AKADEMIA TECHNICZNO-ROLNICZA W BYDGOSZCZY WYDZIA MECHANICZNY |
|
LABORATORIUM: fizyki
|
|
wiczenie nr 29 Temat: Wyznaczenie powikszenia mikroskopu i pomiar maych odlegoci.
|
|
Imi i nazwisko: Rafa Politowicz Studium in�. Semestr III Grupa E Data: 15.11.96 |
|
Tabela pomiarowa:
Lp. |
Powikszenie obiektywu |
n[mm] |
l1[mm] |
l2[mm] |
K |
|
|
|
|
|
|
Wprowadzenie:
Mikroskop, jak sama nazwa wskazuje (mikros - may, skopeo - patrz), suy do obserwacji maych przedmiot�w i szczeg��w niewidocznych goym okiem. Mikroskop jest urzdzeniem zbudowanym z ukadu soczewek. Obserwowany przedmiot AB (patrz rysunek) umieszcza si w odlegoci nieco wikszej ni ogniskowa przedmiotowa soczewki dodatniej Ob, zwanej obiektywem. Rzeczywisty, odwr�cony i powikszony obraz A'B' tego przedmiotu tworzy si w paszczynie ogniskowej przedmiotowej drugiej soczewki skupiajcej Ok, zwanej okularem. Soczewka ta odgrywa rol lupy. Dawany przez ni ostateczny obraz A''"B''" tworzy si w nieskoczonoci. Jest on pozorny i odwr�cony wzgldem przedmiotu AB.
Ok
Ob
B
F1 F2 A' F0
A
B'
B''"
Powikszenie obrazu A''"B''" jest iloczynem powiksze obiektywu i okulara i wyraa si wzorem:
K=k1k2
Powikszenie obiektywu k1 wyraa si stosunkiem odlegoci obrazu od soczewki do odlegoci przedmiotu od soczewki obiektywu. Odlego obrazu jest r�wna w przyblieniu odlegoci L, natomiast odlego przedmiotu jest r�wna w przyblieniu ogniskowej f1.
Dla okularu:
gdzie:
S - odlego dokadnego widzenia
f2 - ogniskowa okularu
Ostatecznie powikszenie cakowite mikroskopu wynosi:
Zdolno rozdzielcza mikroskopu:
Stosowanie coraz to wikszych powiksze mikroskopu pozwala aby w obrazie ogldanego przedmiotu nawet najmniejsze odlegoci byy rozpatrywane jako odstpy wyranie zaznaczonych punkt�w, ale tylko do pewnych granic. Nawet najstaranniej skorygowane obiektywy posiadaj ograniczon zdolno rozdzielcz, tzn. pozwalaj na rozr�nienie w otrzymanym obrazie tylko okrelonej, nominalnej odlegoci dmin dw�ch punkt�w przedmiotu. Ta minimalna jeszcze rozr�nialna odlego w mikroskopie, jest miar jego zdolnoci rozdzielczej. Przyczyn tego stanu rzeczy jest falowa natura wiata.
Warunkiem utworzenia przez mikroskop obrazu rzeczywistego jakiego punktu A przedmiotu jest zebranie w jednym punkcie conajmniej dw�ch zaamanych promieni wchodzcych do obiektywu i zgodnych w fazie. Takimi promieniami bd:
promie pierwotny nieugity,
promie ugity pierwszego rzdu
Aby promienie te wzmocniy si przy spotkaniu w jednym punkcie musi by spenione r�wnanie siatki dyfrakcyjnej:
"=dsin1
gdzie:
1 - kt ugicia 1 rzdu, a zarazem poowa kta 2, pod jakim widziany jest obiektyw z punktu A.
R�wnanie to okrela miar zdolnoci rozdzielczej mikroskopu, wynika z niego, e:
gdzie:
- dugo fali w powietrzu
Jeeli midzy obiektyw i obserwowany przedmiot wprowadzimy orodek o wsp�czynniku zaamania n wzgldem powietrza, to do powyszego wzoru trzeba wprowadzi zamiast zmienn dugoci fali 0 (
) i otrzymamy w�wczas:
Z r�wnania tego wida, e o zdolnoci rozdzielczej mikroskopu decyduje wyraenie:
A=nsin
zwane apertur numeryczn obiektywu, kt 2 nazywany jest ktem otworu obiektywu. W wyidealizowanym przypadku kt 2"180�, a co za tym idzie maksymalna zdolno rozdzielcza :
Zwikszenie apertury przyczynia si nie tylko do powikszenia zdolnoci rozdzielczej mikroskopu, lecz r�wnie do zwikszenia jasnoci otrzymanego obrazu. Aby m�c wykorzysta pen zdolno rozdzielcz przyrzdu, naley zastosowa kondensator (urzdzenie owietlajce).
Zastosowanie mikroskopu do pomiaru maych odlegoci:
Dla zmierzenia dugoci maego odcinka umieszcza si w paszczynie pierwszego, rzeczywistego obrazu, dowoln podziak nakrelon na pytce szklanej tzw. skal okularu. W mikroskopie wida w�wczas jednakowo ostro powikszony obraz maego odcinka i obraz podziaek skali i mona policzy, ile podziaek przypada na dany odcinek. Aby przeliczy podziaki okularu na milimetry, naley na wstpie przeprowadzi cechowanie okularu.