Metalografik Mikroskopun Görüntüleme Prensipleri
1. Aydınlık alan, karanlık alan
Brightfield, mikroskobun görüş alanında parlak bir arka plan sunan, mikroskop altında numuneleri gözlemlemeye yönelik en temel gözlem yöntemidir. Temel prensip, ışık kaynağı dikey veya dikeye yakın olduğunda ve objektif merceği aracılığıyla numune yüzeyini aydınlattığında, bir görüntü oluşturmak üzere numune yüzeyi üzerinden objektif merceğe geri yansıtılmasıdır.
Karanlık alan aydınlatma yöntemi ile parlak alan aydınlatma yöntemi arasındaki fark, mikroskop alan alanında koyu bir arka planın ortaya çıkmasıdır. Parlak alan aydınlatma yöntemi dikey veya dikey geliştir, karanlık alan aydınlatma yöntemi ise objektif merceğin dışındaki çevreleyici eğik aydınlatma yoluyla yapılır. Numune ışınlama ışığını dağıtacak veya yansıtacaktır ve numune tarafından saçılan veya yansıtılan ışık, numuneyi görüntülemek için objektif merceğe girecektir. Karanlık alan gözlemi, parlak alanda gözlemlenmesi zor olan renksiz, minik kristalleri veya açık renkli minik lifleri net bir şekilde gözlemleyebilir.
2. Polarize ışık, girişim
Işık bir elektromanyetik dalgadır ve elektromanyetik dalga enine bir dalgadır. Yalnızca enine dalgaların polarizasyonu vardır. Elektrik vektörü yayılma yönüne göre sabit bir şekilde titreşen ışık olarak tanımlanır.
Işığın polarizasyon olgusu deneysel ekipmanların yardımıyla tespit edilebilir. İki özdeş polarizör A ve B'yi alın ve doğal ışığı ilk polarizör A'dan geçirin. Bu sırada doğal ışık da polarize ışık haline gelir, ancak insan gözü onu ayırt edemediğinden ikinci bir polarizör B'ye ihtiyaç vardır. Polarizör A'yı sabitleyin ve polarizör B'yi A ile aynı yatay düzleme yerleştirin. Polarizör B'yi döndürün. İletilen ışığın yoğunluğunun, B döndükçe periyodik olarak değiştiğini görebilirsiniz. Işık yoğunluğu her 90 derecelik dönüşte maksimumdan maksimuma doğru kademeli olarak artacaktır. En karanlığa doğru zayıflar, daha sonra 90 derece döner ve ışık yoğunluğu en karanlıktan en aydınlığa doğru kademeli olarak artar. Bu nedenle, polarizör A'ya polarizör, polarizör B'ye ise analizör adı verilir.
Girişim, etkileşim bölgesinde iki tutarlı dalga (ışık) sütununun üst üste gelmesiyle ışık yoğunluğunun güçlendirildiği veya zayıflatıldığı olgudur. Işık girişimi esas olarak çift yarık girişimi ve ince film girişimi olarak ikiye ayrılır. Çift yarık girişimi, iki bağımsız ışık kaynağı tarafından yayılan ışığın tutarlı ışık olmadığı anlamına gelir. Çift yarıklı girişim cihazı, bir ışık ışınının çift yarıktan geçmesini ve sabit girişim saçakları oluşturmak için ışık perdesi üzerinde iletişim kuran iki tutarlı ışık ışınına dönüşmesini sağlar. Çift yarık girişim deneyinde, ışık perdesindeki belirli bir nokta ile çift yarık arasındaki mesafe farkı çift sayıda yarım dalga boyu olduğunda, o noktada parlak şeritler görünecektir; ışık perdesindeki belirli bir nokta ile çift yarık arasındaki mesafe farkı tek sayıda yarım dalga boyu olduğunda, bu noktada ortaya çıkan koyu çizgiler Young'ın çift yarık girişimidir. İnce film girişimi, bir ışık ışınının filmin iki yüzeyi tarafından yansıtılmasından sonra iki yansıyan ışık ışınının oluştuğu bir olgudur. Bu olaya ince film girişimi denir. İnce film girişiminde, ön ve arka yüzeylerden yansıyan ışığın yol farkı filmin kalınlığı tarafından belirlenir, bu nedenle ince film girişiminde, filmin kalınlığının eşit olduğu yerde aynı parlak saçak (koyu saçak) görünmelidir. Işık dalgalarının dalga boyu son derece kısa olduğundan, ince filmler girişim yaptığında dielektrik filmin girişim saçaklarını gözlemleyecek kadar ince olması gerekir.
3. Diferansiyel girişim kontrastı DIC
Metalografik mikroskop DIC, polarize ışık prensibini kullanır. Transmisyon DIC mikroskobu temel olarak dört özel optik bileşene sahiptir: polarizör, DIC prizma I, DIC prizma II ve analizör. Polarizör, ışığı doğrusal olarak polarize etmek için doğrudan yoğunlaştırma sisteminin önüne monte edilir. Kondansatöre bir DIC prizması yerleştirilmiştir. Bu prizma, bir ışık ışınını farklı polarizasyon yönlerine sahip iki ışık ışınına (x ve y) ayrıştırabilir ve iki ışın küçük bir açı oluşturur. Yoğunlaştırıcı, iki ışık ışınını mikroskobun optik eksenine paralel olarak hizalar. Başlangıçta iki ışık huzmesi aynı faza sahiptir. Numunenin bitişik alanlarından geçtikten sonra, numunenin farklı kalınlık ve kırılma indisine bağlı olarak iki ışık hüzmesi arasında optik yol farkı oluşur. Objektif merceğin arka odak düzlemine, iki ışık dalgasını bir araya getiren bir DIC prizması II yerleştirilmiştir. Bu sırada iki ışık ışınının polarizasyon düzlemleri (x ve y) hala mevcuttur. Son olarak ışın ilk polarizasyon cihazı olan analizörden geçer. Işın, göz merceğinde bir DIC görüntüsü oluşturmadan önce analizör, polarizöre dik açılarda yönlendirilir. Analizör iki dik ışık dalgasını aynı polarizasyon düzlemine sahip iki ışın halinde birleştirerek bunların girişim yapmasına neden olur. X ve y dalgaları arasındaki optik yol farkı, ne kadar ışığın iletileceğini belirler. Optik yol farkı 0 olduğunda analizörden hiç ışık geçmez; optik yol farkı dalga boyunun yarısına eşit olduğunda içinden geçen ışık maksimum değere ulaşır. Yani gri arka planda numune yapısı açık ve koyu arasında bir fark gösteriyor. Görüntünün en iyi kontrastını elde etmek için DIC prizma II'nin uzunlamasına ince ayarı ayarlanarak optik yol farkı değiştirilebilir. Optik yol farkı görüntünün parlaklığını değiştirebilir. DIC Prism II'nin ayarlanması, numunenin ince yapısının pozitif veya negatif bir projeksiyon görüntüsü göstermesini sağlayabilir; genellikle bir taraf parlak ve diğer taraf karanlıktır, bu da numunenin yapay üç boyutlu hissini yaratır.
