Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Микроскоп.

Для получения увеличенного изображения микрообъекта используется микроскоп, который может быть представлен, как система двух собирающих линз - объектива и окуляра.

Ход лучей в микроскопе представлен на рис. 14. Так как линза обращена к объекту, она получила название ОБЪЕКТИВ; линза получила название ОКУЛЯР (от слова oculus-глаз), т.к. она обращена к глазу наблюдателя.

 

 

Рис. 14

 

Предмет помещается между фокусом и двойным фокусом объектива. Действительное, увеличение и перевернутое изображение предмета находится в положении . Окуляр располагается таким образом, чтобы изображение находилось в фокальной плоскости окуляра (точнее, чуть ближе к окуляру). В этом случае окуляр является лупой (рис. 12).

ЛИНЕЙНОЕ УВЕЛИЧЕНИЕ ОБЪЕКТИВА МИКРОСКОПА определяется как отношение линейных размеров изображения к линейным размерам объекта.

, (9)

где - расстояние от оптического центра объектива до изображения, а - расстояние от предмета до оптического центра объектива (рис. 14). Так как предмет располагается от объектива па расстоянии чуть большем его фокусного расстояния, то в (9) можно заменить на . Получим

. (10)

Окуляр микроскопа, как уже было сказано, представляет собой лупу. Линейное увеличение лупы определяется по формуле

, (11)

где D - расстояние наилучшего зрения (D =250 мм), - фокусное расстояние окуляра.

Суммарный коэффициент увеличения оптической системы равен произведению коэффициентов увеличения отдельных её частей.

Таким образом, для коэффициента увеличения микроскопа получаем следующее выражение:

. (12)

Так как изображение должно лежать весьма близко к главному фокусу окуляра, а фокусное расстояние объектива обычно мало, то с достаточной степенью точности можно считать равным расстоянию между верхним фокусом объектива и нижним фокусом окуляра; это расстояние называется ОПТИЧЕСКОЙ ДЛИНОЙ МИКРОСКОПА.

Таким образом, для коэффициента увеличения микроскопа получаем окончательное выражение:

. (13)

Эта величина получила название ЛИНЕЙНОЕ УВЕЛИЧЕНИЕ МИКРОСКОПА.

ОБЪЕКТИВНОЕ УВЕЛИЧЕНИЕ МИКРОСКОПА определяется формулой:

. (14)

Таким образом, мы видим, что если плоскость расположения объекта совпадает с плоскостью изображения, то субъективное увеличение оказывается равным линейному увеличению.

 

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЙ.

 

Если знать с большой точностью коэффициент увеличения объектива микроскопа К1, и измерить размер изображения А2В2 = b, то размер объекта А1В1 = а можно определить по формуле:

а = b/ К1. (15)

Из формулы (1) следует, что прежде чем определить размеры объекта, надо найти увеличение объектива микроскопа. Для определения увеличения объектива микроскопа К1 надо решить обратную задачу. Зная линейные размеры калиброванного объекта а0 и измерив изображение этого объекта b0, полученное в объективе микроскопа, можно найти коэффициент увеличения объектива микроскопа К1 по формуле:

К1 = b0/a0. (16)

В качестве объекта для определения увеличения объектива микроскопа К1 используют объект-микрометр, который представляет собой металлическую пластинку с укрепленным в ней стеклянным окошком. На стекле нанесена шкала, показанная на рис. 15. Длина шкалы 1 мм, цена деления шкалы a = 0,01 мм.

 

 

 


Рис. 15

 

Для определения линейных размеров объекта используют винтовой окулярный микрометр, который одевается на тубус микроскопа вместо окуляра. Винтовой окулярный микрометр состоит из окуляра и отсчетного устройства. Внешний вид окуляра показан на рис 16.

Кожух (1) соединен с хомутом (2), который одевается на тубус микроскопа и закрепляется винтом (3) с накаткой. Окуляр (4) имеет 15-тикратное увеличение (К2 = 15). В поле зрения окуляра находится шкала отсчетного устройства, смонтированного в кожухе (1) (рис.17). Шкала из восьми делений нанесена на неподвижную стеклянную пластинку и имеет цену деления 1 мм. Перекрестье и вертикальная двойная риска нанесены на подвижную стеклянную пластинку, связанную с микровинтом (5). При повороте микровинта на один полный оборот перекрестье с двойной визирной риской перемещается по шкале на одно деление (1 мм). Барабан винта снабжен лимбом, разбитым на 100 делений. Таким образом, при повороте микровинта на одно наименьшее деление лимба перекрестье перемещается на 0,01 мм.

 

 

 

 

 

 

3

 

Рис. 16

 

 

0 1 2 3 4 5 6 7 8

 

 

Рис. 17

Отсчет по шкале окулярного микрометра производят следующим образом. Вращением окуляра (4) за накатанную часть добиваются резкого изображения шкалы и перекрестья. Помещают объект на предметный столик и получают его резкое изображение. Это изображение проектируется на плоскость измерительной шкалы окулярного микрометра. Так как окуляр микрометра увеличивает в 15 раз и шкалу и изображение объекта, полученное в объективе микроскопа, то дополнительного увеличения в размер изображения он не вносит. Вращением микровинта подводят перекрестье к точке на изображении объекта, отсчет для которой хотят взять. По линейной шкале в поле зрения окуляра отсчитывают число целых миллиметров, а по лимбу барабана - число сотых долей миллиметра. Полный отсчет по окулярному микрометру складывается из отсчета по неподвижной шкале и отсчета по лимбу барабана микровинта.

Для того, чтобы с помощью окулярного микрометра измерить расстояние между двумя точками на изображении объекта, надо взять разность отсчетов по шкале для этих двух точек. Перемещение перекрестья шкалы при этом должно происходить параллельно линии, размеры которой определяем. Точность определения линейных размеров с помощью окулярного микрометра равна цене наименьшего деления на лимбе микрометра, т.е. 0,01 мм.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

 

Задание 1. Определение увеличения объектива микроскопа.

1.Установите резкое изображение шкалы окулярного микрометра вращением окуляра (4) (рис. 16)

2.Установите на предметный столик объект-микрометр так, чтобы стеклянное окошко со шкалой оказалось в поле зрения объектива микроскопа. Поднимая и опуская тубус микроскопа, добейтесь того, чтобы в окуляре на фоне шкалы окулярного микрометра появилось четкое изображение шкалы объект-микрометра (рис. 15). Необходимо учесть, что деления шкалы объект-микрометра должны быть параллельны делениям шкалы окулярного микрометра.

3.Измерьте с помощью окулярного микрометра размер изображения произвольно взятого количества делений Z на объект-микрометре. Для этого установите перекрестье окулярного микрометра на одно из делений шкалы объект-микрометра и сделайте отсчет N1, переместите перекрестье на Z делений шкалы объект-микрометра и сделайте отчет N2. Разность отсчетов N2 - N1 = DN = b0 равно длине изображения Z делений объект-микрометра. Результаты измерений занесите в таблицу 1

4.Рссчитайте линейное увеличение объектива микроскопа по формуле

K1 = b0/ a0 =(N2 - N1)/Za,

где a - цена деления объект-микрометра, произведение Za = а0 равно истинной длине Z делений шкалы объект-микрометра.

5.Измерения произвести 5 раз и найти среднее значение величины K1.

6.Для одного из измерений найдите погрешность измерения увеличения объектива микроскопа.

 

Задание 2. Измерение линейных размеров микрообъекта.

1.Выбрав в качестве объекта измерений любой малый предмет, например, волос или тонкую проволоку, поместите его на предметный столик.

2.Получите резкое изображение исследуемого предмета (волоса), убедитесь в том, что волос в поле зрения расположен параллельно рискам отсчетной шкалы окулярного микрометра. В противном случае, ослабив винт (3) (рис. 16), поверните окулярный микрометр так, чтобы риски оказались параллельными волосу. Совместив с помощью микровинта перекрестье сначала с левой границей изображения волоса (отсчет N1), а затем с правой границей (отсчет N2), определите разность отсчетов N2 - N1 = b. Эта разность равна толщине изображения волоса.

3.Измерив толщину изображения волоса и зная увеличение объектива микроскопа K1, рассчитайте истинную толщину волоса по формуле

а = b/K1.

4.Измерения проводить не менее трех раз. Для любого измерения определить погрешность измерения толщины волоса методом косвенного определения величины.

 

Таблица 1.

№ п/п N1 Z N2 b0 a0 K1
             
             
             
             
             

Вопросы для допуска к работе.

 

1. Что называется увеличением.

2. Поясните формулу для расчета увеличения объектива.

3. Какие приборы используются в работе и для чего?

4. Определите цены делений шкал, используемых измерительных приборов.

5. Поясните принцип снятия отсчетов.

 

Вопросы к защите работы.

1. Ход лучей в собирающих и рассеивающих линзах.

2. Ход лучей в микроскопе.

3. Роль объектива и окуляра. Какие простейшие оптические приборы работают так же как эти две линзы?

4. Субъективное и объективное увеличение.

5. Устройство окулярного микрометра и его назначение.

6. Описание метода измерений.

7. Ход работы.

 

Методические указания к лабораторной работе по разделу “Оптика”. “Определение линейных размеров микрообъектов с помощью микроскопа”.

 

 

Автор: к.ф-м.н. Родэ Сергей Витальевич

 

Лицензия ЛР №021296 от 18.06.1998

Подписано к печати.................. № заказа............

Формат 60 х 88 1/16 МГУДТ, 113806

Бумага....................... ул. Садовническая, 33

Печать офсетная Типография МГУДТ, 113806

Объем в усл. печ. л................. ул. Садовническая, 33

Тираж..............экз.

 

 




Дата добавления: 2015-01-07; просмотров: 56 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.012 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав