POLITECHNIKA POZNAŃSKA PROWADZĄCY:

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA

dr inż. Marek Juszczak

mgr inż. Michał Szymański

mgr inż. Łukasz Amanowicz

Systemy Ochrony Powietrza – Ćwiczenia Laboratoryjne 2

TEMAT ĆWICZENIA:

Badanie składu pyłu za pomocą mikroskopu optycznego.

OSOBY WYKONUJĄCE ĆWICZENIE: GRUPA:

GRUPA DZIEKAŃSKA

1. .......................................................................... ..........

.................................

2. ..........................................................................

..........

DATA WYKONANIA

3. ..........................................................................

..........

4. ..........................................................................

..........

.................................

5. ..........................................................................

..........

OCENA

6. ..........................................................................

..........

7. ..........................................................................

..........

v. 10-2010

www.ee.put.poznan.pl

Sprawozdanie zostanie wypełnione i oddane w trakcie zajęć (należy uzupełnić opis stanowiska pomiarowego, wyniki pomiarów i obliczeń, uwagi i wnioski).

1. Wykonanie

ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zbadanie próbki pyłu pod względem wielkości i kształtu jego cząsteczek, za pomocą mikroskopu optycznego.

2. Zadania

do

wykonania.

2.1. Zapoznanie

się z zasadą działania śruby mikrometrycznej

Śruba mikrometryczna jest przystawką montowaną do mikroskopu optycznego, umożliwiającą pomiar odległości na obserwowanym preparacie.

W polu widzenia mikroskopu z zamontowaną śrubą mikrometryczną na tle preparatu widoczne są linie krzyża pomiarowego śruby oraz pierwsza (gruba) podziałka śruby, w postaci linijki ze strzałką pomiarową (dwie równoległe linie) ułożonej pod kątem 45° do linii krzyża pomiarowego. Druga (dokładna) podziałka śruby znajduje się na pokrętle śruby.

Pomiar odległości powinien być wykonywany wzdłuż jednej z linii krzyża pomiarowego, poprzez przesunięcie równoległe drugiej linii. Polega on na odczytaniu dwóch położeń śruby (pierwsza cyfra z podziałki grubej, dwie kolejne z podziałki na pokrętle) na początku i na końcu przesunięcia.

Obracając śrubę mikrometryczną wokół osi okularu można mierzyć odległości w dowolnie wybranym kierunku. Niewielkie pokrętło z boku okularu służy do zablokowania możliwości obrotu śruby wokół

osi okularu w trakcie pomiaru (powinno być lekko dokręcone).

Przykład 1:

W celu wyznaczenia stałej śruby mikrometrycznej należy umieścić pod mikroskopem preparat z linijką mikrometryczną (pozioma linijka na rys. a). Dla ułatwienia znalezienia linijka mikrometryczna jest umieszczona w okręgu. Linijkę najłatwiej znaleźć pod najmniejszym powiększeniem (soczewka ×5), po ustawieniu linijki w centrum pola widzenia należy zmienić soczewkę na ×10 i przy tym powiększeniu dokonywać wszystkich odczytów.

Ustawić śrubę w położeniu zerowym (zero na linijce w polu widzenia i na pokrętle) i przesuwając stolikiem mikroskopu doprowadzić do pokrycia się pionowej linii krzyża pomiarowego z jedną z dziesiętnych linii na linijce mikrometrycznej (rys. a). Zablokować możliwość obrotu śruby wokół osi okularu i odczytać początkowe położenie śruby (powinno być S1 = ‘000’).

a)

b)

Następnie należy przesunąć krzyż pomiarowy w prawo o wybraną odległość (odczytaną z linijki mikrometrycznej) i odczytać końcowe położenie śruby S2 = ‘_ _ _ ’. Im większa odległość zmierzona na preparacie, tym większa dokładność względna pomiaru.

Różnica pomiędzy dwoma położeniami śruby posłuży do wyznaczenia stałej śruby mikrometrycznej, według wzorów przedstawionych w punkcie 2.2.

2

Przykład 2:

W celu pomiaru poziomego wymiaru cząstki pyłu widocznej pod mikroskopem należy najpierw ustawić krzyż pomiarowy śruby w taki sposób, aby linia pozioma była ustawiona równolegle do linii pomiaru, a linia pionowa pokrywała się z krawędzią mierzonej cząstki (rys. c). W tym momencie należy zablokować możliwość obrotu śruby wokół osi okularu.

Następnie należy odczytać początkowe położenie śruby - pierwsza cyfra to mniejsza wartość z tych linii na zgrubnej podziałce, pomiędzy którymi znajduje się strzałka (w przykładzie ‘2’), kolejne dwie należy odczytać z pokrętła.

c)

d)

Następnie należy przesunąć krzyż pomiarowy do położenia, w którym linia pionowa pokrywa się z przeciwległą krawędzią mierzonej cząstki pyłu (rys. d), i ponownie odczytać położenie śruby (w przykładzie ‘5 _ _’).

Różnica pomiędzy odczytami jednoznacznie określa odległość zmierzoną na preparacie (sposób jej przeliczenia na μm omówiono w punkcie 2.2).

Po odpowiednim obróceniu śruby mikrometrycznej wokół osi okularu można mierzyć dowolne odległości na preparacie mikroskopowym.

3

2.2. Wyznaczenie

stałej śruby mikrometrycznej

Stała śruby mikrometrycznej jest to wartość, o jaką należy pomnożyć wielkość przesunięcia odczytaną ze śruby mikrometrycznej aby uzyskać odległość zmierzoną na preparacie.

Wyznacza się ją w oparciu o pomiar odległości na specjalnym preparacie (szkiełko z naniesioną linijką mikrometryczną, jedna działka to 10 [μm] = 0,00001 [m]).

Stałą śruby obliczamy z poniższego równania:

L

1)

S =

× P

S

S

Δ

gdzie:

SS - stała śruby mikrometrycznej [μm]

L - odległość zmierzona na linijce preparatu [μm]

ΔS - różnica dwóch odczytów ze śruby mikrometrycznej [-]

P - powiększenie, przy którym dokonywane jest wyznaczenie stałej śruby mikrometrycznej (tubus × soczewka × okular śruby) [-]

Wyznaczywszy stałą śruby można obliczyć wymiar dowolnej odległości zmierzonej na preparacie.

S × S

Δ

2) D

S

=

P

gdzie:

D - odległość zmierzona na preparacie [μm]

SS - stała śruby mikrometrycznej [μm]

ΔS - różnica dwóch odczytów ze śruby mikrometrycznej [-]

P - powiększenie przy którym dokonywany jest pomiar (tubus × soczewka × okular śruby) [-]

Wyznaczenie stałej śruby mikrometrycznej polega na co najmniej pięciokrotnym odczytaniu wybranej wielkości przesunięcia ‘ΔS’ (dla przesunięcia nie mniej niż 300 μm), przy czym każdy pomiar powinien zaczynać się w innym położeniu śruby (nie tylko zerowym jak w przykładzie 2.) i obliczeniu średniej arytmetycznej z tych pomiarów. Każdą parę odczytów powinna dokonywać inna osoba z grupy.

2.3. Przygotowanie preparatu pomiarowego

Na szkiełko mikroskopowe nanieść niewielką ilość pyłu, nadmiar wsypać z powrotem do naczynia. Tak przygotowaną próbkę umieścić pod mikroskopem przy powiększeniu P = 225

(soczewka ×10).

2.4. Wykonanie

pomiaru

Ze względu na ograniczony czas zajęć przeanalizowane zostanie tylko jedno pole widzenia.

Należy wybrać takie pole widzenia, w którym znajduje się co najmniej 20 cząsteczek pyłu.

Każda osoba w grupie powinna zmierzyć wymiary co najmniej trzech wybranych cząsteczek pyłu, dla każdej z nich dwa wymiary, ‘dłuższy’ i ‘krótszy’. W sumie należy opisać nie mniej niż 20 cząsteczek.

4

3.

Opis stanowiska pomiarowego

4. Przebieg

ćwiczenia

5

5.

Wyniki pomiarów i obliczeń

5.1. Stała śruby mikrometrycznej

LP S1

S2

ΔS

L P SS

[-]

[-] [-] [-] [μm]

[-]

[μm]

1

2

3

4

5

6

Wartość średnia:

5.2. Analiza

wybranego

pola

widzenia

Rysunek 1. Szkic pola widzenia mikroskopu (numeracja ziaren pyłu zgodna z numeracją w tabeli).

6

Tabela 1. Wymiary cząstek zmierzone na preparacie.

LP

-

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

7

6. Uwagi

i

wnioski

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8