Campo Claro Campo Oscuro

7/22/2019 Campo Claro Campo Oscuro

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I.- INTRODUCCION

En el laboratorio de metalografa es necesario el buen conocimiento de cada parte

del microscopio, en esta oportunidad analizaremos el microscopio metalogrfico

METAVAL, de manejo fcil como tambin didctico, nos ayudar a entender el

fundamento de las principales partes del microscopio, as como del clculo y

calibracin con una muestra.

Atravez del tiempo el avance de los microscopios pticos y electrnicos han ido

perfeccionndose teniendo particularidades propias con el fin de brindar mejor

calidad de aumento y mostrar las mejores propiedades del material en este

informe se detallan 2 caractersticas como son el METAVAL para campo oscuro

y el METAVAL para campo claro, analizaremos sus diferencias, cualidades y el

buen desarrollo de cada uno de ellos, teniendo en cuenta la teora ptica, los

principios de microscopio y la estructura de metales.

II.- OBJETIVO

El laboratorio # 2 tiene como objetivo el conocimiento de los accesorios que

forman el microscopio metalogrfico METAVAL.

III.- FUNDAMENTO TEORICO


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El microscopio ptico METAVAL permite analizar la imagen del objeto

mediante la accin combinada de dos conjuntos de lentes, objetivo y ocular, y

otros mecanismos que hacen posible regular la calidad del equipo. Como

principales partes del microscopio tenemos:

1.- EL OBJETIVO:

Es un conjunto de lentes tal que forman un sistema ptico convergente y positivo

ya que sus aumentos son notables, el microscopio ofrece dentro de un mismo

revolver a cinco objetivos de 5x/0.10, 10x/0.20, 20x/0.40, 50x/0.80, 100x/0.85,

adems de accesorios que pueden ser acoplados de acuerdo a las necesidades.

Se dividen en objetivos acromticos, seniapocromticos, apocromticos y

monocromticos segn su calidad para funcionar con muestras que ofrecen

diversos colores y longitudes de onda. Entre sus propiedades ms importantes

tenemos:

a. AUMENTOS.- En los objetivos del microscopio los aumentos estan grabados

en la montura de cada objetivo, cada objetivo tiene un aumento propio, es

decir da una imagen que es un numero deterninado de veces mayor que el

objeto.

b. ABERTURA NUMERICA (N.A.).- Define los detalles ms pequeos de un

objeto y se determina de la siguiente manera:

N.A. = n Sen u


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Donde :

n: Indice de refraccin del medio.

Sen u: La mitad de la amplitud angular del cono formado por la luz.

c. PODER RESOLVENTE.- Es la capacidad para dar una imagen separada

y distintas de los detalles del objeto muy prximos, la distancia mnima que

separa los detalles del objeto esta dado segn:

d = .-N.A.

Donde d: es la distancia mnima entre dos detalles (A).

: Longitud de onda de la luz iluminante.N.A. : Abertura numrica del objetivo

Objetivos Especiales.-

El equipo METAVAL H pueden equiparse de estos objetivos con gran distancia

de trabajo libre y una longitud de igualacin de 75 mm.

Planacromtico K 4x/0,05

Planapocromtico K 8x/0,10

Planapocromtico K 16x/0,20

Objetivo catptrico, planacromtico 40x/0,50

2.- El OCULAR:

Es un sistema de lentes cuya finalidad es aumentar la imagen primaria producida

por el objetivo, tiene los mecanismos que controlan su enfoque mejorado y


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visualizacin de la imagen. Los oculares en forma de binoculares poseen un

aumento fijo que es de 10x.

3.- FUENTE LUMINOSA:

Que puede ser de arco voltaico o de filamento que varan la longitud de onda del

rayo a usar. En el microscopio metalogrfico los rayos opticos tendrn una

trayectoria complicada por eso es necesario que la fuente luminosa sea intensa

para que la imagen final sea razonablemente brillante, a pesar de las perdidas

inevitables.

4.- DIAFRAGMA DE CAMPO:

Modifica convenientemente la luz emitida disminuyendo las direcciones y

reflexiones internas de luz.

5.- EL FILTRO DE LUZ:

Tiene la misin de absorver toda la luz visible, menos una banda estrecha de

longitud de onda que uno elige y se usan para lograr mayor contraste y mejor

detalle de la probeta a observarse.

6.- EL ILUMINADOR:

Que puede ser de un prisma de reflexin total o una placa de caras paralelas. Este

elemento tiene por objeto dirigir los rayos hacia la probeta y permite el regreso

de los mismos al ocular.


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Aparte de los elementos fundamentales detallados existen dispositivos destinados

a mejorar algunas de las caractersticas de la imagen a obtener, tales como

polarizadores de la luz incidente y equipos de fluorescencia, de interfotometria y

de cmara fotogrfica y contraste de fases.

A.) EL AUMENTO MICROSCOPICO

Depende de los aumentos particulares de cada objetivo y ocular que pueden

producir de acuerdo a la distancia entre ambas lentes. Los aumentos dependen

adems de las distancias focales de las mismas.

Los aumentos son grabados en cada aumento respectivo, el METAVAL posee 4

aumentos base: del ocular (10x), tubo angular (1.6x), estativo (0.6x) y objetivo.

En base a esto el aumento ser el producto de los factores siendo un factor

variable el factor objetivo. Cuando se emplea cmara fotogrfica o placa de

proyeccin, la distancia a la que se forma la imagen puede variarse, y el aumento

ser tanto mayor cuanto mayor sea dicha distancia.

B.) PODER SEPARADOR DE LOS MICROSCOPIOS

El microscopio ptico est limitado por su poder separador por depender de la

longitud de onda de la radiacin empleada. Se dice: Dos puntos de una

superficie no podrn verse separadamente cuando la distancia entre ellos sea

menor que la expresada por el valor d en la formula.


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d = . .

2n Sen (u/2)

donde:

u: ngulo de abertura del objetivo.

La posibilidad de aumentar el nmero de abertura del objetivo depende de las

caractersticas del medio que lo separa del objeto. El poder separador varia

inversamente al contraste que se observa entre las distintas partes de una

micrografa, el contraste aumentar cuanto mayor sea la luz que se refleje sobre

las zonas brillantes de las probetas.

C.) PROFUNDIDAD DEL FOCO

Es la capacidad de separacin de profundidad que tiene el microscopio, busca

distinguir con igual nitidez puntos situados en distintos planos. Debido a que el

acabado de las muestras en probeta mantienen superficies con depresiones, la

profundidad del microscopio permite la mejor distincin de los metales.

D.) CURVATURA DEL CAMPO VISUAL

Al buscar obtener mayores aumentos con buen poder separador los lentes pticos

tienden a dar imgenes cada vez ms curvadas reduciendo la imagen verdadera.

El uso de diafragmas que limitan el campo visual puede eliminar las zonas ms

afectadas.

Marcha de Rayos en el Metaval H para Campo Claro (Figura 1)


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La luz saliente de la bombilla de halgeno de 12V y 50W (1) es concentrada por

el colector (2) y una lente de iluminacin (3) de cristal antitrmico sobre el

diagrama de abertura (5). Delante del Diafragma se encuentra una corredera (4),

la cual abarca adems del cristal esmerilado y del diafragma central segn

STACH tambin una abertura libre. Enfrente del diafragma del campo luminoso

(7) est colocada otra lente de iluminacin (6), la cual esta combinada con la

lente acromtica (8), refleja el diagrama de abertura a travs del cristal plano (10)

a la pupila del objetivo (11). El diafragma del campo luminoso (7) es proyectada

por el lente acromtica (8) al infinito por el objetivo (11) al plano objeto. Por

medio de diferentes filtros de color o de amortiguacin (9) pueden variarse el

margen espectral o la intensidad de la luz. La marcha de rayos de representacin

contiene las lentes para desplazar la imagen (19) y (16), los elementos de

desviacin (18) y (17) as como la lente de tubo (15). A travs de otro prisma

inversor en el tubo angular de 30, factor 1,6 (14) se dirige la marcha de rayos al

tubo binocular (13). El margn intermedia microscpica se observa con los

oculares de campo grande.

Marcha de Rayos en el Metaval HD para Campo Oscuro (Figura 2)

En escencial, hasta el filtro (9) la marcha de rayos de iluminacin para campo

oscuro es identica con la marcha de rayos para campo claro descrita

anteriormente. Con el elemento de deflexin multiple (24) tiene lugar la

adaptacin de la forma del haz a la exigencia de la iluminacin de campo oscuro.

Mediante el espejo anular (23) se concentra por el espejo cncavo o la lente

anular respectiva del objetivo HD (22) los rayos de iluminacin en el campo de

objeto. A excepcin del cristal plano (10 figura 1) quitado, la marcha de rayos en

la iluminacin para campo claro.

IV. PROCEDIMIENTO


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Para llevar a cabo la prctica de laboratorio se realizo:

1. CALIBRADO DE ILUMINACION.-

Una vez listo el microscopio para el funcionamiento se quita el portaplatinas para

libertad en el ajuste. Luego se desenrosca uno de los objetivos del revlver,

poniendo la abertura libre en la marcha de rayos, aqu se coloca el cristal de

centraje en montura, se enciende la lmpara y se ve en el cristal o en la

proyeccin de esta la luz que emite, lo que se busca es que la luz irradie en

totalidad al cristal de centraje, siendo posible este ajuste girando el anillo de

ajuste del diafragma de apertura, si no es concntrica la imagen con el botn

moleteado se enfoca la lmpara, ms los tornillos moleteados para obtener la

nitidez necesaria.

Una vez logrado el enfoque se retira el cristal y se coloca el objetivo

correspondiente. Finalmente se probar con una muestra y se darn los ajustes

convenientes.

2. CONVERSION DE CAMPO CLARO A CAMPO OSCURO

Bsicamente la estructura y el ensamblado es el mismo, la diferencia se realiza en

el cambio de los objetivos y en la corredera del iluminador. En el campo claro se

usan objetivos simples, en campo oscuro se usar objetivos que se adapten a unade flexin mltiple revestido de espejos.


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En la corredera del iluminador para campo claro se tiene como base para la

desviacin del rayo hacia el objetivo a un cristal plano en cambio para campo

oscuro se tiene como base una lente anular.

En resumen el cambio del equipo para trabajos por ambos mtodos consiste en

colocar adecuadamente estas 2 piezas segn corresponda luego para cualquiera

de ellas se proceder con el calibrado y el enfoque de las muestras.

V. TRABAJOS CON ILUMINACION DE CAMPO CLARO

Para trabajos a efectuar bajo diferentes condiciones se darn an las indicaciones

siguientes:

Para objetos de dimensiones reducidas est prevista la placa de encaje N. 1 con

el taladro de 15 mm de dimetro. Para garantizar que para las diferentes placas de

encaje los objetivos pasan cada vez libremente debajo del objeto, se adapta el

margen de desplazamiento de la platina cruzada al dimetro de taladro:

- Graduar el boton moleteado al ndice 1.

El ndice 3 est previsto para una placa de encaje con taladro todava mayor

que no pertenece a los equipos standard Metaval H y HD. Al graduar el indice

4 se aumenta el margen de desplazamiento para todas las placas de encaje.

Sin embargo, entonces ya no queda garantizado el paso libre de los objetivos


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en todas las posiciones de la platina cruzada. Por consiguiente tenga cuidado

al cambiar los objetivos para evitar daos.

- Con el diafragma de abertura es posible lograr la solucin cada vez ms

favorable entre el poder resolutivo as como contraste y profundidad de

campo.

- Al explorar probetas metalogrficas comenzar con el aumento dbil (esto es

ventajoso, pues ofrece el enfoque ms cmodo gracias a la mayor

profundidad de campo y al gran campo visual). Al pasar a aumentos mayores

hace falta entonces reenfocar an de manera insignificante con el

accionamiento micromtrico.

VI. TRABAJOS CON ILUMINACION DE CAMPO OSCURO

- Graduar la corredera HD luz reflejada a Dunkelfeld (campo oscuro) (al

introducir desde la izquierda segunda posicin de enclavamiento). Abrir

completamente los diafragmas de abertura y del campo luminoso en los

anillos de ajuste.

- Poner en la marcha de rayos el objetivo deseado (comenzar preferentemente

con un objetivo dbil), enfocar ntidamente con los accionamientos rpido y

micromtrico al objeto y observar con iluminacin de campo oscuro.

- En el cambio a la iluminacin de campo claro desplazar la corredera HD-luz

reflejada a la posicin Hellfeld (campo claro) (primera posicin de

enclavamiento).


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Para compensar la intensidad en el cambio con la observacin en campo claro

est colocado en la entrada de rayos de la corredera HD-luz reflejada un filtro

amortiguador en montura. Si deben observarse en iluminacin de campo claro

objetos de poca reflexin, puede quitarse dicho filtro amortiguador de la

corredera HD-luz reflejada en la posicin puesta afuera de la corredera (soltar el

botn moleteado de detencin).

VII. CONCLUSIONES

Se establecieron las principales partes del microscopio como el objetivo,

ocular, iluminador, lmpara y diafragma, etc. y su manejo.

Se aprendi 2 formas de realizar un anlisis metalogrfico; el de campo claro

y el de campo oscuro.

La instalacin del equipo para trabajos de campo claro y oscuro difieren del

uso respectivo de su objetivo y su corredera del iluminador.

El equipo ofrece un cristal de centraje que permite el ajuste de la iluminacin

buscando centrar el rayo, colimar de la mejor manera para que la muestra se

vea en la mayor amplitud posible.

VIII.- RECOMENDACIONES


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Al centrar la iluminacin se recomienda tener una secuencia en el ajuste,

primero ajustando el diagrama de apertura y luego con el botn moleteado el

ajuste de la lampara para centrar la iluminacin, con el fin de ahorrar pasos en

el ajuste.

Al cambiar o instalar las modalidades de campo claro y oscuro se separan

partes del equipo como el objetivo y la corredera del iluminador teniendo

expuesto a los lentes por lo que se debe cuidar su limpieza.

Al momento de cambiar de objetivo o corredera es preferible hacerlo con el

equipo apagado teniendo en cuenta que los rayos que se transmiten pueden

esforzar la vista del operador.

Para visualizar mejor las imgenes se pueden escoger el uso de diversos

filtros de colores que trae el equipo segn criterio del observador.

Si se va a dibujar la imagen observada es necesario tomar puntos de

referencia en la muestra para dibujar una determinada porcin que represente

la generalidad de la muestra.

Asegurarse del cuidado del equipo y del manejo apropiado de las partes

mviles que estn expuestas al desgaste.

Al finalizar la practica asegurarse de dejar el equipo en optimas condiciones

tal como se encontr antes de iniciar la practica.

COMPARACIN DE LAS OBSERVACIONES EN CAMPO CLARO Y

CAMPO OSCURO:


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Al analizar la muestra la diferencia entre el uso de ambos mtodos se ve en el

contraste que la imagen adquiere; para campo claro los detalles oscuros aparecen

contrastados de un fondo brillante.

En el campo oscuro se obtienen imgenes de mejor contraste (en los limites de

los granos se ve como lneas invisibles mientras el resto adquiere un color

ms natural). El campo oscuro produce luz incidente ms oblicua y de mayor

apertura numrica que en el campo claro.

DIBUJOS EN CAMPO CLARO Y CAMPO OSCURO:


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IX.- BIBLIOGRAFIA

Fundamentos de ciencias de Materiales

A.G. GUY

Manual de Laboratorio

CARLZEISS JENA

Introduccin a la Metalrgica

EDUARDO ABRIL

Practica de Metalogrficas

GEORGE KEHL


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