Carl Zeiss (Alemanha - 1930) · Carl Zeiss (Alemanha - 1930) Características construtivas: microscópio convencional iluminação diascópica platina móvel (X, Y) porta-objetivas

Microscopia Óptica [3] (cont.)

Microscópio ótico:

1>

Carl Zeiss (Alemanha - 1930)

Características construtivas:

microscópio convencional

iluminação diascópica

platina móvel (X, Y)

porta-objetivas (revólver)

monocular

O microscópio ótico


2>

Nikon (Japão - 1970)


microscópio invertido

iluminação diascópica e/ou

episcópica

platina móvel (X, Y)


binocular ajustável



3>

Olympus (Japão - 1998)



iluminação diascópica e/ou

episcópica

platina móvel (X, Y, θ)





4>

Zeiss (Alemanha - 2017)



iluminação episcópica

platina móvel (X, Y, θ)



camera digital HR


Análise de metais/ligas: Microscópio de reflexão (Séc. XIX)Técnicas de preparação

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A evolução:

Le Chatelier (c1890) (c1950)(c1990)

Reichert (1928)

Zeiss (2017)


Os resultados:10 μm

200 μm

200 μm

15 μm

A

B

C

D

A - alumina sinterizada mostrando vazios;B - esferulitas em polietileno glicol;C - carbonitretos eutéticos em aço;D - microestrutura F-P em aço microligado;

Micrografias:

6>


7>

Microscópio ótico

sistema de magnificação

sistema de iluminação

sistema mecânico

acessórios


Sistema mecânico:

8>

destina-se a manter os elementos óticos em posições adequadas durantea observação da amostra. O projeto de um microscópio deve atender àsexigências do microscopista de modo flexível e confortável, sendo quea sua construção deve ser estável e rígida.

convencional

invertido

elementosmecânicos

suporte (ou estativa)

mesa (ou platina)fixa

móvel (Charriot)

tubo ocularmonocular

ajuste interpupilarbinocular

ajuste dióptrico

focalizaçãomacrométrica

micrométricasuporte para objetiva individual/revólver

tipos:


Microscópio convencional:

9>


Microscópio invertido (Le Chatelier):

10>

acessório do microscópio que proporcionao apoio da amostra em relação à lente objetiva.


11>

Mesa simples:

mesa simples/fixa com dispositivo de deslocamento acoplável


12>

Mesa móvel (Charriot):acessório do microscópio que proporcionao deslocamento controlado (X, Y, θ) da amostra em relação à lente objetiva.

mesa com deslocamento X-Y


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mesa circular


14>


mesa para microscópio invertido


15>


mesa com micromanipuladores


16>


mesa com deslocamento de precisão


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Tubo binocular ajustável: acessório do microscópio que proporcionao posicionamento das lentes oculares em relação ao usuário.


18>

Tubo binocular ajustável: acessório do microscópio que proporcionao posicionamento das lentes oculares em relação ao usuário.


19>

Focalização/porta-objetivas:


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Microscópio ótico



sistema mecânico

acessórios


Sistema de iluminação:

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destina-se a fornecer luz com característica e intensidade adequadas àtécnica de caracterização que está sendo utilizada pelo observador.

elementosde

iluminação

fontes de luz (lâmpadas)

dispositivo Koehlerdiafragma de campo

diafragma de abertura

filtros(intensidade)


22>

Fontes de luz:

arco elétrico - xenôniopotência: 150 – 200Wtemperatura: 5500 Kvida: 2000 horascusto: alto

filamentopotência: 15 – 100Wtemperatura: 3500 Kvida: 100 horascusto: baixo

LED


23>

Espectros da emissão de luz:

Lâmpada halógena/filamento de tungstênio(intensidade regulável)

Arco de Xenônio(intensidade fixa)

compreende tanto a fonte de luz quanto osistema de lentes condensadoras, cujo objetivo é fornecer uma iluminação com intensidade e estabilidade adequados à observação.


24>

Iluminação Köhler:

diagrama de raios

iluminação Köhlerno microscópio


25>

Iluminação Köhler efeito da abertura condensadora

abertafechadaControla a intensidade do feixe mas interfere na resolução do sistema.Não deve ser usada com o propósito de controlar a luminosidade.


26>

Iluminação Köhler efeito da abertura de campo

abertafechada

Usado na eliminação de feixes luminosos dispersos. Pode contribuirpara melhorar o contraste na imagem.


27>

Filtros:

absorção forte

absorção fraca


28>

Filtros: elementos óticos que transmitem entre 0,01 a 85% daluz incidente, que pode ser modificada para selecionar comprimentosde onda nos quais as lentes do microscópio foram corrigidas.


29>

Efeitos do uso de filtros:

sem filtro com filtro

sem filtro com filtro

Filtros

melhorcontraste

Resolução


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Microscópio ótico



sistema mecânico

acessórios


Sistema de magnificação:

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possibilita a visualização, ampliada fielmente, do objeto investigado.

elementosóticos

objetivas

condensadores

oculares

planos óticosprismas


O microscópio composto:

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maiores ampliações serão conseguidas na imagem se houver o au-mento da imagem, gerada pela lente objetiva, com a utilização de uma lente ocular.

objetiva ocular

ObIm1

Im2

Mt = Mob • Moc

olho


Características óticas das objetivas:

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aumento ou ampliação;abertura numérica (NA) – define a resolução do sistema ótico;

http://micro.magnet.fsu.edu/primer/index.html2θ: cone de iluminação

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;


Lente objetiva:

34>

para a obtenção da melhor qualidade de imagem é necessário queas aberrações óticas das lentes objetivas sejam minimizadas.

simB, G, RB, G, Rplan-apochromatic

simB,RB, Rplan-fluorite

nãoB,RB, Rfluorite

simB, RGplan-achromatic

nãoB, RGachromatic

distorçãode campo

aberraçãocromática

aberraçãoesférica

tipo

Green:546 nm

Blue:486 nm

Red:656 nm

Correções nas lentes objetivas:


Detalhes construtivos das objetivas:

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qualidade óticacomplexidade construtiva (lentes flint/crown agrupadas)custo

http://micro.magnet.fsu.edu/primer/index.html



36>

Objetivas apocromáticashttp://micro.magnet.fsu.edu/primer/index.html

este tipo de objetiva se caracteriza pelas mínimas aberrações óticas.



37>

http://micro.magnet.fsu.edu/primer/index.html

a objetiva planacromática se caracteriza pela menor distorção de campo.


Especificações das objetivas:

38>0.171.25100X(oil)

0.400.9050X(oil)

0.570.6540X1.300.4020X10.500.2510X

PLANACHROMAT0.181.25100X(oil)

0.300.8060X0.650.6540X2.100.4020X6.100.2510X

ACHROMATWD (mm)NAaumento

0.131.40100X(oil)

0.150.9560X0.140.9540X1.000.7520X4.000.4510X

PLANAPOCHROMAT0.201.30100X(oil)

0.300.90100X0.720.7540X2.100.5020X

16.000.3010XPLANFLOURITE

WD (mm)NAaumento

WD – distância de trabalho (work distance)


39>

Lentes oculares:

OcularesReticulados para oculares

ampliam as imagens geradas pelas lentes objetivas, possuindo normal-mente aumentos entre 5 a 25 vezes.

Ramsden (1735-1800) – usadas em lupas micrométricastipos:

Huygens (1629-1695) – mais comuns em microscópios

http://www.olympusmicro.com/primer/anatomy/oculars.html


Condensadores:

40>

focalizam o feixe luminoso produzido pela fonte de luz.

Dispositivo normalmente utilizado em microscópios com luztransmitida para observação de objetos translúcidos (biologia)


Prismas:

41>

permitem o desvio do feixe luminoso no interior do microscópio.


Plano ótico:

42>

permite o desvio do feixe luminoso no interior do microscópio.


43>

Microscópio ótico



sistema mecânico

acessórios


Acessórios:

44>

Reticulados


Acessórios:

45>

Ocular filar


Acessórios: câmeras digitais (CCD/CMOS)

46>

CCD (charge-coupled device)CMOS (Complementary metal–

oxide semiconductor)


Acessórios: câmeras digitais (CCD/CMOS)

47>

CCD (charge-coupled device)CMOS (Complementary metal–

oxide semiconductor)

Câmeras digitais (CCD/CMOS)

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CMOS

CCD

https://www.youtube.com/watch?v=ZwN0DT_4FhY

https://vimeo.com/103279734

Notas de aula preparadas pelo Prof. Juno Gallego para a disciplina CARACTERIZAÇÃO MICROESTRUTURALDE MATERIAIS. ® 2017. Permitida a impressão e divulgação. http://www.feis.unesp.br/#!/departamentos/engenharia-mecanica/grupos/maprotec/educacional/

Microscopia Óptica

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Brandon, D.; Kaplan, W. D. Microstructural Characterization of Materials, 2nd 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

Bibliografia:

Documents

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