Piotr Jankowiak gr. C 19. 04. 2000 r.

WM sem. IV ( mgr )

Ćwiczenie nr 29.

Temat: Wyznaczanie powiększenia obiektywu i mikroskopu, pomiary małych przedmiotów.

Dla obiektywu 5 / 0,15 (1) dla obiektywu 10 (2)

Nr pomiaru	L2 mm	n	k	εi	εi^2	L2 mm	n	k	εi	εi^2
1	4	13	6,15	0,05	0,0025	2	3	13,33	0,46	0,2116
2	2	6	6,67	-0,47	0,2209	3	5	12,0	-0,87	0,7569
3	3	10	6,0	0,2	0,04	4	6	13,33	0,46	0,2116
4	5	16	6,25	-0,05	0,0025	5	8	12,5	-0,37	0,1369
5	6	20	6,0	0,2	0,04	6	9	13,33	0,46	0,2116
6	8	26	6,15	0,05	0,0025	7	11	12,73	-0,14	0,0196

k_{śr 1} = 6,20 ; l₁ = 0,0645 mm

k_{śr 2} = 12,87 ; l₂ = 0,0637 mm

d = 0,05 mm - wielkość jednej podziałki płytki wzorcowej

Δd = 0,025 mm

Budowa mikroskopu.

Zadaniem takich przyrządów jak lupa i mikroskop jest zwiększenie kąta widzenia. Powiększeniem kątowym nazywamy wielkość:

W = kąt widzenia przy pomocy przyrządu / kąt widzenia bez przyrządu.

Mikroskop składa się z dwóch układów soczewek: obiektywu i okularu. Dodatkowy układ - kondensator służy do oświetlania przedmiotu. Okular i obiektyw znajdują się na dwóch końcach metalowej rury zwanej tubusem T. Sam tubus zamocowany jest na statywie H i za pomocą układu kół zębatych może być przesuwany w kierunku pionowym. Istnieją dwa układy do przesuwania tubusa: zgrubny Z powodujący szybki przesuw oraz precyzyjny P przesuwający tubus bardzo precyzyjnie. Zazwyczaj jeden obrót pokrętła przesuwa tubus o 0,01 mm. Dodatkowo na pokrętle precyzyjnym znajduje się skala dzieląca cały obrót na 100 części. Poniżej tubusa znajduje się stolik, na stałe połączony ze statywem.

Obiektyw i okular są złożonym układem optycznym, w którym do max. skompensowano wpływ wad soczewek, a więc w pierwszym rzędzie aberracji sferycznej i chromatycznej. Stosując mikroskop musimy pamiętać, że istotną rolę w tworzeniu obrazu odgrywa również samo oko.

Przedmiot OA znajduje się w niewielkiej odległości za ogniskiem obiektywu stąd obiektyw daje obraz powiększony, rzeczywisty i odwrócony O₁A₁ zwany obrazem pośrednim. Obraz ten stanowi przedmiot dla okularu i znajduje się między ogniskiem i okularem. Okular daje więc obraz pozorny, prosty i powiększony mniej więcej w odległości dobrego widzenia od okularu. Obraz ten stanowi przedmiot O₂A₂ dla soczewki oka. Na siatkówce S powstaje więc obraz O₃A₃ rzeczywisty i odwrócony względem przedmiotu. Okular może równocześnie służyć do oglądania dodatkowego przedmiotu umieszczonego w przybliżeniu w miejscu, w którym znajduje się obraz O₁A₁. Przedmiotem tym może być nić pajęcza lub też naniesiona na przeźroczystym szkle skala zwana skalą okularową, która może służyć do pomiaru wymiarów liniowych małych przedmiotów. Okular zaopatrzony w mikromierz przesuwający krzyż z nici pajęczych nazywamy okularem mikrometrycznym.

Bieg promieni w mikroskopie.

Dla omawianego przypadku powiększenie obiektywu zdefiniowane jest stosunkiem wielkości obrazu O₁A₁ do wielkości przedmiotu OA wyniesie więc:

gdzie:

a - odległość przedmiotu od ogniska obiektywu,

b - odległość obrazu pośredniego od soczewki okularu.

Odległość obrazu O₂A₂ uzyskanego w okularze wynosi w przybliżeniu b' = δ, a odległość przedmiotu O₁A₁ wynosi a' = f₂. Stąd powiększenie okularu wynosi:

.

Powiększenie całego mikroskopu wyrazi się wzorem:

.

Wynika więc, że powiększenie mikroskopu jest iloczynem powiększenia obiektywu W₁ i okularu W₂:

.

Wzór sugeruje, że powiększenie mikroskopu można zwiększać nieograniczenie. W praktyce istnieje pewne ograniczenie wynikające z falowej natury światła.

Powiększenie mikroskopu zmierzyć możemy przez porównanie działek skali stanowiącej przedmiot obserwacyjny, zwanej skalą przedmiotową z działkami skali znajdującej się poza mikroskopem, zwaną skalą porównawczą. Odczytujemy ilu a milimetrom skali porównawczej odpowiada b milimetrów skali przedmiotowej.

Korzystaliśmy ze wzoru na powiększenie k=L₂ - L₁/n*d.

Do wyznaczania małych wielkości l = L₂ - L₁/k=n*d

Oszacowanie błędów na podstawie serii pomiarowej:

Oszacowanie błędów w pomiarze małych wielkości:

l=n*d

---