðîæäåñòâåíñêèé, À.À. Ëåáåäåâ, Ñ.È. Âàâèëîâ, Â.Ï. Ëèííèê, Ä.Ä. Ìàêñóòîâ è äð.

Ìåòîäû ñâåòîâîé ìèêðîñêîïèè

Ïðèíöèï äåéñòâèÿ è óñòðîéñòâî ìåòàëëîãðàôè÷åñêîãî ìèêðîñêîïà. Äëÿ èçó÷åíèÿ ìèêðîñòðóêòóðû ìåòàëëîâ èñïîëüçóþò ìåòàëëîãðàôè÷åñêèå ìèêðîñêîïû (ðèñ. 1.4). Ïîäãîòîâëåííûé ñîîòâåòñòâóþùèì îáðàçîì øëèô / ïîìåùàþò ïåðïåíäèêóëÿðíî îïòè÷åñêîé îñè ìèêðîñêîïà â ïëîñêîñòè, ñîâïàäàþùåé ñ ïåðåäíåé ãëàâíîé ôîêàëüíîé ïëîñêîñòüþ îáúåêòèâà 2. Øëèô îñâåùàåòñÿ ïðîõîäÿùèì ÷åðåç îáúåêòèâ ïî÷òè ïàðàëëåëüíûì îïòè÷åñêîé îñè ïó÷êîì ñâåòà, êîòîðûé ôîðìèðóåòñÿ ïîñðåäñòâîì îñâåòèòåëüíîé ñèñòåìû, ñîñòîÿùåé èç èñòî÷íèêà (ëàìïû) 3, êîëëåêòîðíîé ëèíçû 4, àïåðòóðíîé 5 è ïîëåâîé 7 äèàôðàãì, âñïîìîãàòåëüíûõ ëèíç 6, 8 è ïîëóïðîçðà÷íîé ïëàñòèíêè 9. Ñâåòîâûå ëó÷è, îòðàæàþùèåñÿ îò ó÷àñòêîâ ïîâåðõíîñòè øëèôà, ïðèáëèçèòåëüíî íîðìàëüíûõ îïòè÷åñêîé îñè ìèêðîñêîïà, ïîïàäàþò â îáúåêòèâ, à òå ëó÷è, êîòîðûå îòðàæàþòñÿ îò íåðîâíîñòåé ïîâåðõíîñòè, íå ïîïàäàþò â åãî ïîëå. Íà êîíå÷íîì èçîáðàæåíèè ïîâåðõíîñòè öû çåðåí, êîòîðûå ïðè ïîäãîòîâêå øëèôà îáû÷íî âûòðàâëèâàþòñÿ â êàíàâêè, èëè ÷àñòèöû âûäåëåíèé, âêëþ÷åíèÿ è ïîðû.

Îáúåêòèâ ñîçäàåò îáðàòíîå äåéñòâèòåëüíîå óâåëè÷åííîå èçîáðàæåíèå îáðàçöà â ïåðåäíåé ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè îêóëÿðà S1. Îêóëÿð äîïîëíèòåëüíî óâåëè÷èâàåò ýòî èçîáðàæåíèå è äàåò îêîí÷àòåëüíîå ìíèìîå óâåëè÷åííîå èçîáðàæåíèå îáðàçöà S2 íà ðàññòîÿíèè ~250 ìì îò ãëàç íàáëþäàòåëÿ 11.

Ïðè ôîòîãðàôèðîâàíèè èçîáðàæåíèÿ èëè åãî íàáëþäåíèè íà ýêðàíå âìåñòî «ãëàçíûõ» îêóëÿðîâ èñïîëüçóþò ñïåöèàëüíûå ôîòîîêóëÿðû (èëè ãîìàëè), êîòîðûå ïðèíèìàþò ñâåòîâûå ëó÷è, èäóùèå íåïîñðåäñòâåííî èç îáúåêòèâà, è ñîçäàþò äåéñòâèòåëüíîå ïåðâè÷íîå èçîáðàæåíèå íà ôîòîïëàñòèíêå èëè ýêðàíå.

Óâåëè÷åíèå ìèêðîñêîïà ðàâíî ïðîèçâåäåíèþ ñîîòâåòñòâóþùèõ óâåëè÷åíèé îáúåêòèâà è îêóëÿðà. Îñíîâíîå óâåëè÷åíèå îáåñïå÷èâàåòñÿ îáúåêòèâîì, îíî ìîæåò äîñòèãàòü 100. Óâåëè÷åíèå îêóëÿðà îáû÷íî íå ïðåâûøàåò 20. Åñëè íåîáõîäèìî òî÷íî îïðåäåëèòü óâåëè÷åíèå ïðîåöèðóåìîãî èçîáðàæåíèÿ, òî â êà÷åñòâå îáúåêòà ñëåäóåò èñïîëüçîâàòü ïëàñòèíêó ñ ìèêðîìåòðè÷åñêîé øêàëîé (îáúåêò-ìèêðîìåòð), íà êîòîðîé íàíåñåíû ÷åðåç êàæäûå 0,01 ìì äåëåíèÿ íà îáùåé äëèíå 1 ìì.

Ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü ìèêðîñêîïà õàðàêòåðèçóåòñÿ ìèíèìàëüíûì ðàññòîÿíèåì d ìåæäó äâóìÿ ñîñåäíèìè äåòàëÿìè ñòðóêòóðû îáúåêòà, êîòîðûå åùå ìîãóò áûòü ðàçäåëüíî ðàçëè÷èìû. Îãðàíè÷åíèÿ ðàçðåøàþùåé ñïîñîáíîñòè îïòè÷åñêèõ ïðèáîðîâ ñâÿçàíû ñ äèôðàêöèîííûìè ÿâëåíèÿìè è àáåððàöèÿìè ýëåìåíòîâ îïòè÷åñêèõ ñèñòåì. Ìàêñèìàëüíàÿ ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü ìèêðîñêîïà ñîîòâåòñòâóåò óñëîâèþ:

d = dë/2nsiná = ë/2À, (1)

ãäå ë -- äëèíà âîëíû ñâåòà; ï -- ïîêàçàòåëü ïðåëîìëåíèÿ ñðåäû ìåæäó îáúåêòîì è îáúåêòèâîì (äëÿ âîçäóõà ï=1); á -- óãëîâàÿ àïåðòóðà îáúåêòèâà, ðàâíàÿ ïîëîâèíå óãëà, ïîä êîòîðûì âèäåí çðà÷îê îáúåêòèâà èç òî÷êè ïðåäìåòà, ëåæàùåé íà îïòè÷åñêîé îñè. Âåëè÷èíà À = ï sin á íàçûâàåòñÿ ÷èñëîâîé àïåðòóðîé è ÿâëÿåòñÿ âàæíåéøåé õàðàêòåðèñòèêîé îáúåêòèâà. ×èñëîâóþ àïåðòóðó îáúåêòèâà ìîæíî óâåëè÷èòü, çàïîëíÿÿ ïðîñòðàíñòâî ìåæäó îáúåêòèâîì è îáúåêòîì (øëèôîì) èììåðñèîííûì ìàñëîì (îáû÷íî êåäðîâûì) ñ n=1,52. Äëÿ ýòîé öåëè èñïîëüçóþò ñïåöèàëüíûå èììåðñèîííûå îáúåêòèâû.

Ïîñêîëüêó âåëè÷èíà à ïðàêòè÷åñêè íå áûâàåò áîëüøå ~72° è ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå siná ?0,95, ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå ÷èñëîâîé àïåðòóðû äëÿ «ñóõîãî» îáúåêòèâà ñîñòàâëÿåò À = 1×0,95 = 0,95, à äëÿ èììåðñèîííîãî îáúåêòèâà À = 1,52×0,95 = 1,44.

Äëÿ îñâåùåíèÿ îáúåêòà íàèáîëåå ÷àñòî ïðèìåíÿþò áåëûé ñâåò, äëÿ êîòîðîãî ìîæíî ïðèíÿòü ë = 0,55 ìêì. Ñîãëàñíî óñëîâèþ (1) ìàêñèìàëüíàÿ ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü ìèêðîñêîïà ðàâíà: d˜0,55÷2÷1,44˜0,2 ìêì.

×òîáû èñïîëüçîâàòü ðàçðåøàþùóþ ñïîñîáíîñòü îáúåêòèâà, ò. å. óâèäåòü òå äåòàëè ñòðóêòóðû îáúåêòà, êîòîðûå ðàçðåøàþòñÿ îáúåêòèâîì, íåîáõîäèìî óñòàíîâèòü ñîîòâåòñòâóþùåå óâåëè÷åíèå ìèêðîñêîïà. Óâåëè÷åíèå ìèêðîñêîïà N íàçûâàþò ïîëåçíûì, åñëè ðàçðåøàåìûå äåòàëè ñòðóêòóðû ìîæíî íàáëþäàòü ïîä óãëîì çðåíèÿ 2'--4'. Ïîëåçíîå óâåëè÷åíèå íàõîäèòñÿ â ïðåäåëàõ N?500A÷1000A (2).

Óâåëè÷åíèå ìåíüøå 500À íå ïîçâîëÿåò ðàçëè÷èòü âñå äåòàëè ñòðóêòóðû, èçîáðàæåíèå êîòîðûõ ôîðìèðóåòñÿ îáúåêòèâîì ïðè àïåðòóðå À, à ïðèìåíåíèå óâåëè÷åíèé, ïðåâûøàþùèõ 1000À, íåöåëåñîîáðàçíî, ïîñêîëüêó îíî íå äàåò êàêèõ-ëèáî íîâûõ äåòàëåé â èçîáðàæåíèè ñòðóêòóðû, à ëèøü ïðèâîäèò ê óõóäøåíèþ êà÷åñòâà èçîáðàæåíèÿ.

Ïðè èññëåäîâàíèè ñòðóêòóðû ìåòàëëà îáúåêòèâ âûáèðàþò, èñõîäÿ èç íåîáõîäèìîãî ïîëåçíîãî óâåëè÷åíèÿ ìèêðîñêîïà, îïðåäåëÿåìîãî èç âûðàæåíèÿ N=200/d' ãäå d' -- ìèíèìàëüíûé ðàçìåð èíòåðåñóþùèõ äåòàëåé ñòðóêòóðû (íàïðèìåð, ÷àñòèö êàêîé-ëèáî ôàçû), ìêì; 200 -- ðàçðåøàåìîå ðàññòîÿíèå äëÿ ãëàçà íàáëþäàòåëÿ, ìêì.

Çíàÿ âåëè÷èíó N, ìîæíî îïðåäåëèòü ñîîòâåòñòâóþùóþ ÷èñëîâóþ àïåðòóðó ïî ôîðìóëå (2) è âûáðàòü îáúåêòèâ, à çàòåì îêóëÿð.

Ñëåäóåò ó÷èòûâàòü, ÷òî â ïðàêòèêå ìåòàëëîãðàôè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé èíîãäà ïðèõîäèòñÿ â óùåðá ðàçðåøàþùåé ñïîñîáíîñòè çàáîòèòüñÿ î ïîâûøåíèè êîíòðàñòíîñòè èçîáðàæåíèÿ è îá óâåëè÷åíèè ãëóáèíû ðåçêîñòè, õàðàêòåðèçóåìîé âåëè÷èíîé âåðòèêàëüíîãî ñìåùåíèÿ äåòàëåé ìèêðîñòðóêòóðû, êîòîðîå íå ïðèâîäèò ê ïîòåðå ôîêóñèðîâêè.

Ýòà âåëè÷èíà îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíà ÷èñëîâîé àïåðòóðå è îáùåìó óâåëè÷åíèþ ìèêðîñêîïà, ò.å. ïðè áîëåå ðåëüåôíîé ïîâåðõíîñòè îáðàçöà öåëåñîîáðàçíî èñïîëüçîâàòü îáúåêòèâû ñ ìàëîé àïåðòóðîé. Êîíòðàñòíîñòü èçîáðàæåíèÿ ðàñòåò äî òåõ ïîð, ïîêà îáùåå óâåëè÷åíèå ìèêðîñêîïà íå ïðåâçîéäåò ïîëåçíîãî óâåëè÷åíèÿ. Ïîýòîìó óâåëè÷åíèå îêóëÿðà íå äîëæíî áûòü èçëèøíå âûñîêèì, òàê êàê ýòî âûçûâàåò ðàçìûòèå èçîáðàæåíèÿ äåòàëåé ñòðóêòóðû.

Îáúåêòèâ ìèêðîñêîïà ñîñòîèò èç íåñêîëüêèõ ëèíç, óñòàíîâëåííûõ êîàêñèàëüíî. Ñèñòåìà ëèíç îáåñïå÷èâàåò áîëåå èëè ìåíåå ïîëíîå óñòðàíåíèå äåôåêòîâ èçîáðàæåíèÿ (àáåððàöèé), ê êîòîðûì îòíîñÿòñÿ õðîìàòè÷åñêàÿ è ñôåðè÷åñêàÿ àáåððàöèè, àñòèãìàòèçì, êîìà, êðèâèçíà èçîáðàæåíèÿ è äèñòîðñèÿ.

Õðîìàòè÷åñêàÿ àáåððàöèÿ îáóñëîâëåíà òåì, ÷òî ïðè èñïîëüçîâàíèè íåìîíîõðîìàòè÷åñêîãî ñâåòà ëó÷è ñ ìåíüøåé äëèíîé âîëíû ïðåëîìëÿþòñÿ ëèíçîé ñèëüíåå, ÷åì ëó÷è ñ áîëüøåé äëèíîé âîëíû; â ðåçóëüòàòå âîçíèêàþò èçîáðàæåíèÿ ðàçíîé âåëè÷èíû, ðàñïîëàãàþùèåñÿ â ðàçëè÷íûõ ïëîñêîñòÿõ.

Ñôåðè÷åñêàÿ àáåððàöèÿ ñâÿçàíà ñ ðàçëè÷íûì ïðåëîìëåíèåì ìîíîõðîìàòè÷åñêèõ ëó÷åé, ïðîõîäÿùèõ ÷åðåç ðàçëè÷íûå ó÷àñòêè ëèíçû.  ñëó÷àå ñâåòîâûõ ïó÷êîâ ñ äîâîëüíî áîëüøèì äèàìåòðîì ê ñôåðè÷åñêîé àáåððàöèè äîáàâëÿþòñÿ äåôåêòû àñèììåòðèè (êîìà), â ðåçóëüòàòå êîòîðûõ èçîáðàæåíèå îòäåëüíûõ äåòàëåé îáðàçöà, ðàñïîëàãàþùèõñÿ íà íåêîòîðîì ðàññòîÿíèè îò îñè ëèíçû, ïîëó÷àåòñÿ ðàçìûòûì. Âñëåäñòâèå àñòèãìàòèçìà ïðè ïðîõîæäåíèè ÷åðåç ëèíçó ïó÷êà ëó÷åé îò ñâåòÿùåãîñÿ òî÷å÷íîãî èñòî÷íèêà, ðàñïîëîæåííîãî âíå îïòè÷åñêîé îñè, îáðàçóþòñÿ äâå ôîêóñíûå ëèíèè, íàõîäÿùèåñÿ â ðàçíûõ ïëîñêîñòÿõ, à èçîáðàæåíèå òî÷êè â ïðîìåæóòî÷íûõ ïëîñêîñòÿõ èìååò ôîðìó êðóãëîãî èëè ýëëèïòè÷åñêîãî ïÿòíà ðàññåÿíèÿ.

Àáåððàöèÿ, íàçûâàåìàÿ äèñòîðñèåé, ñâÿçàíà ñ ðàçëè÷íûì óâåëè÷åíèåì äåòàëåé îáúåêòà, íàõîäÿùèõñÿ íà ðàçíîì ðàññòîÿíèè îò îïòè÷åñêîé îñè, òàê ÷òî èçîáðàæåíèÿ ïðÿìûõ ëèíèé îêàçûâàþòñÿ èñêðèâëåííûìè è íàðóøàåòñÿ ïîäîáèå â ãåîìåòðè÷åñêîé ôîðìå ìåæäó ïðåäìåòîì è åãî èçîáðàæåíèåì. È íàêîíåö, âîçìîæíî èñêðèâëåíèå èçîáðàæåíèÿ, ïðè êîòîðîì òî÷å÷íûå èçîáðàæåíèÿ, âîçíèêàþùèå îò ïëîñêîãî îáúåêòà, ïåðïåíäèêóëÿðíîãî îïòè÷åñêîé îñè, ëåæàò íå íà ïëîñêîñòè, à íà èñêðèâëåííîé ïîâåðõíîñòè.

 çàâèñèìîñòè îò ñòåïåíè èñïðàâëåíèÿ àáåððàöèé è îáëàñòè ñïåêòðà, â êîòîðîé îíè ðàáîòàþò, îáúåêòèâû ìåòàëëîìèêðîñêîïîâ äåëÿòñÿ íà àõðîìàòû, àïîõðîìàòû, ïëàíàõðîìàòû è ïëàíàïîõðîìàòû.

Ó àõðîìàòè÷åñêèõ îáúåêòèâîâ èñïðàâëåíà ñôåðè÷åñêàÿ àáåððàöèÿ, êîìà è õðîìàòè÷åñêàÿ àááåðàöèÿ äëÿ äâóõ öâåòîâ, íàèáîëåå âàæíûõ äëÿ âèçóàëüíîãî íàáëþäåíèÿ; êðèâèçíà èçîáðàæåíèÿ íå èñïðàâëåíà. Àïîõðîìàòè÷åñêèå îáúåêòèâû îòëè÷àþòñÿ áîëåå âûñîêîé ñòåïåíüþ èñïðàâëåíèÿ ñôåðè÷åñêîé àáåððàöèè è êîìû, à òàêæå îáñïå÷èâàþò áîëåå ïðàâèëüíóþ öâåòîïåðåäà÷ó.  ñî÷åòàíèè ñ êîìïåíñàöèîííûìè îêóëÿðàìè ýòè îáúåêòèâû äàþò âûñîêîå êà÷åñòâî èçîáðàæåíèÿ è îñîáåííî ïîäõîäÿò äëÿ áîëüøèõ óâåëè÷åíèé è ìèêðîôîòîãðàôèðîâàíèÿ. Ïëàíàõðîìàòû è ïëàíàïîõðîìàòû ñêîððåêòèðîâàíû ñîîòâåòñòâåííî òàê æå, êàê àõðîìàòè÷åñêèå è àïîõðîìàòè÷åñêèå îáúåêòèâû, è, êðîìå òîãî, ó íèõ èñïðàâëåíà êðèâèçíà èçîáðàæåíèÿ.

Îêóëÿðû ìèêðîñêîïîâ, êàê è îáúåêòèâû, õàðàêòåðèçóþòñÿ ñîáñòâåííûì óâåëè÷åíèåì, à òàêæå ñòåïåíüþ êîððåêöèè èçîáðàæåíèÿ. Ñîâðåìåííûå ìåòàëëîìèêðîñêîïû ñíàáæàþòñÿ îêóëÿðàìè ñ óâåëè÷åíèÿìè îò 5 äî 20. Ïî ðîäó è ñòåïåíè êîððåêöèè ðàçëè÷àþò ñëåäóþùèå îñíîâíûå òèïû îêóëÿðîâ: 1) ïðîñòûå, èëè îêóëÿðû Ãþéãåíñà, èñïîëüçóåìûå îáû÷íî ïðè âèçóàëüíîé ðàáîòå ñ îáúåêòèâàìè-àõðîìàòàìè ñ íèçêîé èëè ñðåäíåé àïåðòóðîé; 2) êîìïåíñàöèîííûå îêóëÿðû, ñïåöèàëüíî ðàññ÷èòàííûå íà èñïðàâëåíèå îñòàòî÷íûõ õðîìàòè÷åñêèõ àáåððàöèé îáúåêòèâîâ-àïîõðîìàòîâ è ïðèìåíÿåìûå ñ ýòèìè îáúåêòèâàìè; 3) ôîòîîêóëÿðû è ãîìàëè, êîòîðûå ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ ìèêðîôîòîãðàôèðîâàíèÿ èëè ïðîåêòèðîâàíèÿ èçîáðàæåíèÿ íà ýêðàí.

Äëÿ ÷åòêîãî íàáëþäåíèÿ ìèêðîñòðóêòóðû âàæíî ñîçäàòü îïðåäåëåííûå óñëîâèÿ îñâåùåíèÿ øëèôà. Êîíòðàñòíîñòü èçîáðàæåíèÿ âîçðàñòàåò ñ óâåëè÷åíèåì èíòåíñèâíîñòè îñâåùåíèÿ. Ïîýòîìó ñ ó÷åòîì ñëîæíîãî ïóòè ëó÷à â ìèêðîñêîïå è çíà÷èòåëüíûõ ïîòåðü ñâåòà ïðèìåíÿåìûå èñòî÷íèêè ñâåòà äîëæíû îáëàäàòü äîñòàòî÷íîé ìîùíîñòüþ ïðè ñðàâíèòåëüíî ìàëûõ ãàáàðèòàõ. Äëÿ ýòèõ öåëåé â ñîâðåìåííûõ ìåòàëëîìèêðîñêîïàõ îáû÷íî èñïîëüçóþò êâàðöåâûå ëàìïû ñ éîäíûì öèêëîì (ãàëîãåííûå ëàìïû), à äëÿ ïîëó÷åíèÿ íàèáîëüøåé èíòåíñèâíîñòè -- êñåíîíîâûå ëàìïû âûñîêîãî äàâëåíèÿ. Äëÿ óìåíüøåíèÿ ïîòåðü èíòåíñèâíîñòè ïàäàþùåãî ñâåòà â íåêîòîðûõ ìèêðîñêîïàõ âìåñòî ïîëóïðîçðà÷íîé ïëàñòèíêè â õîä ëó÷åé ââîäÿò ïðèçìó.

Óâåëè÷åíèå ñâåòîïðîïóñêàíèÿ è ïîâûøåíèå êîíòðàñòíîñòè èçîáðàæåíèÿ äîñòèãàþòñÿ òàêæå â ðåçóëüòàòå ïðèìåíåíèÿ ïðîñâåòëåííîé îïòèêè, îáåñïå÷èâàþùåé óñòðàíåíèå ðåôëåêñîâ ïðè îòðàæåíèè.

Ìåòîäû ìèêðîñêîïè÷åñêîãî èññëåäîâàíèÿ ìåòàëëîâ

Áîëüøèíñòâî ìåòàëëîãðàôè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ïðîâîäÿò ñ ïðèìåíåíèåì ñâåòëîïîëüíîãî (âåðòèêàëüíîãî) îñâåùåíèÿ (ñì. ðèñ. 1.4). Äëÿ äîïîëíèòåëüíîãî ïîâûøåíèÿ êîíòðàñòíîñòè ïðèìåíÿþò äðóãèå âèäû îñâåùåíèÿ.

Ìåòîä êîñîãî îñâåùåíèÿ. Ïðè ýòîì ìåòîäå â ñîçäàíèè èçîáðàæåíèÿ ó÷àñòâóþò ïðåèìóùåñòâåííî êîñûå ëó÷è, íå ïàðàëëåëüíûå îïòè÷åñêîé îñè ñèñòåìû. Ïîâûøåíèå êîíòðàñòà ïðè êîñîì îñâåùåíèè ñâÿçàíî, âî-ïåðâûõ, ñ óâåëè÷åíèåì ðîëè äèôðàãèðîâàííûõ íà ðàçíûõ ýëåìåíòàõ ñòðóêòóðû îáúåêòà ëó÷åé â ôîðìèðîâàíèè èçîáðàæåíèÿ è, âî-âòîðûõ, ñ îáðàçîâàíèåì òåíåé îò ðåëüåôà ïîâåðõíîñòè îáúåêòà. Ïîýòîìó êîñîå îñâåùåíèå öåëåñîîáðàçíî ïðèìåíÿòü ïðè äîñòàòî÷íî ðåçêîì ðåëüåôå ïîâåðõíîñòè øëèôà, òàê êàê òîëüêî ïðè ýòîì óñëîâèè âûñòóïàþùèå ó÷àñòêè áóäóò îòáðàñûâàòü òåíü íà îñòàëüíóþ ïîâåðõíîñòü, êîòîðàÿ äàåò ìåíüøåå îòðàæåíèå ëó÷åé. Êîñîå îñâåùåíèå äîñòèãàåòñÿ îáû÷íî âêëþ÷åíèåì ìåæäó îáúåêòèâîì è ïîëóïðîçðà÷íîé ïëàñòèíêîé ïðèçìû êîñîãî îñâåùåíèÿ èëè ñìåùåíèåì, ïî îòíîøåíèþ ê îïòè÷åñêîé îñè ñèñòåìû àïåðòóðíîé äèàôðàãìû, âðàùåíèåì êîòîðîé èçìåíÿåòñÿ ïëîñêîñòü ïàäåíèÿ ñâåòà íà îáúåêò.

Ìåòîä òåìíîïîëüíîãî îñâåùåíèÿ. Ïðè òåìíîïîëüíîì îñâåùåíèè â îòëè÷èå îò ñâåòëîïîëüíîãî ñâåò íå ïðîõîäèò ÷åðåç îáúåêòèâ. Ïðîéäÿ ÷åðåç êîëüöåâóþ äèàôðàãìó / (ðèñ. 1.5), ñâåò îòðàæàåòñÿ îò êîëüöåâîãî çåðêàëà 2, óñòàíîâëåííîãî íà ìåñòå ïîëóïðîçðà÷íîé ïëàñòèíêè, è ïîïàäàåò íà çåðêàëüíóþ îòðàæàþùóþ ïàðàáîëè÷åñêóþ ïîâåðõíîñòü ñïåöèàëüíîãî êîíäåíñîðà òåìíîãî ïîëÿ 5, êîòîðûé óñòàíàâëèâàåòñÿ íà îáúåêòèâ èëè ìîíòèðóåòñÿ â îäíîé îïðàâå ñ íèì (ýïèîáúåêòèâ). Òàêàÿ ñèñòåìà ñîçäàåò êîñîå îñâåùåíèå îáúåêòà, ïðè êîòîðîì îñâåùàþùèé ïó÷îê èìååò áîëüøóþ àïåðòóðó, ÷åì â ñëó÷àå ñâåòëîïîëüíîãî îñâåùåíèÿ. Òåìíîïîëüíîå èçîáðàæåíèå ÿâëÿåòñÿ îáðàòíûì ïî îòíîøåíèþ ê ñâåòëîïîëüíîìó

(óãëóáëåíèÿ è âûñòóïû ñòàíîâÿòñÿ ñâåòëûìè íà îäíîðîäíîì òåìíîì ôîíå), ïîñêîëüêó â îáúåêòèâ ïîïàäàþò ëó÷è, îòðàæåííûå íåðîâíîñòÿìè ïîâåðõíîñòè. Ýòîò òèï îñâåùåíèÿ äàåò âûñîêîêîíòðàñòíûå èçîáðàæåíèÿ, ÷åòêî âûÿâëÿåò çåðíèñòóþ ñòðóêòóðó ìåòàëëà, ãðàíèöû ìåæäó îòäåëüíûìè ôàçàìè, íàòóðàëüíûé öâåò íåìåòàëëè÷åñêèõ âêëþ÷åíèé è äåôåêòû íà îòïîëèðîâàííîé ïîâåðõíîñòè ìèêðîøëèôà (öàðàïèíû, ïîðû, òðåùèíû).

Èññëåäîâàíèå â ïîëÿðèçîâàííîì ñâåòå. Ïîñêîëüêó áîëüøèíñòâî ìåòàëëîâ, à òàêæå ìåòàëëè÷åñêèõ è íåìåòàëëè÷åñêèõ ôàç ÿâëÿþòñÿ îïòè÷åñêè àíèçîòðîïíûìè, â ìåòàëëîãðàôè÷åñêèõ èññëåäîâàíèÿõ ÷àñòî öåëåñîîáðàçíî èñïîëüçîâàòü ïîëÿðèçîâàííûé ñâåò. Ñ ýòîé öåëüþ ïåðåä êîëëåêòîðíîé ëèíçîé ïîìåùàþò ïîëÿðèçàòîð (ïðèçìó Íèêîëÿ èëè ïîëÿðîèä). Ñîçäàþùèéñÿ â ïîëÿðèçàòîðå ïëîñêîïîëÿðèçîâàííûé ñâåò ïîñëå îòðàæåíèÿ îò îáúåêòà ïðîõîäèò ÷åðåç àíàëèçàòîð, ðàñïîëîæåííûé ìåæäó îáúåêòèâîì è îêóëÿðîì èëè íàä îêóëÿðîì. Åñëè îáúåêò îïòè÷åñêè èçîòðîïåí, òî ïðè ñîîòâåòñòâóþùåì âçàèìíîì ïîëîæåíèè ïîëÿðèçàòîðà è àíàëèçàòîðà («ïîëîæåíèå ñêðåùåíèÿ») ìîæíî äîáèòüñÿ ïîëíîãî ïîãëîùåíèÿ ñâåòà. Îäíàêî åñëè êðèñòàëëèòû îäíîé èëè ðàçíûõ ôàç îïòè÷åñêè àíèçîòðîïíû, òî ïðè ñêðåùåííûõ ïîëÿðîôèëüòðàõ ïîëíîãî ïîãëîùåíèÿ íå ïðîèñõîäèò è îòäåëüíûå êðèñòàëëû îêàçûâàþòñÿ ñâåòëûìè, ò. å. ïîëó÷àåòñÿ âèäèìîå êîíòðàñòíîå èçîáðàæåíèå. Ýòà ïðåèìóùåñòâåííàÿ îñâåùåííîñòü îòäåëüíûõ êðèñòàëëîâ îáúÿñíÿåòñÿ ýôôåêòàìè ýëëèïòè÷åñêîé ïîëÿðèçàöèè è âðàùåíèåì ïëîñêîñòè ïîëÿðèçàöèè.

Ñòðóêòóðíûå ñîñòàâëÿþùèå, êîòîðûå èìåþò êóáè÷åñêóþ ðåøåòêó, èçîòðîïíû, ïîýòîìó èõ ëåãêî îòëè÷èòü îò äðóãèõ ñîñòàâëÿþùèõ. Ñ ïîìîùüþ ïîëÿðèçîâàííîãî ñâåòà íà íåòðàâëåíûõ îáðàçöàõ àíèçîòðîïíûõ ìàòåðèàëîâ ìîæíî èçó÷àòü èõ ìèêðîñòðóêòóðó è îïðåäåëÿòü ðàçìåð çåðíà. Ýòîò ìåòîä ïîçâîëÿåò òàêæå íàáëþäàòü èíòåðìåòàëëè÷åñêèå ôàçû â ëåãèðîâàííûõ ñòàëÿõ. Íî íàèáîëåå ÷àñòî ìåòàëëîãðàôè÷åñêîå èññëåäîâàíèå â ïîëÿðèçîâàííîì ñâåòå ïðèìåíÿþò äëÿ èäåíòèôèêàöèè íåìåòàëëè÷åñêèõ âêëþ÷åíèé â ñòàëÿõ, òàê êàê ýòè âêëþ÷åíèÿ èìåþò õàðàêòåðíûå öâåòà èëè èçìåíÿþò öâåò ïðè âðàùåíèè ïðåäìåòíîãî ñòîëèêà ìèêðîñêîïà. Äëÿ îáëåã÷åíèÿ èäåíòèôèêàöèè èìåþòñÿ ñïåöèàëüíûå òàáëèöû [11].

Êîíñòðóêöèÿ ìåòàëëîìèêðîñêîïà, ïðèñïîñîáëåííîãî äëÿ èññëåäîâàíèÿ â ïîëÿðèçîâàííîì ñâåòå, ïðåäóñìàòðèâàåò âêëþ÷åíèå è âûêëþ÷åíèå ïîëÿðîôèëüòðîâ è âðàùåíèå àíàëèçàòîðà â ïðåäåëàõ 0--90°.

Äëÿ èçó÷åíèÿ ñòðóêòóðû ìåòàëëîâ è ïðèðîäû íåìåòàëëè÷åñêèõ âêëþ÷åíèé â ïîëÿðèçîâàííîì ñâåòå òðåáóåòñÿ âûñîêîå êà÷åñòâî ïîâåðõíîñòè øëèôà", îòñóòñòâèå çàìåòíîãî ðåëüåôà è ñëåäîâ ìåõàíè÷åñêîé îáðàáîòêè.

Ìåòîä ôàçîâîãî êîíòðàñòà. Êîíòðàñòíîñòü èçîáðàæåíèÿ ðåëüåôíûõ ñòðóêòóð ìîæåò áûòü äîïîëíèòåëüíî ïîâûøåíà ïðè èñïîëüçîâàíèè ñèñòåìû ôàçîâîãî êîíòðàñòà, èìåþùåéñÿ â íåêîòîðûõ ìåòàëëîìèêðîñêîïàõ, èëè îòäåëüíîé ôàçîâîêîíòðàñòíîé ïðèñòàâêè ê ìèêðîñêîïó. Íåðîâíîñòè ïîâåðõíîñòè øëèôà ñîçäàþò ðàçíîñòü ôàç îòðàæåííûõ ñâåòîâûõ ëó÷åé, êîòîðàÿ óñèëèâàåòñÿ ñèñòåìîé, ñîñòîÿùåé èç êîëüöåâîé äèàôðàãìû 1 è ôàçîâîé ïëàñòèíêè 2 {ðèñ. 1.6). Êîëüöåâóþ äèàôðàãìó óñòàíàâëè âàþò òàê, ÷òî åå èçîáðàæåíèå ðàñïîëàãàåòñÿ â çàäíåé ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè îáúåêòèâà è ñîâïàäàåò ñ êîëüöîì ôàçîâîé ïëàñòèíêè, òîëùèíà êîòîðîãî èíàÿ, ÷åì ó îñòàëüíîé ÷àñòè ïëàñòèíêè.  ðåçóëüòàòå ýòîãî ñâåòîâûå ëó÷è, ïðîõîäÿùèå ÷åðåç êîëüöî, ñäâèãàþòñÿ ïî ôàçå (îáû÷íî íà 90°) îòíîñèòåëüíî ëó÷åé, äèôðàãèðîâàííûõ ïîâåðõíîñòüþ îáðàçöà è ïðîõîäÿùèõ ÷åðåç ïëàñòèíêó çà ïðåäåëàìè êîëüöà. Ïîìèìî ýòîãî, êîëüöî ôàçîâîé ïëàñòèíêè ïîãëîùàåò çíà÷èòåëüíóþ ÷àñòü ïðîõîäÿùåãî ÷åðåç íåãî ñâåòà, ÷òî îáåñïå÷èâàåò îïòèìàëüíûé êîíòðàñò è ðåçêîñòü èçîáðàæåíèÿ. Äëÿ ââåäåíèÿ ñèñòåìû ôàçîâîãî êîíòðàñòà â îïòè÷åñêóþ ñèñòåìó ìèêðîñêîïà âêëþ÷àåòñÿ ëèíçà Áåðòðàíà, ñ ïîìîùüþ êîòîðîé äîáèâàþòñÿ ñîâìåùåíèÿ èçîáðàæåíèÿ àïåðòóðíîé äèàôðàãìû ñ êîëüöîì ôàçîâîé ïëàñòèíêè.

S

Ðèñ. Ñõåìà ìåòîäà ôàçîâîãî êîíòðàñòà: L -- èñòî÷íèê ñâåòà; 5 -- îáúåêò

Ñ ïîìîùüþ ôàçîâîêîíòðàñòíîãî ìåòîäà óäàåòñÿ îáíàðóæèòü ðàçíîñòü â óðîâíÿõ ðåëüåôà ïîâåðõíîñòè äî ~50. Ýòîò ìåòîä îñîáåííî ïîëåçíî èñïîëüçîâàòü äëÿ èçó÷åíèÿ ãðàíèö çåðåí, äâîéíèêîâ, ëèíèé ñêîëüæåíèÿ è äèñïåðñíûõ âûäåëåíèé.

Ìåòîä èíòåðôåðåíöèîííîãî êîíòðàñòà. Íåáîëüøèå èçìåíåíèÿ ìèêðîðåëüåôà ïîâåðõíîñòè ìîæíî îáíàðóæèòü ñ ïîìîùüþ èíòåðôåðåíöèîííîãî ìèêðîñêîïà èëè ìèêðîèíòåðôåðîìåòðà. Ïîñëåäíèé ïðèáîð ïîçâîëÿåò, êðîìå òîãî, êîëè÷åñòâåííî îöåíèâàòü èçó÷àåìûé ðåëüåô, ÷òî îñîáåííî âàæíî äëÿ èññëåäîâàíèÿ ñòðóêòóðíîãî ìåõàíèçìà ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè. Èñïîëüçóþò ìåòîäû äâóõëó÷åâîé è ìíîãîëó÷åâîé èíòåðôåðîìåòðèè.  ïåðâîì ñëó÷àå (èíòåðôåðîìåòð Ëèííèêà) ñâåò îò èñòî÷íèêà L ðàñùåïëÿåòñÿ ïîëóïðîçðà÷íîé ïëàñòèíêîé Ò íà äâà ïó÷êà (ðèñ. 1.7). Îäèí ïó÷îê, îòðàæåííûé îò

Ðèñ. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà ìåòîäà äâóõëó÷åâîé èíòåðôåðîìåòðèè: Îê -- îêóëÿð

ïëàñòèíêè Ò, ïàäàåò íà èññëåäóåìóþ ïîâåðõíîñòü S1, à äðóãîé ïó÷îê, ïðîøåäøèé ÷åðåç ïëàñòèíêó T, îñâåùàåò ýòàëîííóþ îïòè÷åñêè ïëîñêóþ ïîâåðõíîñòü çåðêàëà S2. Ëó÷è, îòðàæåííûå îò ïîâåðõíîñòåé S1 è S2 ïðîõîäÿò ÷åðåç îáúåêòèâû 01 è 02 è îáðàçóþò â ïëîñêîñòè S' íàêëàäûâàþùèåñÿ îäíî íà äðóãîå èçîáðàæåíèÿ ïîâåðõíîñòåé S1 è S2.

Ïðè íàëè÷èè ðàçíîñòè õîäà äâóõ ïó÷êîâ äîëæíî âîçíèêàòü ÷åðåäîâàíèå ìàêñèìóìîâ è ìèíèìóìîâ îñâåùåííîñòè. Íàáëþäàåìàÿ èíòåðôåðåíöèîííàÿ êàðòèíà ïîçâîëÿåò îöåíèòü ãëóáèíó ðåëüåôà ñ òî÷íîñòüþ äî 1/20 äëèíû âîëíû.

Ïðè èñïîëüçîâàíèè ìíîãîëó÷åâîé èíòåðôåðîìåòðèè îáðàçåö ïîìåùàþò íà ýòàëîííóþ ïîâåðõíîñòü òùàòåëüíî îòïîëèðîâàííîé è ïîñåðåáðåííîé ñòåêëÿííîé ïëàñòèíêè. Åñëè îñóùåñòâèòü ïëîòíûé êîíòàêò îáðàçöà è ïëàñòèíêè è îñâåòèòü èõ ìîíîõðîìàòè÷åñêèì ñâåòîâûì ïó÷êîì, òî îáðàçóþòñÿ î÷åíü òîíêèå èíòåðôåðåíöèîííûå ïîëîñû. ×óâñòâèòåëüíîñòü è òî÷íîñòü ìåòîäà óâåëè÷èâàþòñÿ â äåñÿòêè ðàç è äîñòèãàþò 1/250 äëèíû âîëíû.

Íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü, ÷òî ïðèìåíåíèå ìåòîäîâ ôàçîâîãî è èíòåðôåðåíöèîííîãî êîíòðàñòîâ òðåáóåò îñîáî òùàòåëüíîé ïîäãîòîâêè ìèêðîøëèôîâ. Øëèôû äîëæíû èìåòü âûñîêîêà÷åñòâåííóþ ãëàäêóþ ïîëèðîâàííóþ (ðåæå ñëàáî ïðîòðàâëåííóþ) ïîâåðõíîñòü, íà êîòîðîé îòñóòñòâóþò çàìåòíûé ðåëüåô è ïîâåðõíîñòíûé íàêëåï. Äëÿ óäàëåíèÿ äåôîðìèðîâàííîãî ïîâåðõíîñòíîãî ñëîÿ, îñîáåííî â ñëó÷àå ëåãêî íàêë¸ïûâàþùèõñÿ ñïëàâîâ, ïîñëå ìåõàíè÷åñêîãî ïîëèðîâàíèÿ öåëåñîîáðàçíî ïðèìåíÿòü îêîí÷àòåëüíîå ñëàáîå ýëåêòðîëèòè÷åñêîå ïîëèðîâàíèå.

 ïîñëåäíèõ ìîäåëÿõ ìåòàëëîãðàôè÷åñêèõ ìèêðîñêîïîâ âìåñòî îïèñàííûõ ìåòîäîâ ôàçîâîãî è èíòåðôåðåíöèîííîãî êîíòðàñòà èñïîëüçóåòñÿ ñèñòåìà äèôôåðåíöèàëüíîãî èíòåðôåðåíöèîííîãî êîíòðàñòà (ñèñòåìà Íîìàðñêîãî), ïîçâîëÿþùàÿ ïîëó÷àòü öâåòíûå îáúåìíûå èçîáðàæåíèÿ ñòðóêòóðíûõ ñîñòàâëÿþùèõ, êîòîðûå òðóäíî âûÿâèòü îáû÷íûìè ìåòîäàìè, à òàêæå èññëåäîâàòü áåç òðàâëåíèÿ ìèêðîøëèôû ðàçëè÷íûõ ìàòåðèàëîâ.

Îñíîâíûå òèïû è êîíñòðóêòèâíûå îñîáåííîñòè ìåòàëëîãðàôè÷åñêèõ ìèêðîñêîïîâ

 çàâèñèìîñòè îò íàçíà÷åíèÿ ìåòàëëîãðàôè÷åñêèå ìèêðîñêîïû èìåþò ðàçëè÷íûå ïðåäåëû óâåëè÷åíèÿ è ïîçâîëÿþò èñïîëüçîâàòü òå èëè èíûå âèäû îñâåùåíèÿ, à òàêæå íåêîòîðûå ñïåöèàëüíûå ìåòîäû ìåòàëëîãðàôè÷åñêîãî èññëåäîâàíèÿ. Ìèêðîñêîïû, ïðåäíàçíà÷åííûå äëÿ ìåòàëëîãðàôè÷åñêîãî êîíòðîëÿ ìåòàëëîïðîäóêöèè â çàâîäñêèõ óñëîâèÿõ, îöåíêè êà÷åñòâà ïðèãîòîâëåíèÿ ìèêðîøëèôîâ è äðóãèõ ðÿäîâûõ ðàáîò (ðàáî÷èå ìèêðîñêîïû), îáû÷íî ïîçâîëÿþò íàáëþäàòü è ôîòîãðàôèðîâàòü ñòðóêòóðû â ñâåòëîì è òåìíîì ïîëÿõ è â ïîëÿðèçîâàííîì ñâåòå ïðè óâåëè÷åíèè äî 1000--1500. Ñîâðåìåííûå èññëåäîâàòåëüñêèå ìèêðîñêîïû ðàññ÷èòàíû íà ïðåäåëüíîå (äîñòèãàåìîå â âèäèìîì ñâåòå) óâåëè÷åíèå è, êàê ïðàâèëî, ÿâëÿþòñÿ óíèâåðñàëüíûìè, ò. å. ïðåäóñìàòðèâàþò âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ âñåõ ïåðå÷èñëåííûõ âûøå ìåòîäîâ èññëåäîâàíèÿ. Êðîìå òîãî, ìåòàëëîãðàôè÷åñêèå ìèêðîñêîïû ìîãóò áûòü ñíàáæåíû ïðèñïîñîáëåíèÿìè äëÿ èçìåðåíèÿ ìèêðîòâåðäîñòè, ïðèñòàâêàìè äëÿ íàãðåâà îáðàçöà â âàêóóìå è ñ÷åòíûìè óñòðîéñòâàìè äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ ìåòîäîâ êîëè÷åñòâåííîé ìåòàëëîãðàôèè.

Ìèêðîñêîï ÌÌÐ-4 (ðèñ. 1.8). Ðàáî÷èé ìåòàëëîãðàôè÷åñêèé ìèêðîñêîï ÌÌÐ-4 ïðåäíàçíà÷åí äëÿ íàáëþäåíèÿ è ôîòîãðàôèðîâàíèÿ ìèêðîñòðóêòóðû ìåòàëëîâ â ñâåòëîì ïîëå ïðè ïðÿìîì è êîñîì îñâåùåíèè, òåìíîì ïîëå, ïîëÿðèçîâàííîì ñâåòå è ìåòîäîì ôàçîâîãî êîíòðàñòà.

 êîìïëåêòå îïòèêè ìèêðîñêîïà ÌÌÐ-4 îáúåêòèâû-ïëàíàõðîìàòû ñìîíòèðîâàíû íà ðåâîëüâåðíîé ãîëîâêå 36, îáåñïå÷èâàþùåé èõ áûñòðóþ çàìåíó. Íàðÿäó ñ êîìïåíñàöèîííûìè îêóëÿðàìè ñ óâåëè÷åíèåì 10, óñòàíîâëåííûìè â áèíîêóëÿðíîé íàñàäêå 37, ìèêðîñêîï ñíàáæåí ïàíêðàòè÷åñêîé ñèñòåìîé ëèíç, ïîçâîëÿþùåé èçìåíÿòü óâåëè÷åíèå ìèêðîñêîïà â 2--3 ðàçà âðàùåíèåì ðóêîÿòêè 38 áåç äîïîëíèòåëüíîé ôîêóñèðîâêè. Îáùåå óâåëè÷åíèå ìèêðîñêîïà îò 50 äî 1500.

Ðèñ. Îïòè÷åñêàÿ ñõåìà (à) è îáùèé âèä (á) ìèêðîñêîïà ÌÌÐ -4

1 -- èñòî÷íèê ñâåòà; 2 -- êîëëåêòîð; 3 -- ïðèçìà; 4 -- àïåðòóðíàÿ äèàôðàãìà; 5-- ëèíçà; 6 -- çåðêàëî; 7 -- ëèíçà; 8 -- ïîëóïðîçðà÷íàÿ ïëàñòèíêà; 9 -- ïîëåâàÿ äèàôðàãìà; 10 -- òåëåîáúåêòèâ; // -- ïàíêðà-òè÷åñêèé îêóëÿð; 12 -- ëèíçû îáîðà÷èâàþùåé ñèñòåìû; 13, 14--çåðêàëà; 15 -- ïðèçìà; 16 -- ïðèçìû áèíîêóëÿðíîé íàñàäêè; 17 -- êîëüöåâàÿ äèàôðàãìà; 18 -- ôàçîâàÿ ïëàñòèíêà; 19 -- ëèíçà Áåðòðàíà; 20 -- êîëüöåâàÿ äèàôðàãìà òåìíîãî ïîëÿ; 21 -- êîëüöåâîå çåðêàëî; 22 -- ïîëÿðèçàòîð; 23 -- àíàëèçàòîð; 24 -- íàáîð ñâåòîôèëüòðîâ; 25 -- çåðêàëî; 26 -- ýêðàí; 27 -- ëèíçà; 28 -- ãîìàëü; 29, 3# -- çåðêàëî; 31 -- ëèíçà; 32 -- ãîìàëü; 33 -- ôîòîïëàñòèíêà; 34 -- ëèíçà; 35 -- ôîòîïëåíêà; 36 -- ðåâîëüâåðíàÿ ãîëîâêà; 37 -- áèíîêóëÿðíàÿ íàñàäêà; 38 -- ðóêîÿòêà ïàíêðàòè÷åñêîãî îêóëÿðà; 39 -- ýêðàí; 40 -- ðóêîÿòêà âêëþ÷åíèÿ ôàçîâîé ïëàñòèíêè; 41 -- ðóêîÿòêà ïåðåêëþ÷åíèÿ çåðêàë 13 è 25; 42 -- ðóêîÿòêà ìèêðîìåòðè÷åñêîé ïîäà÷è; 43 -- ðóêîÿòêà ïåðåìåùåíèÿ ñòîëèêà; 44 -- ðóêîÿòêà âêëþ÷åíèÿ ïîëÿðèçàòîðà è àíàëèçàòîðà; 45 -- ðóêîÿòêà âêëþ÷åíèÿ òåìíîïîëüíîãî îñâåùåíèÿ

Îïòè÷åñêàÿ ñõåìà ìèêðîñêîïà ïîêàçàíà íà ðèñ. 1.8, à. Ñâåò îò èñòî÷íèêà 1 (ëàìïû íàêàëèâàíèÿ ñ éîäíûì öèêëîì òèïà ÊÈÌ9-75) ïðîõîäèò ÷åðåç êîëëåêòîð 2 è ïðèçìîé 3 ïðîåöèðóåòñÿ â ïëîñêîñòü àïåðòóðíîé äèàôðàãìû 4; äàëåå ëèíçîé 5, çåðêàëîì 6, ëèíçîé 7 è ïîëóïðîçðà÷íîé ïëàñòèíêîé 8 èçîáðàæåíèå èñòî÷íèêà 1 è àïåðòóðíîé äèàôðàãìû ïðîåöèðóåòñÿ â ïëîñêîñòü îïîðíîãî òîðöà ïîä îáúåêòèâ. Ïîëåâàÿ äèàôðàãìà 9 ïîìåùàåòñÿ â ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè âòîðîé îñâåòèòåëüíîé ëèíçû 7 è ïðîåöèðóåòñÿ åþ â áåñêîíå÷íîñòü, à ïîñëå îáúåêòèâà -- â ïëîñêîñòü ïðåäìåòà. Ëó÷è, ïðîéäÿ îáúåêòèâ è îòðàçèâøèñü îò øëèôà, âíîâü ïðîõîäÿò ÷åðåç îáúåêòèâ, ïëàñòèíêó 8 è òåëåîáúåêòèâîì 10 ñîáèðàþòñÿ â ïðîìåæóòî÷íîé ïëîñêîñòè, ÿâëÿþùåéñÿ ïëîñêîñòüþ ïðåäìåòà äëÿ ïàíêðàòè÷åñêîé ñèñòåìû 11. Çàòåì ëó÷è îòðàæàþòñÿ îò çåðêàë 13 è 14, ïðîõîäÿò ÷åðåç ëèíçû îáîðà÷èâàþùåé ñèñòåìû 12 è ïðèçìó 15 è ïîñòóïàþò â áèíîêóëÿðíóþ íàñàäêó 16.

Ïðè íàáëþäåíèè â òåìíîì ïîëå âìåñòî ëèíçû 7 è ïëàñòèíêè 8 â õîä ëó÷åé âêëþ÷àþòñÿ ëèíçà 20 (êîëüöåâàÿ äèàôðàãìà) è êîëüöåâîå çåðêàëî 21. Ïðè ðàáîòå â ïîëÿðèçîâàííîì ñâåòå â õîä ëó÷åé îäíîâðåìåííî ââîäÿòñÿ ïîëÿðèçàòîð 22 è àíàëèçàòîð 23.

Ïðè èñïîëüçîâàíèè ìåòîäà ôàçîâîãî êîíòðàñòà â îñâåòèòåëüíóþ ñèñòåìó âêëþ÷àåòñÿ êîëüöåâàÿ äèàôðàãìà 17, à â ñèñòåìó íàáëþäåíèÿ -- ôàçîâàÿ ïëàñòèíêà 18.

Ïðè íàñòðîéêå ñèñòåìû ôàçîâîãî êîíòðàñòà ìåæäó ëèíçàìè îáîðà÷èâàþùåé ñèñòåìû âêëþ÷àåòñÿ ëèíçà Áåðòðàíà 19.

Ïðè ôîòîãðàôèðîâàíèè â õîä ëó÷åé âìåñòî çåðêàëà 13 ââîäèòñÿ çåðêàëî 25; ïðè íàáëþäåíèè èçîáðàæåíèÿ íà ýêðàíå 26 çåðêàëà 13 è 25 âûêëþ÷àþòñÿ. Èçîáðàæåíèå ïðîåöèðóåòñÿ ëèíçîé 27 è ãîìàëüþ 28 ñ ïîìîùüþ çåðêàë 29 è 30 íà ýêðàí 26 èëè ëèíçîé 31 è ãîìàëüþ 32 íà ôîòîïëàñòèíêó 33 ðàçìåðàìè 9X12 ñì èëè ñ ïîìîùüþ ëèíçû 34 íà ïëåíêó 35 ôîòîàïïàðàòà «Çîðêèé-4Ê».

Ãîðèçîíòàëüíûé ìèêðîñêîï ÌÈÌ-8ì. Èññëåäîâàòåëüñêèé ìèêðîñêîï ÌÈÌ-8ì äàåò óâåëè÷åíèå äî 1350 ïðè âèçóàëüíîì íàáëþäåíèè è äî ~1700 ïðè ôîòîãðàôèðîâàíèè, îáåñïå÷èâàÿ âûñîêóþ ÷åòêîñòü èçîáðàæåíèÿ.  ìèêðîñêîïå ïðèìåíÿþò àõðîìàòè÷åñêèå è àïîõðîìàòè÷åñêèå îáúåêòèâû. Îáùèé âèä öåíòðàëüíîé ÷àñòè ìèêðîñêîïà ÌÈÌ-8ì è åãî îïòè÷åñêàÿ ñõåìà ïîêàçàíû íà ðèñ. 1.9 è 1.10.

Ðèñ. Ìèêðîñêîï ÌÈÌ-8Ì (öåíòðàëüíàÿ ÷àñòü):

1-- ïîëÿðèçàòîð; 2--àïåðòóðíàÿ äèàôðàãìà; 3-- îñâåòèòåëüíûé òóáóñ; 4 -- ïåðåäâèæíàÿ ðàìêà ñ ïîëåâîé è êîëüöåâîé äèàôðàãìîé; 5 -- ñòîëèê ìèêðîñêîïà; 6 -- âèíòû ïåðåìåùåíèÿ ñòîëèêà; 7 -- îáúåêòèâ; 8 -- ðóêîÿòêà ïðèçìû êîñîãî îñâåùåíèÿ; 9 -- ðóêîÿòêà àíàëèçàòîðà; 10 -- îêóëÿð; 11 -- ôîòîòóáóñ; 12 -- ðóêîÿòêà ïåðåâîäà ïðèçìû âèçóàëüíîãî íàáëþäåíèÿ äëÿ ôîòîãðàôèðîâàíèÿ; 13 -- ðóêîÿòêà ìåõàíèçìà ãðóáîé ïîäà÷è; 14 -- áàðàáàí÷èê ìåõàíèçìà ìèêðî-ìåòðåííîé ïîäà÷è; 15 -- ðóêîÿòêà çàæèìíîãî âèíòà; 16 -- âèíò ïåðåìåùåíèÿ àïåðòóðíîé äèàôðàãìû

 íàñòîÿùåå âðåìÿ ìèêðîñêîï ÌÈÌ-8ì çàìåíåí áîëåå ñîâåðøåííîé ìîäåëüþ ÌÈÌ-9. Ýòîò ìèêðîñêîï ñ óâåëè÷åíèåì ïðè âèçóàëüíîì íàáëþäåíèè îò 20 äî ~ 1700 ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü âñå âèäû îñâåùåíèÿ, âêëþ÷àÿ ôàçîâûé è èíòåðôåðåíöèîííûé êîíòðàñò.  íåì àâòîìàòèçèðîâàíû ðàçäâèæêà ìåõà ôîòîêàìåðû è îòðàáîòêà ýêñïîçèöèè ïðè ôîòîãðàôèðîâàíèè, à òàêæå ãðóáàÿ ïîäà÷à ïðåäìåòíîãî ñòîëèêà.

Ìèêðîñêîï ÌÌÓ-3 (ðèñ. 1.11) Ê Óïðîùåííàÿ ìîäåëü ìåòàëëîìèêðîñêîïà ñ íèæíèì ðàñïîëîæåíèåì ïðåäìåòíîãî ñòîëèêà. Ñ åãî ïîìîùüþ ìîæíî îñóùåñòâëÿòü âèçóàëüíîå íàáëþäåíèå â ñâåòëîì è òåìíîì ïîëÿõ è ïîëÿðèçîâàííîì ñâåòå ïðè óâåëè÷åíèÿõ 100, 300 è 500.  ìèêðîñêîïå èìååòñÿ ïåðåõîäíàÿ âòóëêà äëÿ ñòàíäàðòíûõ ìèêðîôîòîíàñàäîê ÌÔÍ-12 (ñ ôîòîêàìåðîé «Çîðêèé-4»), ÌÔÍ-8 (ñ ïëàñòèíî÷íîé ôîòîêàìåðîé 9X12 ñì) èëè ÌÔÍ-7 (ñ ïëàñòèíî÷íîé ôîòîêàìåðîé 6,5X9 ñì)

1 -- èñòî÷íèê ñâåòà (ëàìïà Ê-30, 170 Âò); 2 -- êîëëåêòîð; 3 -- òåïëîïîãëîòèòåëü (äëÿ ïðåäîõðàíåíèÿ ïîëÿðèçàòîðà); 4 -- îòêèäíàÿ ëèíçà (äëÿ ðàáîòû â òåìíîì ïîëå); 5 -- êîëüöåâàÿ äèàôðàãìà; 6 -- ñâåòîôèëüòðû; 7 -- ïîëÿðèçàòîð; 8 -- ãîìàëü èëè îêóëÿð; 9--àïåðòóðíàÿ äèàôðàãìà; 10, 11 -- ëèíçà îñâåòèòåëüíîãî òóáóñà; 12 -- ïîëåâàÿ äèàôðàãìà; 13 -- ëèíçà îñâåòèòåëüíîãî òóáóñà; 14 -- ïðèçìà êîñîãî îñâåùåíèÿ; 15--ïîëóïðîçðà÷íàÿ ïëàñòèíêà; 16 -- êîëüöåâîå çåðêàëî; 17 -- îáúåêòèâ; 18 -- àíàëèçàòîð; 19 -- àõðîìàòè÷åñêàÿ ëèíçà; 20 -- ïðèçìà âèçóàëüíîãî òóáóñà; 21 -- ïðèçìà ôîòîòóáóñà; 22 -- àõðîìàòè÷åñêàÿ ëèíçà; 23 -- íåïîäâèæíàÿ

Íàðÿäó ñ îòå÷åñòâåííûìè ìèêðîñêîïàìè â èññëåäîâàòåëüñêèõ è çàâîäñêèõ ëàáîðàòîðèÿõ øèðîêî ïðèìåíÿþòñÿ ìèêðîñêîïû ôèðìû «Karl Zeiss, Jena» (ÃÄÐ); îñîáåííî ãîðèçîíòàëüíûé èññëåäîâàòåëüñêèé ìèêðîñêîï «Íåî-ôîò-21» (ðèñ. 1.12). Ýòîò ìèêðîñêîï ñíàáæåí âûñîêîêà÷åñòâåííûìè îáúåêòèâàìè -- ïëàíàõðîìàòàìè è ïëàíàïîõðîìàòàìè, äàåò óâåëè÷åíèå îò 10 äî 2000 è ïðåäóñìàòðèâàåò ðàçëè÷íûå âèäû îñâåùåíèÿ, âêëþ÷àÿ ôàçîâûé êîíòðàñò, à òàêæå èìååò ïðèñïîñîáëåíèå äëÿ èçìåðåíèÿ ìèêðîòâåðäîñòè. Ìèêðîñêîï ñíàáæåí âñòðîåííûì óñòðîéñòâîì àâòîìàòè÷åñêîãî ýêñïîíèðîâàíèÿ äëÿ êðóïíîôîðìàòíîé êàìåðû (ñúåìêà íà ïëàñòèíêè 13X18 ñì è 9Õ Õ12 ñì). Êðîìå òîãî, âîçìîæíà ñúåìêà ñ ïîìîùüþ ìàëîôîðìàòíîé êàìåðû íà ïëåíêó 24X36 ìì ñ èñïîëüçîâàíèåì îòäåëüíîãî ýêñïîçèöèîííîãî àâòîìàòè÷åñêîãî óñòðîéñòâà. Äîïîëíèòåëüíûå óäîáñòâà ðàáîòû íà ìèêðîñêîïå: áûñòðûé ïåðåõîä ñ îäíîãî âèäà îñâåùåíèÿ íà äðóãîé, áûñòðàÿ ñìåíà îáúåêòèâîâ ñ ïîìîùüþ ìåõàíèçìà áûñòðîãî ïîäúåìà ïðåäìåòíîãî ñòîëèêà è âîçìîæíîñòü èçìåíåíèÿ êðàòíîñòè óâåëè÷åíèÿ áåç ñìåíû îêóëÿðîâ ïîñðåäñòâîì ñïåöèàëüíîãî ïåðåêëþ÷àòåëÿ. Ñ ïîìîùüþ äâóõ ñìåííûõ îïàê-èëëþìèíàòîðîâ ìîæíî îñóùåñòâëÿòü íàáëþäåíèå è ôîòîãðàôèðîâàíèå â ñâåòëîì è òåìíîì ïîëÿõ ïðè óâåëè÷åíèÿõ îò 10 äî 50. Äëÿ îáëåã÷åíèÿ ìåòàëëîãðàôè÷åñêîãî êîíòðîëÿ ìîæíî èñïîëüçîâàòü äîïîëíèòåëüíîå* óñòðîéñòâî, ïîçâîëÿþùåå îäíîâðåìåííî íàáëþäàòü èññëåäóåìûé øëèô è ýòàëîííûå ñíèìêè (íàïðèìåð, ñîîòâåòñòâóþùèå ðàçëè÷íîìó íîìåðó çåðíà) ïðè îäèíàêîâîì óâåëè÷åíèè è ôîðìàòå èçîáðàæåíèé.

Èçìåðåíèå ìèêðîòâåðäîñòè [11, 12]. Äîïîëíèòåëüíûå äàííûå î ïðèðîäå è ñâîéñòâàõ ðàçëè÷íûõ ñòðóêòóðíûõ ñîñòàâëÿþùèõ ñòàëåé è ñïëàâîâ ïîëó÷àþò ïóòåì èçìåðåíèÿ ìèêðîòâåðäîñòè. Äëÿ ýòîé öåëè èñïîëüçóþò ñïåöèàëüíûå ïðèáîðû (îáû÷íî ÏÌÒ-3 è ÏÌÒ-5) èëè ïðèñïîñîáëåíèÿ ê ñâåòîâûì ìèêðîñêîïàì. Íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûé ìåòîä èçìåðåíèÿ ìèêðîòâåðäîñòè îñíîâàí íà èçìåðåíèè ëèíåéíîé âåëè÷èíû äèàãîíàëè îòïå÷àòêà d îò âäàâëèâàíèÿ àëìàçíîé ïèðàìèäû ñ óãëîì ìåæäó ãðàíÿìè 136° ïîä íàãðóçêîé îò 0,02--2Í.  çàâèñèìîñòè îò òâåðäîñòè èññëåäóåìîé ôàçû è âåëè÷èíû íàãðóçêè äèàãîíàëü îòïå÷àòêà ìîæåò èçìåíÿòüñÿ îò íåñêîëüêèõ äî íåñêîëüêèõ ñîò ìèêðîìåòðîâ, ÷òî ïîçâîëÿåò èçó÷àòü ñòðóêòóðíûå ñîñòàâëÿþùèå ðàçìåðîì äî ~ 10 ìêì.

Âåëè÷èíó íàãðóçêè ïðè èçìåðåíèè ìèêðîòâåðäîñòè âûáèðàþò, èñõîäÿ èç ðàçìåðîâ èçó÷àåìûõ ñòðóêòóðíûõ ñîñòàâëÿþùèõ. Äëÿ ïðàâèëüíîãî èñïûòàíèÿ íåîáõîäèìî, ÷òîáû ðàñ ñòîÿíèå ìåæäó îòïå÷àòêàìè è îò êðàÿ îòïå÷àòêà äî ãðàíèöû çåðíà èëè ÷àñòèöû áûëî íå ìåíåå 2d, ÷òî îãðàíè÷èâàåò ðàçìåð îòïå÷àòêà (âåëè÷èíó íàãðóçêè). Îäíàêî â òîì ñëó÷àå, åñëè èñïûòóåìàÿ ôàçà íàõîäèòñÿ â ìàòðèöå ñ áëèçêèìè ìåõàíè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè, äîïóñêàåòñÿ áîëüøàÿ âåëè÷èíà îòïå÷àòêà, òàê êàê ñëåäóåò ó÷èòûâàòü, ÷òî ñ óìåíüøåíèåì íàãðóçêè ìèêðîòâåðäîñòü îáû÷íî ïîâûøàåòñÿ, îñîáåííî â èíòåðâàëå íàãðóçîê íèæå 0,2Í (ýòî ìîæåò ñóùåñòâåííî ñíèçèòü òî÷íîñòü èçìåðåíèé).

Íà ìèêðîòâåðäîñòü ìåòàëëîâ è ñïëàâîâ ìîãóò â çíà÷èòåëüíîé ìåðå âëèÿòü òàêèå ôàêòîðû, êàê ïîäãîòîâêà ïîâåðõíîñòè îáðàçöà, àíèçîòðîïèÿ ñâîéñòâ ìàòåðèàëà è ìèêðîíåîäíîðîäíîñòü ñòðóêòóðû, ñâÿçàííàÿ, íàïðèìåð, ñ ëèêâàöèåé èëè íåðàâíîìåðíîé ñòåïåíüþ äåôîðìàöèè ðàçëè÷íûõ çåðåí. Äëÿ èñêëþ÷åíèÿ âëèÿíèÿ íàêëåïà ïîâåðõíîñòíîãî ñëîÿ øëèôà, îñîáåííî â ñëó÷àå ñðàâíèòåëüíî ìÿãêèõ ìàòåðèàëîâ, ñëåäóåò ïðèìåíÿòü ýëåêòðîëèòè÷åñêîå ïîëèðîâàíèå îáðàçöîâ.

Àíèçîòðîïèÿ ìåõàíè÷åñêèõ ñâîéñòâ êðèñòàëëîâ ìîæåò ïðèâîäèòü ê íåîäèíàêîâîé âåëè÷èíå îòïå÷àòêîâ íà ðàçëè÷íî îðèåíòèðîâàííûõ ïî îòíîøåíèþ ê ïëîñêîñòè øëèôà êðèñòàëëèòàõ, ê ðàçëè÷èþ äèàãîíàëåé îäíîãî è òîãî æå îòïå÷àòêà è ê íåîäèíàêîâîé ñòåïåíè èçîãíóòîñòè ðàçëè÷íûõ ñòîðîí îòïå÷àòêà. Ïðè êîëè÷åñòâåííîì èçó÷åíèè îòêëîíåíèé îòïå÷àòêîâ îò ïðàâèëüíîé êâàäðàòíîé ôîðìû ìîæíî ïîëó÷èòü âàæíóþ èíôîðìàöèþ îá àíèçîòðîïèè ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè êðèñòàëëîâ.

Ïðèìåíåíèå ìåòîäà èçìåðåíèÿ ìèêðîòâåðäîñòè â ìåòàëëîâåä÷åñêèõ èññëåäîâàíèÿõ ñâÿçàíî â îñíîâíîì ñ ïðîáëåìàìè îöåíêè ñâîéñòâ è èäåíòèôèêàöèè îòäåëüíûõ ôàç è ñòðóêòóðíûõ ñîñòàâëÿþùèõ, èìåþùèõ ìàëûé îáúåì. Ýòîò ìåòîä øèðîêî èñïîëüçóþò ïðè èññëåäîâàíèè ïîâåðõíîñòíûõ ïîêðûòèé è ñëîåâ, à òàêæå âëèÿíèÿ ðàçëè÷íîé ìåõàíè÷åñêîé, òåðìè÷åñêîé èëè õèìèêî-òåðìè÷åñêîé îáðàáîòêè íà ïîâåðõíîñòíûå ñâîéñòâà ìàòåðèàëîâ. Ïðè èçóäèôôóçèè, âçàèìîäåéñòâèÿ ìåòàëëîâ ñ ðàçëè÷íûìè ñðåäàìè, ëèêâàöèè è äðóãèõ ïðîöåññîâ.


Ïîäîáíûå äîêóìåíòû

  • Òåîðåòè÷åñêèå îñíîâû ñêàíèðóþùåé çîíäîâîé ìèêðîñêîïèè. Ñõåìû ñêàíèðóþùèõ òóííåëüíûõ ìèêðîñêîïîâ. Àòîìíî-ñèëîâàÿ è áëèæíåïîëüíàÿ îïòè÷åñêàÿ ìèêðîñêîïèÿ. Èññëåäîâàíèÿ ïîâåðõíîñòè êðåìíèÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì ñêàíèðóþùåãî çîíäîâîãî ìèêðîñêîïà NanoEducator.

    äèïëîìíàÿ ðàáîòà [2,8 M], äîáàâëåí 16.08.2014

  • Ïîíÿòèå è óñòðîéñòâî ìèêðîñêîïà, èñòîðèÿ åãî ðàçðàáîòîê è ñîâðåìåííûå òåíäåíöèè ê ñîâåðøåíñòâîâàíèþ, ôóíêöèè è çàäà÷è. Ìèêðîñêîïèÿ êàê èçó÷åíèå îáúåêòîâ ñ èñïîëüçîâàíèåì ìèêðîñêîïà, åå ðàçíîâèäíîñòè è ïðèíöèïû, ñôåðû ïðàêòè÷åñêîãî ïðèìåíåíèÿ íà ñåãîäíÿ.

    ïðåçåíòàöèÿ [8,6 M], äîáàâëåí 23.11.2012

  • Ñîçäàíèå àòîìíîãî ñèëîâîãî ìèêðîñêîïà, ïðèíöèï äåéñòâèÿ, ïðåèìóùåñòâà è íåäîñòàòêè. Ìåòîäû àòîìíî-ñèëîâîé ìèêðîñêîïèè. Òåõíè÷åñêèå âîçìîæíîñòè àòîìíîãî ñèëîâîãî ìèêðîñêîïà. Ïðèìåíåíèå àòîìíî-ñèëîâîé ìèêðîñêîïèè äëÿ îïèñàíèÿ äåôîðìàöèé ïîëèìåðíûõ ïëåíîê.

    êóðñîâàÿ ðàáîòà [2,5 M], äîáàâëåí 14.11.2012

  • Îáùèå ñâåäåíèÿ îá àòîìíî-ñèëîâîé ìèêðîñêîïèè, ïðèíöèï ðàáîòû êàíòèëåâåðà. Ðåæèìû ðàáîòû àòîìíî-ñèëîâîãî ìèêðîñêîïà: êîíòàêòíûé, áåñêîíòàêòíûé è ïîëóêîíòàêòíûé. Èñïîëüçîâàíèå ìèêðîñêîïà äëÿ èçó÷åíèÿ ìàòåðèàëîâ è ïðîöåññîâ ñ íàíîìåòðîâûì ðàçðåøåíèåì.

    ðåôåðàò [167,4 K], äîáàâëåí 09.04.2018

  • Ñêàíèðóþùèé òóííåëüíûé ìèêðîñêîï, ïðèìåíåíèå. Ïðèíöèï äåéñòâèÿ àòîìíîãî ñèëîâîãî ìèêðîñêîïà. Èññëåäîâàíèå áèîëîãè÷åñêèõ îáúåêòîâ – ìàêðîìîëåêóë (â òîì ÷èñëå è ìîëåêóë ÄÍÊ), âèðóñîâ è äðóãèõ áèîëîãè÷åñêèõ ñòðóêòóð ìåòîäîì àòîìíî-ñèëîâîé ìèêðîñêîïèè.

    êóðñîâàÿ ðàáîòà [2,7 M], äîáàâëåí 28.04.2014

  • Ñîñòàâ, ïðèíöèïû ðàáîòû è íàçíà÷åíèå ðàñòðîâîãî ýëåêòðîííîãî ìèêðîñêîïà ÐÝÌÍ – 2 Ó4.1. Îñîáåííîñòè âîññòàíîâëåíèÿ ðàáî÷åãî âàêóóìà â êîëîííå ðàñòðîâîãî ìèêðîñêîïà. Ôóíêöèîíèðîâàíèå äèôôóçèîííîãî è ôîðâàêóóìíîãî íàñîñîâ, äàò÷èêîâ äëÿ èçìåðåíèÿ âàêóóìà.

    äèïëîìíàÿ ðàáîòà [4,1 M], äîáàâëåí 05.11.2009

  • Îñíîâû ñêàíèðóþùåé ýëåêòðîííîé ìèêðîñêîïèè. Ìåòîäè÷åñêèå îñîáåííîñòè ýëåêòðîííî-ìèêðîñêîïè÷åñêîãî èññëåäîâàíèÿ ìåòàëëè÷åñêèõ ðàñïëàâîâ. Îñîáåííîñòè ìèêðîñêîïîâ, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ èññëåäîâàíèÿ ñòðóêòóðû ïîâåðõíîñòíûõ ñëîåâ ìåòàëëè÷åñêèõ ðàñïëàâîâ.

    ðåôåðàò [1,5 M], äîáàâëåí 11.05.2013

  • Èçìåðåíèå ðàçìåðîâ ìàëûõ îáúåêòîâ. Ìåòîä ôàçîâîãî êîíòðàñòà. Ïîíÿòèå îá ýëåêòðîííîé îïòèêå. Ñîçäàíèå ýëåêòðîííîãî ìèêðîñêîïà. Îïûòû ïî äèôðàêöèè ýëåêòðîíîâ. Èññëåäîâàíèÿ ïîâåðõíîñòíîé ãåîìåòðè÷åñêîé ñòðóêòóðû êëåòîê, âèðóñîâ è äðóãèõ ìèêðîîáúåêòîâ.

    ïðåçåíòàöèÿ [228,3 K], äîáàâëåí 12.05.2017

  • Êîíòðîëü ðåëüñîâîé ñòàëè íà ôëîêåíî÷óâñòâèòåëüíîñòü: îñíîâíûå ìåòîäû êîëè÷åñòâåííîãî ðåíòãåíîâñêîãî ôàçîâîãî àíàëèçà. Îïðåäåëåíèå ïàðàìåòðîâ êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè âåùåñòâà ðåíòãåíîâñêèì ìåòîäîì. Óñòðîéñòâî è ïðèíöèï äåéñòâèÿ ýëåêòðîííîãî ìèêðîñêîïà.

    êîíòðîëüíàÿ ðàáîòà [94,8 K], äîáàâëåí 18.12.2010

  • Ñêàíèðóþùèå çîíäîâûå ìåòîäû èññëåäîâàíèÿ è àòîìíîãî äèçàéíà. Îñíîâíûå ìåòîäû è ïðèáîðû äëÿ èññëåäîâàíèÿ ðàçìåðîâ çåðåí è èõ ðàñïðåäåëåíèÿ â íàíîêðèñòàëëè÷åñêîì îáðàçöå. Ãðàíóëîìåòðèÿ è êëàññèôèêàöèÿ íàíî÷àñòèö. Áëèæíåïîëüíàÿ îïòè÷åñêàÿ ìèêðîñêîïèÿ.

    ðåôåðàò [1,1 M], äîáàâëåí 13.06.2010

Ðàáîòû â àðõèâàõ êðàñèâî îôîðìëåíû ñîãëàñíî òðåáîâàíèÿì ÂÓÇîâ è ñîäåðæàò ðèñóíêè, äèàãðàììû, ôîðìóëû è ò.ä.
PPT, PPTX è PDF-ôàéëû ïðåäñòàâëåíû òîëüêî â àðõèâàõ.
Ðåêîìåíäóåì ñêà÷àòü ðàáîòó.