O documento aborda diferentes tipos de microscópios ópticos, suas características construtivas e sistemas, como iluminação, magnificação e mecânica, enfatizando a evolução e melhorias nos modelos ao longo do tempo. Inclui a descrição de modelos específicos de marcas renomadas como Zeiss, Nikon e Olympus, juntamente com suas especificações técnicas e acessórios essenciais. Também destaca a importância dos sistemas de iluminação e a qualidade das lentes objetivas para uma boa resolução da imagem.

1. Microscopia Óptica [3] (cont.)
¾ Microscópio ótico:
1>
Carl Zeiss (Alemanha - 1930)
Características construtivas:
ƒ microscópio convencional
ƒ iluminação diascópica
ƒ platina móvel (X, Y)
ƒ porta-objetivas (revólver)
ƒ monocular

2. O microscópio ótico
¾ Microscópio ótico:
2>
Nikon (Japão - 1970)
Características construtivas:
ƒ microscópio invertido
ƒ iluminação diascópica e/ou
episcópica
ƒ platina móvel (X, Y)
ƒ porta-objetivas (revólver)
ƒ binocular ajustável

3. O microscópio ótico
¾ Microscópio ótico:
3>
Olympus (Japão - 1998)
Características construtivas:
ƒ microscópio convencional
ƒ iluminação diascópica e/ou
episcópica
ƒ platina móvel (X, Y, θ)
ƒ porta-objetivas (revólver)
ƒ binocular ajustável

4. O microscópio ótico
¾ Microscópio ótico:
4>
Zeiss (Alemanha - 2017)
Características construtivas:
ƒ microscópio convencional
ƒ iluminação episcópica
ƒ platina móvel (X, Y, θ)
ƒ porta-objetivas (revólver)
ƒ binocular ajustável
ƒ camera digital HR

5. O microscópio ótico
Análise de metais/ligas: Microscópio de reflexão (Séc. XIX)
Técnicas de preparação
5>
¾ A evolução:
Le Chatelier (c1890) (c1950)
(c1990)
Reichert (1928)
Zeiss (2017)

6. O microscópio ótico
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. O microscópio ótico
7>
Microscópio ótico
ƒ sistema de magnificação
ƒ sistema de iluminação
ƒ sistema mecânico
ƒ acessórios

8. O microscópio ótico
¾ Sistema mecânico:
8>
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.
convencional
invertido
elementos
mecânicos
ƒ suporte (ou estativa)
ƒ mesa (ou platina)
ƒ fixa
ƒ móvel (Charriot)
ƒ tubo ocular
ƒ monocular
ajuste interpupilar
ƒ binocular
ajuste dióptrico
ƒ focalização
ƒ macrométrica
ƒ micrométrica
ƒ suporte para objetiva individual/revólver
tipos:

9. O microscópio ótico
¾ Microscópio convencional:
9>

10. O microscópio ótico
¾ Microscópio invertido (Le Chatelier):
10>

11. acessório do microscópio que proporciona
o apoio da amostra em relação à lente objetiva.
O microscópio ótico
11>
¾ Mesa simples:
mesa simples/fixa com dispositivo de deslocamento acoplável

12. O microscópio ótico
12>
¾ 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

13. O microscópio ótico
13>
¾ Mesa móvel (Charriot):acessório do microscópio que proporciona
o deslocamento controlado (X, Y, θ) da amostra em relação à lente objetiva.
mesa circular

14. O microscópio ótico
14>
¾ 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

15. O microscópio ótico
15>
¾ Mesa móvel (Charriot):acessório do microscópio que proporciona
o deslocamento controlado (X, Y, θ) da amostra em relação à lente objetiva.
mesa com micromanipuladores

16. O microscópio ótico
16>
¾ 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

17. O microscópio ótico
17>
¾ Tubo binocular ajustável:acessório do microscópio que proporciona
o posicionamento das lentes oculares em relação ao usuário.

18. O microscópio ótico
18>
¾ Tubo binocular ajustável:acessório do microscópio que proporciona
o posicionamento das lentes oculares em relação ao usuário.

19. O microscópio ótico
19>
¾ Focalização/porta-objetivas:

20. O microscópio ótico
20>
Microscópio ótico
ƒ sistema de magnificação
ƒ sistema de iluminação
ƒ sistema mecânico
ƒ acessórios

21. O microscópio ótico
¾ Sistema de iluminação:
21>
destina-se a fornecer luz com característica e intensidade adequadas à
técnica de caracterização que está sendo utilizada pelo observador.
elementos
de
iluminação
ƒ fontes de luz (lâmpadas)
ƒ dispositivo Koehler
ƒ diafragma de campo
ƒ diafragma de abertura
ƒ filtros
(intensidade)

22. O microscópio ótico
22>
¾ Fontes de luz:
ƒ arco elétrico - xenônio
potência: 150 – 200W
temperatura: 5500 K
vida: 2000 horas
custo: alto
ƒ filamento
potência: 15 – 100W
temperatura: 3500 K
vida: 100 horas
custo: baixo
LED

23. O microscópio ótico
23>
¾ Espectros da emissão de luz:
Lâmpada halógena/
filamento de tungstênio
(intensidade regulável)
Arco de Xenônio
(intensidade fixa)

24. 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.
O microscópio ótico
24>
¾ Iluminação Köhler:
diagrama de raios
iluminação Köhler
no microscópio

25. O microscópio ótico
25>
¾ Iluminação Köhler efeito da abertura condensadora
aberta
fechada
Controla a intensidade do feixe mas interfere na resolução do sistema.
Não deve ser usada com o propósito de controlar a luminosidade.

26. O microscópio ótico
26>
¾ Iluminação Köhler efeito da abertura de campo
aberta
fechada
Usado na eliminação de feixes luminosos dispersos. Pode contribuir
para melhorar o contraste na imagem.

27. O microscópio ótico
27>
¾ Filtros:
absorção forte
absorção fraca

28. O microscópio ótico
28>
¾ 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.

29. O microscópio ótico
29>
¾ Efeitos do uso de filtros:
sem filtro com filtro
sem filtro com filtro
Filtros
melhor
contraste
Resolução

30. O microscópio ótico
30>
Microscópio ótico
ƒ sistema de magnificação
ƒ sistema de iluminação
ƒ sistema mecânico
ƒ acessórios

31. O microscópio ótico
¾ Sistema de magnificação:
31>
possibilita a visualização, ampliada fielmente, do objeto investigado.
elementos
óticos
ƒ objetivas
ƒ condensadores
ƒ oculares
ƒ planos óticos
ƒ prismas

32. O microscópio ótico
¾ O microscópio composto:
32>
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
Ob
Im1
Im2
Mt = Mob • Moc
olho

33. O microscópio ótico
¾ Características óticas das objetivas:
33>
ƒ aumento ou ampliação;
ƒ abertura numérica (NA) – define a resolução do sistema ótico;
http://micro.magnet.fsu.edu/primer/index.html
2θ: 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;

34. O microscópio ótico
¾ Lente objetiva:
34>
para a obtenção da melhor qualidade de imagem é necessário que
as aberrações óticas das lentes objetivas sejam minimizadas.
sim
B, G, R
B, G, R
plan-
apochromatic
sim
B,R
B, R
plan-fluorite
não
B,R
B, R
fluorite
sim
B, R
G
plan-achromatic
não
B, R
G
achromatic
distorção
de campo
aberração
cromática
aberração
esférica
tipo
Green:
546 nm
Blue:
486 nm
Red:
656 nm
Correções nas lentes objetivas:

35. O microscópio ótico
¾ Detalhes construtivos das objetivas:
35>
ƒ qualidade ótica
ƒ complexidade construtiva (lentes flint/crown agrupadas)
ƒ custo
http://micro.magnet.fsu.edu/primer/index.html

36. O microscópio ótico
¾ Detalhes construtivos das objetivas:
36>
Objetivas apocromáticas
http://micro.magnet.fsu.edu/primer/index.html
ƒ este tipo de objetiva se caracteriza pelas mínimas aberrações óticas.

37. O microscópio ótico
¾ Detalhes construtivos das objetivas:
37>
http://micro.magnet.fsu.edu/primer/index.html
ƒ a objetiva planacromática se caracteriza pela menor distorção de campo.

38. O microscópio ótico
¾ Especificações das objetivas:
38>
0.17
1.25
100X(oil)
0.40
0.90
50X(oil)
0.57
0.65
40X
1.30
0.40
20X
10.50
0.25
10X
PLANACHROMAT
0.18
1.25
100X(oil)
0.30
0.80
60X
0.65
0.65
40X
2.10
0.40
20X
6.10
0.25
10X
ACHROMAT
WD (mm)
NA
aumento
0.13
1.40
100X(oil)
0.15
0.95
60X
0.14
0.95
40X
1.00
0.75
20X
4.00
0.45
10X
PLANAPOCHROMAT
0.20
1.30
100X(oil)
0.30
0.90
100X
0.72
0.75
40X
2.10
0.50
20X
16.00
0.30
10X
PLANFLOURITE
WD (mm)
NA
aumento
WD – distância de trabalho (work distance)

39. O microscópio ótico
39>
¾ Lentes oculares:
Oculares
Reticulados para oculares
ampliam as imagens geradas pelas lentes objetivas, possuindo normal-
mente aumentos entre 5 a 25 vezes.
Ramsden (1735-1800) – usadas em lupas micrométricas
tipos:
Huygens (1629-1695) – mais comuns em microscópios
http://www.olympusmicro.com/primer/anatomy/oculars.html

40. O microscópio ótico
¾ Condensadores:
40>
focalizam o feixe luminoso produzido pela fonte de luz.
Dispositivo normalmente utilizado em microscópios com luz
transmitida para observação de objetos translúcidos (biologia)

41. O microscópio ótico
¾ Prismas:
41>
permitem o desvio do feixe luminoso no interior do microscópio.

42. O microscópio ótico
¾ Plano ótico:
42>
permite o desvio do feixe luminoso no interior do microscópio.

43. O microscópio ótico
43>
Microscópio ótico
ƒ sistema de magnificação
ƒ sistema de iluminação
ƒ sistema mecânico
ƒ acessórios

44. O microscópio ótico
¾ Acessórios:
44>
Reticulados

45. O microscópio ótico
¾ Acessórios:
45>
Ocular filar

46. O microscópio ótico
¾ Acessórios: câmeras digitais (CCD/CMOS)
46>
CCD (charge-coupled device)
CMOS (Complementary metal–
oxide semiconductor)

47. O microscópio ótico
¾ Acessórios: câmeras digitais (CCD/CMOS)
47>
CCD (charge-coupled device)
CMOS (Complementary metal–
oxide semiconductor)

48. Câmeras digitais (CCD/CMOS)
48>
CMOS
CCD
https://www.youtube.com/watch?v=ZwN0DT_4FhY
https://vimeo.com/103279734

49. 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/
Microscopia Óptica
49
¾ Brandon, D.; Kaplan, W. D. Microstructural Characterization of Materials, 2nd edition.
John Wiley & Sons Ltd, Chichester, 2008, 536p. ISBN 978-0-470-02785-1.
¾ Vander Voort, G. F. Metallography: Principles and Practice. ASM International,
Materials Park, 1999, 752p. ISBN 978-0-87170-672-0.
¾ https://www.doitpoms.ac.uk/
¾ http://micro.magnet.fsu.edu/primer/anatomy/anatomy.html
¾ https://www.phase-trans.msm.cam.ac.uk/abstracts/optical.html
¾ http://www.olympus-ims.com/pt/microscope/opt/
¾ http://zeiss-campus.magnet.fsu.edu/articles/basics/introduction.html
¾ Bibliografia: