Microscopia Óptica [3] (cont.)

Microscopia Óptica [3] (cont.) Microscópio ótico: Carl Zeiss (Alemanha - 1930) Características construtivas: microscópio convencional iluminação diascópica platina móvel (X, Y) porta-objetivas (revólver) monocular 1>

Microscópio ótico: Nikon (Japão - 1970) Características construtivas: microscópio invertido iluminação diascópica e/ou episcópica platina móvel (X, Y) porta-objetivas (revólver) binocular ajustável 2>

Microscópio ótico: Olympus (Japão - 1998) Características construtivas: microscópio convencional iluminação diascópica e/ou episcópica platina móvel (X, Y, θ) porta-objetivas (revólver) binocular ajustável 3>

Microscópio ótico: Zeiss (Alemanha - 2017) Características construtivas: microscópio convencional iluminação episcópica platina móvel (X, Y, θ) porta-objetivas (revólver) binocular ajustável camera digital HR 4>

Análise de metais/ligas: A evolução: Le Chatelier (c1890) Microscópio de reflexão (Séc. XIX) Técnicas de preparação (c1990) (c1950) Reichert (1928) Zeiss (2017) 5>

Os resultados: 15 μm D 10 μm A 200 μm 200 μm C Micrografias: B A - alumina sinterizada mostrando vazios; B - esferulitas em polietileno glicol; C - carbonitretos eutéticos em aço; D - microestrutura F-P em aço microligado; 6>

sistema mecânico Microscópio ótico sistema de iluminação sistema de magnificação acessórios 7>

Sistema mecânico: destina-se a manter os elementos óticos em posições adequadas durante a observação da amostra. O projeto de um microscópio deve atender às exigências do microscopista de modo flexível e confortável, sendo que a sua construção deve ser estável e rígida. suporte (ou estativa) tipos: convencional fixa mesa (ou platina) invertido móvel (Charriot) elementos mecânicos monocular tubo ocular ajuste interpupilar binocular ajuste dióptrico macrométrica focalização micrométrica suporte para objetiva individual/revólver 8>

Microscópio convencional: 9>

Microscópio invertido (Le Chatelier): 10>

Mesa simples: acessório do microscópio que proporciona o apoio da amostra em relação à lente objetiva. mesa simples/fixa com dispositivo de deslocamento acoplável 11>

Mesa móvel (Charriot):acessório do microscópio que proporciona o deslocamento controlado (X, Y, θ) da amostra em relação à lente objetiva. mesa com deslocamento X-Y 12>

Mesa móvel (Charriot):acessório do microscópio que proporciona o deslocamento controlado (X, Y, θ) da amostra em relação à lente objetiva. mesa circular 13>

Mesa móvel (Charriot):acessório do microscópio que proporciona o deslocamento controlado (X, Y, θ) da amostra em relação à lente objetiva. mesa para microscópio invertido 14>

Mesa móvel (Charriot):acessório do microscópio que proporciona o deslocamento controlado (X, Y, θ) da amostra em relação à lente objetiva. mesa com micromanipuladores 15>

Mesa móvel (Charriot):acessório do microscópio que proporciona o deslocamento controlado (X, Y, θ) da amostra em relação à lente objetiva. mesa com deslocamento de precisão 16>

Tubo binocular ajustável: acessório do microscópio que proporciona o posicionamento das lentes oculares em relação ao usuário. 17>

Tubo binocular ajustável: acessório do microscópio que proporciona o posicionamento das lentes oculares em relação ao usuário. 18>

Focalização/porta-objetivas: 19>

sistema mecânico Microscópio ótico sistema de iluminação sistema de magnificação acessórios 20>

Sistema de iluminação: destina-se a fornecer luz com característica e intensidade adequadas à técnica de caracterização que está sendo utilizada pelo observador. fontes de luz (lâmpadas) elementos de iluminação dispositivo Koehler filtros diafragma de campo diafragma de abertura (intensidade) 21>

Fontes de luz: LED arco elétrico - xenônio potência: 150 200W temperatura: 5500 K vida: 2000 horas custo: alto filamento potência: 15 100W temperatura: 3500 K vida: 100 horas custo: baixo 22>

Espectros da emissão de luz: Arco de Xenônio (intensidade fixa) Lâmpada halógena/ filamento de tungstênio (intensidade regulável) 23>

Iluminação Köhler: compreende tanto a fonte de luz quanto o sistema de lentes condensadoras, cujo objetivo é fornecer uma ilumina ção com intensidade e estabilidade adequados à observação. iluminação Köhler no microscópio diagrama de raios 24>

Iluminação Köhler efeito da abertura condensadora fechada aberta Controla a intensidade do feixe mas interfere na resolução do sistema. Não deve ser usada com o propósito de controlar a luminosidade. 25>

Iluminação Köhler efeito da abertura de campo fechada aberta Usado na eliminação de feixes luminosos dispersos. Pode contribuir para melhorar o contraste na imagem. 26>

Filtros: absorção fraca absorção forte 27>

Filtros: elementos óticos que transmitem entre 0,01 a 85% da luz incidente, que pode ser modificada para selecionar comprimentos de onda nos quais as lentes do microscópio foram corrigidas. 28>

Efeitos do uso de filtros: Filtros Resolução sem filtro com filtro melhor contraste sem filtro com filtro 29>

sistema mecânico Microscópio ótico sistema de iluminação sistema de magnificação acessórios 30>

Sistema de magnificação: possibilita a visualização, ampliada fielmente, do objeto investigado. objetivas oculares elementos óticos planos óticos prismas condensadores 31>

O microscópio composto: maiores ampliações serão conseguidas na imagem se houver o aumento da imagem, gerada pela lente objetiva, com a utilização de uma lente ocular. M t = M ob M oc Ob Im 1 olho Im 2 objetiva ocular 32>

Características óticas das objetivas: http://micro.magnet.fsu.edu/primer/index.html 2θ: cone de iluminação aumento ou ampliação; abertura numérica (NA) define a resolução do sistema ótico; NA (obj) = n. sen θ n índice de refração do meio entre o objeto e a lente (n > 1,0); θ - semi-ângulo do cone de iluminação / abertura da lente; 33>

Lente objetiva: O microscópio ótico para a obtenção da melhor qualidade de imagem é necessário que as aberrações óticas das lentes objetivas sejam minimizadas. Correções nas lentes objetivas: tipo achromatic aberração esférica G aberração cromática B, R distorção de campo não Blue: 486 nm plan-achromatic G B, R sim fluorite B, R B,R não Green: 546 nm plan-fluorite planapochromatic B, R B, G, R B,R B, G, R sim sim Red: 656 nm 34>

Detalhes construtivos das objetivas: http://micro.magnet.fsu.edu/primer/index.html qualidade ótica complexidade construtiva (lentes flint/crown agrupadas) custo 35>

Detalhes construtivos das objetivas: Objetivas apocromáticas http://micro.magnet.fsu.edu/primer/index.html este tipo de objetiva se caracteriza pelas mínimas aberrações óticas. 36>

Detalhes construtivos das objetivas: http://micro.magnet.fsu.edu/primer/index.html a objetiva planacromática se caracteriza pela menor distorção de campo. 37>

Especificações das objetivas: aumento NA WD (mm) 10X 20X 40X 60X 100X(oil) 10X 20X 40X 50X(oil) 100X(oil) ACHROMAT 0.25 6.10 0.40 2.10 0.65 0.65 0.80 0.30 1.25 0.18 PLANACHROMAT 0.25 10.50 0.40 1.30 0.65 0.57 0.90 0.40 1.25 0.17 WD distância de trabalho (work distance) aumento NA WD (mm) 10X 20X 40X 100X 100X(oil) PLANAPOCHROMAT 10X 20X 40X 60X 100X(oil) PLANFLOURITE 0.30 16.00 0.50 2.10 0.75 0.72 0.90 0.30 1.30 0.20 0.45 4.00 0.75 1.00 0.95 0.14 0.95 0.15 1.40 0.13 38>

Lentes oculares: O microscópio ótico ampliam as imagens geradas pelas lentes objetivas, possuindo normalmente aumentos entre 5 a 25 vezes. tipos: Ramsden (1735-1800) usadas em lupas micrométricas Huygens (1629-1695) mais comuns em microscópios Oculares http://www.olympusmicro.com/primer/anatomy/oculars.html Reticulados para oculares 39>

Condensadores: focalizam o feixe luminoso produzido pela fonte de luz. Dispositivo normalmente utilizado em microscópios com luz transmitida para observação de objetos translúcidos (biologia) 40>

Prismas: permitem o desvio do feixe luminoso no interior do microscópio. 41>

Plano ótico: permite o desvio do feixe luminoso no interior do microscópio. 42>

sistema mecânico Microscópio ótico sistema de iluminação sistema de magnificação acessórios 43>

Acessórios: Reticulados 44>

Acessórios: Ocular filar 45>

Acessórios: câmeras digitais (CCD/CMOS) CCD (charge-coupled device) CMOS (Complementary metal oxide semiconductor) 46>

Acessórios: câmeras digitais (CCD/CMOS) CCD (charge-coupled device) CMOS (Complementary metal oxide semiconductor) 47>

Câmeras digitais (CCD/CMOS) https://www.youtube.com/watch?v=zwn0dt_4fhy CCD CMOS https://vimeo.com/103279734 48>

Microscopia Óptica Bibliografia: Brandon, D.; Kaplan, W. D. Microstructural Characterization of Materials, 2 nd edition. John Wiley & Sons Ltd, Chichester, 2008, 536p. ISBN 978-0-470-02785-1. Vander Voort, G. F. Metallography: Principles and Practice. ASM International, Materials Park, 1999, 752p. ISBN 978-0-87170-672-0. https://www.doitpoms.ac.uk/ http://micro.magnet.fsu.edu/primer/anatomy/anatomy.html https://www.phase-trans.msm.cam.ac.uk/abstracts/optical.html http://www.olympus-ims.com/pt/microscope/opt/ http://zeiss-campus.magnet.fsu.edu/articles/basics/introduction.html Notas de aula preparadas pelo Prof. Juno Gallego para a disciplina CARACTERIZAÇÃO MICROESTRUTURAL DE MATERIAIS. 2017. Permitida a impressão e divulgação. http://www.feis.unesp.br/#!/departamentos/engenharia-mecanica/grupos/maprotec/educacional/ 49