मेटलोग्राफिक माइक्रोस्कोप के इमेजिंग सिद्धांत
1. उज्ज्वल क्षेत्र, अँधेरा क्षेत्र
ब्राइटफील्ड माइक्रोस्कोप के तहत नमूनों का निरीक्षण करने के लिए सबसे बुनियादी अवलोकन विधि है, जो माइक्रोस्कोप के दृश्य क्षेत्र में एक उज्ज्वल पृष्ठभूमि प्रस्तुत करता है। मूल सिद्धांत यह है कि जब प्रकाश स्रोत ऊर्ध्वाधर या लगभग ऊर्ध्वाधर होता है और ऑब्जेक्टिव लेंस के माध्यम से नमूना सतह को रोशन करता है, तो यह एक छवि बनाने के लिए नमूना सतह के माध्यम से ऑब्जेक्टिव लेंस पर वापस परावर्तित होता है।
डार्क फील्ड इल्यूमिनेशन विधि और ब्राइट फील्ड इल्यूमिनेशन विधि के बीच अंतर यह है कि माइक्रोस्कोप फील्ड क्षेत्र में एक डार्क बैकग्राउंड दिखाई देता है। ब्राइट फील्ड इल्यूमिनेशन विधि ऊर्ध्वाधर या लंबवत घटना है, जबकि डार्क फील्ड इल्यूमिनेशन विधि ऑब्जेक्टिव लेंस के बाहर तिरछी रोशनी के माध्यम से होती है। नमूना विकिरण प्रकाश को बिखेर देगा या परावर्तित करेगा, और नमूने द्वारा बिखरा हुआ या परावर्तित प्रकाश नमूने की छवि बनाने के लिए ऑब्जेक्टिव लेंस में प्रवेश करता है। डार्क फील्ड अवलोकन स्पष्ट रूप से रंगहीन, छोटे क्रिस्टल या हल्के रंग के छोटे तंतुओं का निरीक्षण कर सकता है जिन्हें उज्ज्वल क्षेत्र में देखना मुश्किल है।
2. ध्रुवीकृत प्रकाश, हस्तक्षेप
प्रकाश एक विद्युत चुम्बकीय तरंग है, और विद्युत चुम्बकीय तरंग एक अनुप्रस्थ तरंग है। केवल अनुप्रस्थ तरंगों में ध्रुवीकरण होता है। इसे प्रकाश के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसका विद्युत वेक्टर प्रसार की दिशा के सापेक्ष एक निश्चित तरीके से कंपन करता है।
प्रयोगात्मक उपकरणों की मदद से प्रकाश के ध्रुवीकरण की घटना का पता लगाया जा सकता है। दो समान ध्रुवीकरणकर्ता A और B लें, और प्राकृतिक प्रकाश को पहले ध्रुवीकरणकर्ता A से गुजारें। इस समय, प्राकृतिक प्रकाश भी ध्रुवीकृत प्रकाश बन जाता है, लेकिन क्योंकि मानव आंख इसे भेद नहीं सकती, इसलिए एक दूसरे ध्रुवीकरणकर्ता B की आवश्यकता होती है। ध्रुवीकरणकर्ता A को ठीक करें और ध्रुवीकरणकर्ता B को A के समान क्षैतिज तल पर रखें। ध्रुवीकरणकर्ता B को घुमाएं। आप पा सकते हैं कि B के घूमने पर संचरित प्रकाश की तीव्रता समय-समय पर बदलती रहती है। प्रत्येक 90 डिग्री घुमाव पर प्रकाश की तीव्रता धीरे-धीरे अधिकतम से अधिकतम तक बढ़ेगी। यह सबसे गहरे रंग की ओर कमजोर होता जाता है, और फिर 90 डिग्री घूमता है और प्रकाश की तीव्रता धीरे-धीरे सबसे गहरे रंग से सबसे चमकीले रंग की ओर बढ़ती है
हस्तक्षेप वह घटना है जिसमें प्रकाश की तीव्रता को अंतःक्रिया क्षेत्र में सुसंगत तरंगों (प्रकाश) के दो स्तंभों के सुपरपोजिशन द्वारा मजबूत या कमजोर किया जाता है। प्रकाश हस्तक्षेप मुख्य रूप से डबल स्लिट हस्तक्षेप और पतली फिल्म हस्तक्षेप में विभाजित है। डबल-स्लिट हस्तक्षेप का मतलब है कि दो स्वतंत्र प्रकाश स्रोतों द्वारा उत्सर्जित प्रकाश सुसंगत प्रकाश नहीं है। डबल-स्लिट हस्तक्षेप उपकरण प्रकाश की एक किरण को डबल स्लिट से गुजारता है और सुसंगत प्रकाश की दो किरणें बन जाती हैं, जो स्थिर हस्तक्षेप फ्रिंज बनाने के लिए प्रकाश स्क्रीन पर संचार करती हैं। डबल-स्लिट हस्तक्षेप प्रयोग में, जब प्रकाश स्क्रीन और डबल स्लिट्स पर एक निश्चित बिंदु के बीच की दूरी का अंतर अर्ध-तरंग दैर्ध्य की एक सम संख्या होती है, तो उस बिंदु पर उज्ज्वल धारियाँ दिखाई देंगी; जब प्रकाश स्क्रीन और डबल स्लिट्स पर एक निश्चित बिंदु के बीच की दूरी का अंतर अर्ध-तरंग दैर्ध्य की एक विषम संख्या होती है, तो इस बिंदु पर दिखाई देने वाली गहरी धारियाँ यंग की डबल-स्लिट हस्तक्षेप होती हैं। पतली फिल्म हस्तक्षेप एक ऐसी घटना है जिसमें फिल्म की दो सतहों द्वारा प्रकाश की किरण के परावर्तित होने के बाद परावर्तित प्रकाश की दो किरणें बनती हैं। इस घटना को पतली फिल्म हस्तक्षेप कहा जाता है। पतली फिल्म हस्तक्षेप में, सामने और पीछे की सतहों से परावर्तित प्रकाश का पथ अंतर फिल्म की मोटाई से निर्धारित होता है, इसलिए पतली फिल्म हस्तक्षेप में वही उज्ज्वल फ्रिंज (डार्क फ्रिंज) दिखाई देनी चाहिए जहां फिल्म की मोटाई समान है। चूंकि प्रकाश तरंगों की तरंग दैर्ध्य बेहद छोटी होती है, जब पतली फिल्में हस्तक्षेप करती हैं, तो परावैद्युत फिल्म हस्तक्षेप फ्रिंजों को देखने के लिए पर्याप्त पतली होनी चाहिए।
3. विभेदक हस्तक्षेप कंट्रास्ट डीआईसी
मेटलोग्राफिक माइक्रोस्कोप DIC ध्रुवीकृत प्रकाश के सिद्धांत का उपयोग करता है। ट्रांसमिशन DIC माइक्रोस्कोप में मुख्य रूप से चार विशेष ऑप्टिकल घटक होते हैं: पोलराइज़र, DIC प्रिज्म I, DIC प्रिज्म II और विश्लेषक। प्रकाश को रैखिक रूप से ध्रुवीकृत करने के लिए पोलराइज़र को संघनक प्रणाली के ठीक सामने स्थापित किया जाता है। कंडेनसर में एक DIC प्रिज्म स्थापित होता है। यह प्रिज्म प्रकाश की एक किरण को अलग-अलग ध्रुवीकरण दिशाओं के साथ प्रकाश की दो किरणों (x और y) में विघटित कर सकता है, और दोनों किरणें एक छोटा कोण बनाती हैं। कंडेनसर प्रकाश की दो किरणों को माइक्रोस्कोप के ऑप्टिकल अक्ष के समानांतर संरेखित करता है। प्रारंभ में, प्रकाश की दो किरणों का चरण समान होता है। नमूने के आसन्न क्षेत्रों से गुजरने के बाद इस समय, प्रकाश की दो किरणों के ध्रुवीकरण विमान (x और y) अभी भी मौजूद हैं। अंत में किरण पहले ध्रुवीकरण उपकरण, विश्लेषक से होकर गुजरती है। इससे पहले कि किरण ऐपिस में एक DIC छवि बनाती है, विश्लेषक ध्रुवीकरणकर्ता के समकोण पर उन्मुख होता है। विश्लेषक दो लंबवत प्रकाश तरंगों को एक ही ध्रुवीकरण विमान के साथ दो किरणों में जोड़ता है, जिससे वे हस्तक्षेप करते हैं। x और y तरंगों के बीच ऑप्टिकल पथ अंतर निर्धारित करता है कि कितना प्रकाश प्रसारित होता है। जब ऑप्टिकल पथ अंतर 0 होता है, तो कोई प्रकाश विश्लेषक से नहीं गुजरता है; जब ऑप्टिकल पथ अंतर तरंग दैर्ध्य के आधे के बराबर होता है, तो गुजरने वाला प्रकाश अधिकतम मूल्य तक पहुंच जाता है। इसलिए ग्रे पृष्ठभूमि पर, नमूना संरचना प्रकाश और अंधेरे में अंतर दिखाती है। डीआईसी प्रिज्म II को समायोजित करने से नमूने की बारीक संरचना एक सकारात्मक या नकारात्मक प्रक्षेपण छवि दिखा सकती है, आमतौर पर एक पक्ष उज्ज्वल होता है और दूसरा पक्ष अंधेरा होता है, जो नमूने की कृत्रिम त्रि-आयामी भावना पैदा करता है।
