Meccanismi di contrasto: Microscopia ottica
Imaging
Technique
Brightfield
(contrasto di ampiezza)
Darkfield
(contrasto di diffrazione)
Contrasto di fase
Tecniche speciali
solo in trasmissione
Imaging (mapping)
Technique
Differential Interference Contrast
(DIC)
Hoffman Modulation Contrast
Oblique Illumination
Polarizzazione
Rheinberg Illumination
Dispersion Staining
Fluorescenza
Campo chiaro (Bright Field, BF)
È la tecnica “normale”: l’obbiettivo raccoglie tutta la luce che è
trasmessa o riflessa dal campione.
È basata sull’assorbimento della luce (o di alcune lunghezze d’onda)
maggiore o minore da parte di aree diverse del campione che quindi
risultano più o meno chiare (o di colore diverso).
Quindi è una tecnica che si basa direttamente sul contrasto di
intensità (o di colore).
Per questo si chiama contrasto di ampiezza (l’intensità è il quadrato
dell’ampiezza dell’onda).
Campo scuro (Dark Field, DF)
È la tecnica per oggetti che
assorbono poco ma diffondono:
l’obbiettivo raccoglie solo la luce
che diffusa dal campione.
L’illuminazione è fatta in modo
tale che la luce che illumina il
campione non entra nell’obiettivo.
Risultano quindi chiari solo gli
oggetti che diffondono, mentre il
fondo risulta scuro.
Contrasto di polarizzazione
È la tecnica per oggetti birifrangenti: il
fascio ordinario e straordinario
acquistano una differenza di fase
diversa per tipi diversi di cristalli e
dipendente dallo spessore. La loro
interferenza produce colori che
permettono di identificare i diversi
cristalli.
L’anisotropia che genera
birifrangenza può essere intrinseca
al materiale o indotta da stress
Immagini ortoscopiche
Contrasto di fase
È la tecnica per oggetti trasparenti e che
non diffondono. Nell’attraversamento del
campione la luce subisce però un
cambiamento di fase che può venir
sfruttato per creare interferenza con il
fascio diretto.
Applicato p.es. per il conteggio delle
fibre di amianto
Differential Intereference Contrast (DIC)
Microscopia ottica: rapporto campione meccanismo
Specimen
Type
Imaging
Technique
Specimen
Type
Transmitted Light
Imaging
Technique
Reflected Light
Transparent Specimens
Phase Objects
Bacteria, Spermatozoa,
Cells in Glass Containers,
Protozoa, Mites, Fibers, etc.
Phase Contrast
Differential Interference Contrast
(DIC)
Hoffman Modulation Contrast
Oblique Illumination
Specular (Reflecting) Surface
Thin Films, Mirrors
Polished Metallurgical Samples
Integrated Circuits
Brightfield Illumination
Phase Contrast, DIC
Darkfield Illumination
Light Scattering Objects
Diatoms, Fibers, Hairs,
Fresh Water Microorganisms,
Radiolarians, etc.
Rheinberg Illumination
Darkfield Illumination
Phase Contrast and DIC
Diffuse (Non-Reflecting) Surface
Thin and Thick Films
Rocks and Minerals
Hairs, Fibers, and Bone
Insects
Brightfield Illumination
Phase Contrast, DIC
Darkfield Illumination
Light Refracting Specimens
Colloidal Suspensions
powders and minerals
Liquids
Phase Contrast
Dispersion Staining
DIC
Brightfield Illumination
Darkfield Illumination
Amplitude Specimens
Stained Tissue
Naturally Colored Specimens
Hair and Fibers
Insects and Marine Algae
Amplitude Surface Features
Dyed Fibers
Diffuse Metallic Specimens
Composite Materials
Polymers
Brightfield Illumination
Polarized Illumination
Fluorescent Specimens
Cells in Tissue Culture
Fluorochrome-Stained Sections
Smears and Spreads
Fluorescence Illumination
Birefringent Specimens
Mineral Thin Sections
Hairs and Fibers
Bones and Feathers
Single Crystals
Oriented Films
Fluorescent Specimens
Mounted Cells
Fluorochrome-Stained Sections
Smears and Spreads
Fluorescence Illumination
Birefringent Specimens
Mineral Thin Sections
Liquid Crystals
Melted and Recrystallized Chemicals
Hairs and Fibers
Bones and Feathers
Polarized Illumination
Trasmissione
Riflessione
Scansione
A cosa è dovuto l’ingrandimento nel SEM?
Esempio
300mm
300m
Risoluzione max
300m/600pixel 0.5 m/pixel
Nessuna informazione può essere ottenuta sulla
struttura interna del pixel sul campione
Ingrandimento
300mm/300m 1000 X
Il numero di pixel nello schermo e la dimensione
dell’area scansionata definiscono la dimensione
dell’area del campione corrispondente ad un
pixel, cioè la risoluzione.
L’ingrandimento è il rapporto tra la lunghezza
della linea sullo schermo e quella sul campione.
La risoluzione ha un limite inferiore nella
dimensione del fascio.
fascio
Area sul campione
corrispondente a un pixel
Ingrandimento a vuoto
(oltre la massima risoluzione)
Specimen
Image
Mag=1
Mag=3
Differenza importante tra TEM e SEM
• Ricordando che: il coefficiente di aberrazione sferica aumenta con la
lunghezza focale delle lenti e questi due numeri hanno lo stesso ordine
di grandezza (Cs ~ f/2)
• Il TEM analizza piccoli campioni posti tra i pezzi polari della lente
obiettivo, che quindi può essere operata a lunghezza focale molto
piccola con (relativamente) piccoli valori del coefficiente di aberrazione
alta risoluzione possibile
(conseguenza secondaria: più alta è la risoluzione, minore spazio c’è per orientare il
campione o per accessori vari).
• Nel SEM grandi campioni sono posti fuori dalla lente obiettivo che è
operata a grandi lunghezze focali
limitata risoluzione
(per raggiungere alte risoluzioni esistono SEM speciali, in cui piccoli campioni sono
inseriti nelle lenti; sono necessari anche rivelatori speciali)
