Ćwiczenie O4

MIKROSKOP – POMIAR MAŁYCH ODLEGŁOŚCI

Cel ćwiczenia

• Wyznaczenie powiększenia obiektywu mikroskopu

• Pomiar małych odległości

I. Powiększenie obiektywu mikroskopu

Powiększenie liniowe obiektywu mikroskopu definiujemy jako stosunek długości obrazu L0

do długości przedmiotu L :

p= L0 / L

(1)

Do wyznaczenia powiększenia mikroskopu jako przedmiotu o znanych rozmiarach używamy mikroskali. Mikroskalą jest szkiełko z podziałką o dokładności 0,01 mm.

Pomiaru długości obrazu dokonujemy za pomocą programu Ulead Photo Explorer 7,0 SE

(UPE).

Na obrazie mikroskali zaznaczamy wybraną liczbę działek. Otrzymujemy długość obrazu L0 w jednostkach skali komputera. Powiększenie obiektywu mikroskopu znajdujemy ze wzoru (1) wstawiając za L liczbę działek mikroskali.

II. Pomiar małych odległości

Długość mierzonego obiektu d wyznacza się mierząc długość jego obrazu d0.

Wykorzystujemy do tego celu program UPE. Obliczenie powiększenia ze wzoru (1) umożliwia znalezienie długości mierzonego przedmiotu z zależności: d = d0 / p

(2)

gdzie:

d0 = n 0,01mm – długość obrazu przedmiotu

n - długość obiektu ( liczba działek ) zmierzona za pomocą programu komputerowego

Układ pomiarowy

• Mikroskop laboratoryjny

• Komputer z oprogramowaniem umożliwiającym analizę obrazu otrzymanego w mikroskopie

Przebieg pomiarów

1. Wyznaczenie powiększenia obiektywu mikroskopu

1. Ustaw rewolwer obiektywów na najmniejszym powiększeniu (*9) i załóż okular o najmniejszym powiększeniu (*7).

2. Włącz oświetlenie elektryczne mikroskopu.

3. Na stoliku mikroskopu umieść mikroskalę. Obserwując obiektyw z boku opuść tubus mikroskopu nad powierzchnię mikroskali. Uważaj , nie zgnieć mikroskali! Patrząc przez okular podnoś tubus ku górze tak, aby uzyskać ostry obraz mikroskali.

4. Wyjmij okular i załóż PC-okular, którego końcówka połączona jest z komputerem.

5. Uruchom program UPE – upewnij się, czy na ekranie widzisz obraz mikroskali.

- wybierz”Video”, „Capture Still Image”, “Live View”

- uruchom “Capture Now” (włączone “Single Image Capture”), obraz mikroskali zostaje zapisany jako “frame000.....”-zapamiętaj numer,

- „Close”.

6. Uruchom program „Image J”- wybierz „Straight Line Selections”

6.a. - wybierz „File’, następnie „Open” - zapisany obraz mikroskali „frame000...”- na ekranie pojawi się obraz mikroskali - nie zmieniaj rozmiaru okna!

6.b. - na obrazie mikroskali zaznacz lewym przyciskiem myszy wybraną liczbę działek (np. 40 )

6.c. - wybierz „Analyse”, „Measure” – w tabeli „Results” otrzymasz zapisaną długość obrazu w działkach (n)

7. Kilkakrotnie (około dziesięciu razy) powtórz procedurę z punktów 6.b,c. dla różnej liczby działek mikroskali.

8. Wyniki zapisz w tabeli:

L

L0

p

II. Pomiar małych odległości

1. PC-okular zastąp okularem (*7).

2. Badany obiekt umieść na stoliku mikroskopu. ( Między szkiełkiem podstawkowym a nakrywkowym możesz np. położyć włos – rodzaj mierzonego obiektu należy uzgodnić z nauczycielem opiekującym się zespołem ).

3. Znajdź ostry obraz mierzonego przedmiotu.

4. Zamień okular na PC-okular

- wybierz „Video”, „Capture Still Image”,

- “Capture Now” – na zdjęciach na ekranie znajdź nazwę zapisanego obrazu,

“Close”.

5. Wróć do programu „Image J”

-

z „File” otwórz obraz mierzonego obiektu

-

zaznacz długość zaleconego przedmiotu i wykonaj pomiar kilkakrotnie ( uzgodnij z prowadzącym) zgodnie z punktem I.6.c., powtórz pomiary uzgodnioną liczbę razy dla wszystkich wskazanych elementów.

6. Sporządź tabelę i umieść w niej wyniki pomiarów.

Opracowanie wyników pomiarów

1. Oblicz powiększenie obiektywu mikroskopu ze wzoru (1) dla każdego wykonanego pomiaru.

2. Oblicz wartość średnią powiększenia mikroskopu.

3. Oblicz błąd ∆pα stosując metodę Studenta z założonym poziomem ufności α = 0,95.

4. Wynik końcowy zapisz w postaci

p = pśr ± ∆pα

5. Oblicz długości mierzonych obiektów ze wzoru (2). Podaj przykładowe obliczenia.

6. Oblicz wartość średnią długości każdego mierzonego obiektu oraz błąd wartości średniej ∆dα z poziomem ufności 0,95 według rozkładu Studenta.

7. Wynik przedstaw w postaci

d = dobl ± ∆dα

8. Przedstaw wnioski wynikające z przeprowadzonych pomiarów.

Wymagania

-

budowa mikroskopu i powstawanie obrazu w mikroskopie

-

powiększenie liniowe i kątowe

-

wyznaczanie powiększenia mikroskopu

-

zdolność rozdzielcza mikroskopu

Literatura

1. Karniewicz J., Sokołowski T., Podstawy fizyki laboratoryjnej, PŁ, Łódź 1993

2. Skorko M., Fizyka, PWN, Warszawa 1973

3. Resnick R., Halliday D., Fizyka, t.II, PWN, Warszawa 1980