Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ МИКРОСКОП

 

Нормальный глаз человека наиболее четко различает объекты, находящиеся от него на расстоянии ~250 мм, называемом расстоянием «наилучшего видения». С этого расстояния глаз видит раздельно две точки а и b (т.е. точки а и b «разрешаются глазом») (рис. 21), расстояние между которыми около 0,2 мм. Угол зрения м составляет в этом случае 2 мин. Чтобы увеличить рассматриваемый объект, нужно увеличить угол зрения. Для получения увеличенного изображения объекта применяют оптические приборы - лупу и микроскоп. Во сколько раз угол зрения (1)1, создаваемый оптическим прибором при изучении объекта, больше угла зрения, под которым невооруженный глаз видит этот объект на расстоянии ~250 мм, во столько раз оптический прибор увеличивает изображение объекта.

Металлографический микроскоп имеет довольно сложное устройство, которое включает механическую систему, оптику (объективы и окуляры), осветительную систему и систему фотографирования.

 

 

Рис. 21. Схема наблюдения объекта невооруженным глазом.

 

Принципиальная схема микроскопа. Микроскоп - это оптический прибор для наблюдения объектов, невидимых невооруженным глазом. Увеличение изображения объекта в микроскопе происходит в две ступени: первое увеличение дает объектив, второе - окуляр. Объектив и окуляр представляют сложные оптические системы и состоят из нескольких линз.

Принципиальная схема микроскопа представлена на рис. 22. Объект 1 помещается перед объективом 2 на расстоянии немного больше фокусного расстояния объектива. Объектив 2 создает увеличенное действительное, и перевернутое изображение объекта Г. Это изображение расположено перед окуляром 3. Окуляр.3 создает (как и лупа) увеличенное мнимое и прямое изображение 1, расположенное от глаза наблюдателя 4 на расстоянии наилучшего видения. Таким образом, мы видим в микроскоп изображение объекта под большим углом зрения - увеличенное и перевернутое.

 

Рис.22. Принципиальная схема микроскопа.

 

Типы микроскопов. Микроскопы делятся на переносные и стационарные. Переносные микроскопы применяют для исследования поверхности металла непосредственно на изделии (без вырезки образца). Эти микроскопы имеют небольшие увеличения 20-300х.

Стационарные микроскопы устанавливают в лабораториях. Стационарные микроскопы по конструктивному выполнению делятся на вертикальные и горизонтальные. Общим для них является верхнее расположение предметного столика; расположение же основных узлов различное. Наиболее широко в металлографических лабораториях применяю микроскопы МИМ-7 и МИМ-8М.

Общий вид микроскопа МИМ-7 показан на рис. 23. На основании установлен осветитель 15 и корпус 2, на котором смонтированы все узлы микроскопа.



Осветитель имеет фонарь 14, состоящий из лампы накаливания, закрытой кожухом. При настройке освещения винтами 27 осветитель можно перемещать в горизонтальном направлении фиксируя его положение зажимным винтом 16. Лампа включается в сеть переменного тока через трансформатор с переключателем для регулировки накала лампы.

 


Рис. 23 Микроскоп МИМ-7.

 

К нижней части корпуса перед осветителем прикреплен диск 13 с набором светофильтров. С противоположной стороны корпуса находится устройство для фотографирования объекта с рамкой 3. В рамке закрепляется матовое стекло для наводки на резкость или кассета с пластинкой 9х12 см. Длительность выдержки обеспечивает фотозатвор 18. Слева от наблюдателя в нижней части корпуса имеется рукоятка 25 переключения фотоокуляров. На горизонтальной плоскости нижней части корпуса укреплен узел апертурной диафрагмы 17, в отверстие которой устанавливается кольцо с накаткой, винт 28 для фиксирования положения апертурной диафрагмы при ее повороте и винт 26 для смещения диафрагмы при установке косого освещения.

К передней верхней части корпусы прикреплен раздвижной тубус 5, для визуального изучения объекта; в отверстие тубуса вставляется окуляр 6. При визуальном наблюдении объекта тубус должен быть выдвинут до упора, а при фотографировании вдвинут до предела. На горизонтальной плоскости верхней части корпуса имеется вертикальный иллюминатор 7, на верхнее отверстие которого устанавливается объектив 22. На патрубке иллюминатора установлена рамка с линзами 23 для создания светлого и темного полей и рукоятка 10 для включения диафрагмы при работе в темпом поле. В нижней части кожуха 21 имеются центровочные винты 20 полевой диафрагмы. Отверстие диафрагмы устанавливают поводком 19.

К верхней части корпуса прикреплен подвижный кронштейн 11 с предметным столиком 9, в отверстие которого вставляются сменные подкладки для изучения объектов различной величины. В предметный столик ввинчиваются держатели 8 шлифа. Для вертикального перемещения предметного столика (при смене объектива и для грубой наводки на резкость) служит макрометрический винт 12. Положение столика в вертикальной плоскости фиксируется зажимным винтом 24. Для тонкой наводки на резкость служит микрометрический винт 4, при вращении которого объектив перемещается в вертикальном направлении.

В настоящее время выпускаются настольные металлографические микроскопы с вертикальным расположением предметного столика: ММР-2 и ММР-2Р. Эти микроскопы обеспечивают визуальное наблюдение объектов в бинокулярную насадку и на демонстрационном экране, фотографирование объектов на пластинку 9Ч12 см или на пленку с размером кадра 24Ч36 см. Микроскоп ММР-2Р снабжен одним предметным столиком, управляемым от руки, а микроскоп ММР-2 имеет еще один столик, автоматически управляемый от пульта.

Микроскоп МИМ-8М. Этот прибор горизонтального типа и чаще используется при исследовании металлов. На нем можно изучать микроструктуру визуально при увеличениях 100-1350х и фотографировать при увеличении 45- 2000х.

Основные механические узлы микроскопа. Штатив микроскопа - основная конструкция, на которой крепится оптическая часть. Штатив металлографического микроскопа имеет Г-образную форму и должен обеспечивать жесткость системы объектив - предметный столик в плоскости, перпендикулярной оптической оси микроскопа, плавность и стабильность фокусировки при наблюдении и фотографировании объекта.

На штативе микроскопа размещаются тубусодержатель с тубусом, предметный столик, механизм грубого перемещения и точной фокусировки столика и другие механические детали.

Тубус микроскопа - это труба, в верхней части которой крепится окуляр, а в нижней - объектив.

На предметном столике (рис. 24, а) устанавливается исследуемый объект шлифом вниз, перпендикулярно оси микроскопа. Конструкция предметного столика универсальна. Верхняя часть столика перемещается в двух взаимно перпендикулярных направлениях с помощью винтов.

 

Рис. 24. Принадлежности микроскопа:

а - предметный столбик, б – вкладыш.

 

 

1. длина перемещения отсчитывается по шкале.

2. С голик может свободно вращаться относительно вертикальной оси, для этого надо отжать стопорный винт 3. Угол поворота столика отсчитывается по шкале столика с помощью индекса 4. Столик центрируется относительно оптической оси объектива специальными винтами.

Для крепления шлифов служат зажимы 5. Малоустойчивые объекты зажимаются в специальное устройство 6. К столику прилагаются металлические вкладыши для работы с очень тонкими шлифами (рис. 24,б).

Перемещение предметного столика по высоте производится механизмом грубой подачи вращением барашка. Для фиксирования предметного столика в заданном положении имеется зажимный винт. На этой же оси находится шкала с индексом для грубой установки столика по высоте в зависимости от применяемого объектива. Механизм предметного столика выдерживает нагрузку до 10 кг.

Под предметным столиком помещается объективный столик для установки объективов. Объективный столик имеет механизм микроподачи и перемещается с помощью барабанчика.

Объектив представляет систему линз, заключенных в металлическую трубчатую оправу, и является основной частью оптической системы 2 микроскопа. Основной характеристикой объектива является его увеличение. Обычные объективы имеют увеличения от 3 до 90 крат.

Для уменьшения рассеяния света, попадающего на объектив, линзы покрывают просветленным слоем, придающим поверхности голубовато-фиолетовую окраску.

Окуляры увеличивают изображение, создаваемое объективом, их увеличение находится в пределах от 3 до 20 крат. Окуляры выбирают в зависимости от применяемого объектива.

В зависимости от назначения различают окуляры для визуального наблюдения и фотографирования. Окуляры устроены проще, чем объективы. Наиболее простые - окуляры Гюйгенса. Окуляр Гюйгенса состоит из двух линз, обращенных выпуклыми сторонами к объективу. Верхняя линза - глазная, нижняя - полевая.

Фотоокуляры проектируют действительное изображение на фотопластинку или экран, но при этом края изображения видны недостаточно резко. Для исправления кривизны изображения вместо фотоокуляров применяют гомалы - отрицательные оптические системы. Однако гомалы уменьшают поле зрения приблизительно на одну треть.

Разрешающая способность микроскопа. Размеры линз объектива и окуляра ограничены, поэтому через них может пройти только часть световых волн, отраженных объектом А (рис. 25). Если соединить точку А с точками В и С линзы, то получим конус, ограничивающий световой поток, который проходит через линзу и образует изображение.

 

Рис.25. Апертурный угол.

 

Половина угла, лежащего при вершине этого конуса, называется апертурным углом. Все линзы в системе микроскопа заключены в оправы, поэтому апертурный угол ограничивается диаметром наименьшей оправы или специальной диафрагмы, называемой апертурной диафрагмой.

Расчеты показывают, что световой поток, который попадает на поверхность линзы от излучаемого объекта, пропорционален синусу апертурного угла Um. Произведение nЧ sin Um (где n - показатель преломления среды) называется числовой апертурой объектива.

Под разрешающей способностью прибора понимают наименьшее расстояние между двумя точками, при котором они видны раздельно. Разрешающая способность микроскопа зависит от апертуры объектива А и длины световой волны л : д=0,61 л/A.

Разрешающая способность микроскопа ограничена, но ее можно повысить, увеличив апертуру объектива или уменьшив длину волны света (применяя ультрафиолетовые лучи).

Интервал увеличений, при котором две разрешаемые точки отчетливо воспринимаются глазом, называется полезным увеличением микроскопа. Расчеты показывают, что полезное увеличение микроскопа равно 500-1000 А. При увеличении меньше 500 А разрешающая способность глаза меньше, чем у микроскопа, и поэтому нельзя рассмотреть тонкости структуры. Увеличение больше 1000 А не даст эффекта, так как возможности оптики уже полностью реализованы.

Источники света и светофильтры. В микроскопах МИМ-7 и МИМ-8М применяют кинопроекционные лампы К-30 (170 Вт, средний срок службы 20 ч). Питание лампы осуществляется через понижающий трансформатор, с его помощью можно менять напряжение на зажимах лампы накаливания. За режимом работы лампы следят по вольтметру.

Светофильтр - это среда, проходя через которую поток излучения претерпевает качественные или количественные изменения.

Светофильтры применяют для повышения качества изображения, изменения контрастности изображения, для уменьшения освещенности и защиты от теплового излучения.

Для изготовления светофильтров могут применяться различные жидкости, пленки, стекла, Светофильтры для микроскопов изготовляют из цветного стекла.

Устанавливают светофильтры обычно в осветительной системе микроскопа. В микроскопах МИМ-7 и МИМ-8М стеклянные светофильтры крепятся в отверстиях диска. Диск имеет шесть отверстий. В четыре отверстия установлены светофильтры: зеленый ЗС-1, оранжевый - ОС-11, желто-зеленый ЖЗС-5 и синий СС-2. В одно отверстие установлено матовое стекло и одно отверстие пустое.

На рис. 26 показан осветитель микроскопа МИМ-8М.

Рис. 26. Осветитель микроскопа МИМ-8М

 

Он состоит из лампы в кожухе 3, коллектора в оправе 4 и диска с набором светофильтров 6. К скамье микроскопа осветитель крепится винтом 8. Кожух лампы удерживается на кронштейне 7 двумя винтами 2, с помощью которых нить лампы при центровке совмещается с оптической осью коллектора. Коллектор может перемещаться в оправе рукояткой 5. Диск с набором светофильтров, матовым стеклом и одним свободным отверстием крепится на стойке 1.

Система фотографирования. Для фиксирования микроструктуры на микроскопах смонтированы специальные фотокамеры. Для фотографирования объектов, изучаемых под микроскопами, не снабженных фотокамерами, применяют специальные микрофотонасадки.

На рис.27 показана фотокамера микроскопа МИМ-8М. Она состоит из меха 4, передней доски 5, задней доски 3. затвора б, линейки 8, зеркала 1. Эта фотокамера дает возможность получать снимки размером 13 Ч18 и 9Ч12 см. В задней доске фотокамеры имеются пазы, в которые вставляется рамка 2 с матовым стеклом или кассетой. Фотокамера при установке увеличения растягивается: ее положение фиксируется рычагами 7. Для наводки на резкость по матовому стеклу служат две длинные штанги 9 - для управления механизмом грубой подачи и с противоположной стороны - для микрометрической фокусировки.

При установке объекта и наблюдении в окуляр за изображением объекта следят с помощью зеркала 1.

Рис. 27. Фотокамера микроскопа.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
| МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ МИКРОСКОП

Дата добавления: 2014-01-14; Просмотров: 1054; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ‚аш ip: 54.225.51.21
Генерация страницы за: 0.098 сек.