FIZ29(1), AKADEMIA TECHNICZNO-ROLNICZA W BYDGOSZCZY

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]

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.

F₁ F₂ A' F₀

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 d_min 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.