Temat: Omów budowę i zasadę działania mikroskopu, lupy i lunety.
Narysuj bieg promieni w tych przyrządach.

1. MIKROSKOP

W budowie mikroskopu wyróżniamy dwa zasadnicze układy: mechaniczny i optyczny.

• Układ mechaniczny: statyw z podstawą, stolik (osadzony poziomo), tubus, rewolwer, śruba mikrometryczna,

śruba mikrometryczna przesłona (blenda)

• Układ optyczny: okular, obiektyw, kondensor, lusterko płasko-wklęsłe (lub wbudowane źródło światła)

Statyw opatrzony jest w uchwyt, za który należy zawsze trzymać mikroskop przy wyjmowaniu go ze skrzyni lub przenoszeniu. Nie należy nigdy trzymać za podkowiastą podstawę statywu. Nowsze modele mikroskopów mają statywy łamane, pozwalające na ustawienie tubusu w pozycji skośnej, a tym samym na dogodne mikroskopowanie na siedząco. Niektóre mikroskopy wyposażone są w skośne nasadki binokularne pozwalające na dwuoczne mikroskopowanie bez łamania statywu.

Stolik czworoboczny lub okrągły, z otworem w środku, jest nieruchomy lub przesuwany za pomocą dwóch śrub osadzonych poziomo.

Tubus mikroskopu przesuwany jest śrubą makrometryczną, o dużym skoku. Do nastawiania obrazu na ostrość służy śruba mikrometryczna, o małym skoku.

Przesłona czyli blenda, ma różny wygląd, zależnie od typu mikroskopu. W starszych typach składa się z kilku wymiennych blaszek z otworami o różnej średnicy; zależnie od ich wielkości przechodzi mniej lub więcej światła do obiektywu, a następnie do okularu. W nowszych natomiast mikroskopach blenda zbudowana jest z szeregu blaszek dających się rozsuwać i zwężać podobnie jak w aparacie fotograficznym. Ponieważ światło przechodząc przez blendę po odbiciu od osadzonego niżej lusterka mimo wszystko nie jest dość silne, zastosowano do wzmocnienia go kondensor.

Z części optycznych najważniejsze są : okular i obiektywy.

Okular osadzony w górnej części tubusu, składa się z dwóch soczewek płasko-wypukłych, górnej od strony oka i dolnej, zamykającej okular.

Obiektyw osadzony jest w dolnej części tubusu. Składa się on z kilku soczewek umieszczonych w oprawie metalowej . Na obiektywie i okularze podane jest jego powiększenie. Powiększenie, jakie daje mikroskop, zależy od powiększenia obiektywu i okularu i stanowi iloczyn powiększeń tych dwóch części optycznych (np. powiększenie własne obiektywu = 10 x , powiększenie własne okularu = 15 x , powiększenie obrazu - 150 x). Maksymalne powiększenie uzyskane w mikroskopie wynosi ok. 2000 x.

Przy oglądaniu preparatu pod dużym powiększeniem konieczna jest szczególna ostrożność. Zmieniając powiększenie ze słabego na silniejsze tubus należy lekko podnieść do góry śrubą makrometryczną, a następnie przestawić obiektyw na dany obiekt i kręcąc bardzo powoli tą samą śrubą opuszczać go w dół tak, by nie przeoczyć obrazu. Z chwilą gdy ukaże się zarys preparatu, obraz na ostrość należy już nastawić śrubą mikrometryczną.

Bez zachowania tych środków ostrożności można zgnieść preparat oraz spowodować zarysowanie soczewki obiektywu.

Obiektywy w mikroskopie umocowane są w tzw. rewolwerze. Gdy chcemy uzyskać inne powiększenie, rewolwer należy przekręcić w lewo lub w prawo, a wraz z nim przesuwa się odpowiedni obiektyw. Lekkie stuknięcie przy przekręcaniu wskazuje, że obiektyw znalazł się na właściwym miejscu.

Lusterko umieszczone pod kondensorem bądź pod stolikiem, z jednej strony jest płaskie, a z drugiej wklęsłe. Ze względów praktycznych dla silniejszego oświetlenia preparatu używamy raczej lusterka wklęsłego. W mikroskopach wyższej klasy wmontowane jest stałe źródło światła w postaci żarówki zasilanej z transformatora.

W mikroskopie widzi się obraz pozorny, powiększony i odwrócony. Toteż przesuwając preparat w lewo i w prawo, widzimy obraz przesuwający się w kierunku odwrotnym

1. LUPA

Lupa - przyrząd optyczny umożliwiający ok. 20 - krotnie powiększenie obrazów obiektów, które znajdują się w bliskiej odległości. Jednak odległość ta musi być mniejsza od ogniskowej. Lupa tworzy obraz prosty, pozorny i powiększony, w punkcie oddalonym od soczewki o d = 25cm - odległość najlepszego widzenia. Czyli Dzięki za wszystko lupie oglądamy pozorny i powiększony obraz przedmiotu. Zarówno przedmiot jak i jego obraz znajdują się w tej samej odległości - d.

Powiększenie lupy wyraża się wzorem: p = d/f,

gdzie d- to odległość najlepszego widzenia, f - ogniskowa soczewki lub układu soczewek.

(Powiększenie kątowe, to stosunek kąta widzenia przedmiotu do kąta widzenia obrazu. Powiększenie kątowe decyduje o wielkości obrazu na siatkówce oka obserwatora).

Powiększenie kątowe lupy zależy od zdolności skupiającej soczewki ( z=1/f, f- ogniskowa soczewki, [z]=1D - dioptria) i wynosi od 0,25D do 0,25D +1 w zależności od odległości lupy od oka.

Lupa najczęściej kojarzy nam się z soczewką z przymocowaną rączką, która ułatwia jej stosowanie. Tak charakterystycznie obudowaną lupę nazywamy po prostu szkłem powiększającym.

Lupy dzieli się na:

-proste

-złożone

Do prostych zalicza się pojedyncze soczewki o ogniskowej nie większej niż 25cm:

- dwuwypukłe,

- płasko-wypukłe

- wklęsło-wypukłe.

Uzyskiwane dzięki nim powiększenie jest ok. 5 - krotne. Najczęściej używane są jako szkła powiększające w pracach precyzyjnych wykonywanych na małych elementach, odczytywania drobnego pisma, sprawdzania jakości obróbki powierzchni.

Wśród lup złożonych wyróżnia się:

-lupy aplantyczne - powiększenie 3 - 12 - krotne

-achromatyczne - powiększenie 3 - 12 - krotne

-ortoskopowe - powiększenie 6 -20 - krotne

-antysygmatyczne. - powiększenie 30 - 40 - krotne.

Lupy złożone znajdują w praktyce zastosowanie bądź to jako samodzielne przyrządy (lupy Brinella, lupy włókiennicze), bądź też jako części składowe instrumentów optycznych, służące do odczytywania np. drobnych podziałek.

1. LUNETA

Luneta w odróżnieniu od mikroskopu, który pozwalał na obserwację obiektów znajdujących się w bardzo bliskiej odległości, to luneta pozwala na obserwację obiektów znajdujących się w znacznej odległości. Luneta wygląda ja długa rurka, a jej głównymi elementami, podobnie jak w mikroskopie, są także obiektyw i okular. Umieszczone są one na wspólnej osi, biegnącej wzdłuż rurki i znajdują się na przeciwległych jej końcach. Długość rury, a także soczewki obiektywu i okularu są tak dobrane, aby obraz skupiany przez obiekty znajdował się w ognisku okularu. Tak więc luneta jest typem układu bezogniskowego, a to znaczy tyle, że w przypadku równoległej wiązki światła wchodzącej do obiektywu, to wychodzi ona z okularu, także jako równoległa wiązka. Luneta nie jest układem optycznym, który powoduje powstanie powiększonego obrazu obserwowanego przedmiotu. Jej działanie opiera się na zwiększeniu kąta pod jakim obserwujemy przedmiot. Efektem tego zabiegu jest to, że wydaje się nam, iż dany obiekt jest znacznie bliżej. Do końca nie wiadomo kto tak naprawdę jako pierwszy skonstruował lunetę. Sądzi się iż był to XII wynalazek angielskiego filozofa Rogera Bacona, ale bardziej prawdopodobnym jest fakt iż jako pierwsi dokonali tego arabscy uczeni. Rozróżnia się dwa typy lunet: luneta Keplera - określana także jako luneta astronomiczna, została po raz pierwszy opisana przez Keplerea w 1611 roku. Dzięki niej można prowadzić obserwacje gwiazd, planet, czy innych ciała niebieskich. Jest zbudowana z dwóch soczewek, które pełnią rolę obiektywu i okularu. Obiektyw skupia promienie świetlne pochodzące od odległego obiektu. Skupia je w miejscu ogniska soczewki okularu, przez co tak powstały obraz jest obserwowany przez okular. Pomiędzy obiektyw, a okular wstawia się także dodatkową soczewkę - soczewkę polową, której zadaniem jest kierowaniem promieni świetlnych na okular, przez co osiąga się jeszcze lepsze kątowe powiększenie obrazu. Jeśli zastosujemy obiektyw o większej ogniskowej to osiągniemy większe powiększenie kątowe obrazu, czyli im dłuższa luneta, tym bardziej odległe obiekty możemy oglądać. Luneta astronomiczna jest obecnie szeroko wykorzystywana do prostych obserwacji nieba.

luneta Galileusza - jest to luneta, której konstrukcje wymyślił Galileusz. Skonstruował ją po to aby móc prowadzić dokładniejsze badania nieba. W tym typie lunety głównymi elementami są także dwie soczewki. Jednak jedna z nich jest soczewką skupiającą, a druga rozpraszającą. W wyniku takiego układu, powstały obraz obiektu, jest obrazem powiększonym i prostym. Dzięki swemu urządzeniu Galileusz dokonał wielu rewolucyjnych odkryć w astronomii, min. dostrzegł, iż Słońce podobnie jak Ziemia także obraca się wokół własnej osi. Zasada budowy lunety Galileusza znalazła obecnie zastosowanie w lornetkach operowych, gdzie wykorzystuje się dwie takie lunety.