Pracownia Zakładu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej

Nazwisko i imię: Puławski Tomasz						Symbol grupy: ED.3.5
Data wyk. ćwiczenia: 97.01.08	Symbol ćwiczenia: 5.1		Temat zadania: Skalowanie mikroskopu i pomiar małych przedmiotów.
	Zaliczenie:	Ocena:		Data:	Podpis

Podstawy teoretyczne:

Podstawowymi elementami budowy mikroskopu są okular i obiektyw. Okular mikroskopu składa się zazwyczaj z kilku soczewek, aby wyeliminować wady aberracji. Najbardziej znany jest okular Huygensa składający się z dwóch soczewek płasko-wypukłych. Obiektyw mikroskopu jest układem o wiele bardziej skomplikowanym niż okular gdyż wchodzące do obiektywu wiązki światła są zwykle bardzo rozbieżne i konieczne jest stosowanie poprawek na aberrację sferyczną i chromatyczną. Dobry obiektyw powinien nawet przy dużej rozwartości wiązki wchodzącej, korygować wszystkie wady optyczne występujące w takich układach. Korzystając z uproszczeń, które stwarza optyka geometryczna, konstrukcję

obrazu oglądanego przez mikroskop przedmiotu wykreślamy tak jak to pokazuje powyższy rysunek. Przedmiot AB oglądany przez mikroskop umieszczamy na stoliku w odległości nieco większej niż ognisko obiektywu. F_ob stanowi punkt na głównej osi optycznej, w którym przecinają się po przejściu przez obiektyw promienie biegnące równolegle do osi optycznej. Obraz A'B' wytwarzany przez obiektyw jest położony między ogniskiem okularu i okularem ( blisko ogniska ). Okular w mikroskopie spełnia rolę lupy, patrząc przez niego, widzimy pozorny i powiększony obraz A''B'' znajdujący się w odległości dobrego widzenia d ( około 25cm ).

Powiększenie mikroskopu wyraża się wzorem p = p_ok*p_ob gdzie po prawej stronie występują powiększenia okularu i obiektywu; inaczej wzór ten możemy zapisać . Powiększenia mikroskopu jest więc wprost proporcjonalne do długości tubusu L i odwrotnie proporcjonalne do długości ogniskowych okularu i obiektywu.

Wykonanie ćwiczenia:

Okular mikroskopu zaopatrzony jest w skalę. Oglądając przedmiot, widzimy skalę okularu na tle obrazu tego przedmiotu. Przy danym obiektywie i okularze, jednej działce okularu odpowiada określona odległość na przedmiocie oglądanym pod mikroskopem. Skalowanie mikroskopu polega na określeniu ilu milimetrom przy danym obiektywie i okularze, odpowiada jedna działka skali okularu. W tym celu na stoliku mikroskopu zamiast przedmiotu umieszczamy skalę mikrometryczną naciętą na szkle. Porównujemy możliwie najdłuższy odcinek skali z odpowiednim odcinkiem skali okularowej. Jeżeli liczba działek odcinka na skali okularowej wynosi b, a odpowiednia liczba działek odcinka na skali mikrometrycznej wynosi n, to oglądany odcinek ( b działek ) ma długość n/100 mm. Jedna działka okularu odpowiada więc odcinkowi o długości . Skalowanie przeprowadzamy dla każdej pary okular-obiektyw. Po wyskalowaniu mikroskopu, umieszczamy na stoliku preparat, którego rozmiary mamy określić. Wymiary preparatu znajdujemy w działkach okularu. Jeżeli liczba działek jest równa z, to wymiar preparatu w milimetrach wyniesie: l = k*z .

3. Tabela: Skalowanie mikroskopu:

Numery okularu i obiektywu	Liczba działek skali okularu	Liczba działek skali mikrometrycznej	Długość działki skali okularu
	b	n	k [ mm ]
A2-A1	98	100	0,010309
A2-A2	100	77	0,0077
A2-A3	97	20	0,00206

4. Tabela: Pomiary grubości:

Nazwa preparatu	Numery okularu i obiektywu	Rozmiar przedmiotu w działkach okularu	Rozmiar przedmiotu [ mm ]	Średni rozmiar przedmiotu [ mm ]
	A2-A1 A2-A2 A2-A3	18 24 93	0,185562 0,1848 0,19158	0,187314
	A2-A1 A2-A2 A2-A3	7 10 36	0,072163 0,077 0,07416	0,074441
	A2-A1 A2-A2 A2-A3	11 16 60	0,113399 0,1232 0,1236	0,120066

5. Obliczanie błędu metodą różniczkową:

Przyjmuję Δn = Δb = 0.5 dz.

Dla A2 - A1 i pozycji 1 w tabeli:

mm

Dla A2 - A2 i pozycji 1 w tabeli:

mm

Dla A2 - A3 i pozycji 1 w tabeli:

mm

6. Wnioski:

Pomiar grubości małych przedmiotów za pomocą mikroskopu i skali mikrometrycznej daje jak widzimy bardzo dokładne wyniki. Największy błąd popełniony przy pomiarze nieznacznie przekracza 3% co wydaje mi się przy tak małych wymiarach badanych przedmiotów jest wielkością bardzo dobrą uwzględniając jakość użytego sprzętu i warunki w jakich ćwiczenie było przeprowadzane. Mankamentem tej metody jest jednak pracochłonność i duże zmęczenie oczu podczas pomiarów.

---