Roteiro Experimento 1 Microscopia e Analise microestrutural v3

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EN‐2806 – Tópicos experimentais em Materiais Versão 1: Profs. Márcia T. Escote e Humberto N. Yoshimura Versão 2: Prof. e Alexandre J. De C. Lanfredi Versão 3: Prof. Daniel Z. de Florio numérico para a abertura das lentes (conhecido como NA e em muitos casos tem influência da objetiva e do condensador). Amostra Figura 1 – Esquema da formação de imagem pela lente objetiva. Além da resolução, é importante observar que a imagem deve ter contraste suficiente para distinguir o background e poder detalhar as diferentes características da microestrutura da amostra. Devido a estas limitações do microscópio óptico, vários tipos de microscópios foram desenvolvidos utilizando diferentes fontes para iluminar a amostra e também para detectar o sinal da amostra. Podemos citar: microscópio a laser, microscópio acústico, microscópio de infravermelho, microscópio de raios X, microscópio eletrônico, entre outros. Isto foi feito na tentativa de melhorar a resolução do microscópio, pois variando o comprimento de onda da radiação incidente é possível melhorar a resolução do microscópio (veja Tabela 1). Lente Objetiva Tabela 1 – Comprimentos de ondas de diferentes radiações eletromagnéticas. Radiação Comprimento de onda (nm) Acústica > 1000 Infravermelha 700‐860 Luz visível (azul a vermelho) 400‐700 Ultravioleta 25‐400 Raios‐X 0,01‐15 Elétrons 0,005 Plano imagem Entre os diferentes tipos de microscópio, temos o microscópio eletrônico (varredura e transmissão) e o por sonda (AFM e STM) como os mais recentemente desenvolvidos. É importante observar também que diferentemente do microscópio óptico, a formação da imagem em todos estes microscópios é indireta e depende da detecção do sinal da interação entre a radiação e a amostra. No caso dos microscópios eletrônicos a imagem é gerada utilizando um esquema óptico semelhante ao do microscópio óptico. No entanto as lentes não
EN‐2806 – Tópicos experimentais em Materiais Versão 1: Profs. Márcia T. Escote e Humberto N. Yoshimura Versão 2: Prof. e Alexandre J. De C. Lanfredi Versão 3: Prof. Daniel Z. de Florio são mais de vidro, mas sim bobinas magnéticas que defletem o feixe de elétrons de modo a focar o feixe incidente na superfície da amostra. A imagem é formada a partir dos sinais dos elétrons retroespalhados, elétrons secundários e/ou da densidade de elétrons absorvidos na amostra. Na tabela 2 são apresentados os aumentos, a respectiva resolução e a profundidade de campo alcançada utilizando um microscópio eletrônico em comparação com um microscópio óptico. Tabela 2 – Profundidade de campo e resolução do microscópio eletrônico comparado com um microscópio óptico convencional. Aumento Resolução Profundidade de campo Micr. Eletrôn. Micr. Óptico 20 5 µm 1 mm 5 µm 100 1 µm 200 µm 2 µm 200 500 nm 100 µm 0,7 µm 1000 100 nm 20 µm ‐ 5000 20 nm 4 µm ‐ 10000 10 nm 2 µm ‐ Como neste experimento apenas o microscópio óptico será utilizado, a seguir são apresentados os principais componentes do microscópio óptico. Princípios básicos de funcionamento microscópio óptico Os microscópios ópticos (MO) atuais são constituídos por duas partes – uma parte mecânica e uma parte óptica. Cada parte engloba uma série de componentes constituintes do microscópio (Figura 2). A parte mecânica serve para dar estabilidade e suportar a parte óptica. Esta parte é constituída por 2 :
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