Cwiczenie 44/46

Wyznaczanie apertury i powiększenia mikroskopu. Zestawienie modelu mikroskopu.

Apertura - efektywna średnica otworu instrumentu optycznego (np. teleskopu, lunety) przez który wpada światło, lub też soczewki lub lustra zapoczątkowującego dany układ optyczny, mierzona jako rozwartość układu czyli jako kąt pomiędzy promieniami świetlnymi wpadającymi do układu z najbardziej odmiennych kierunków. Apertura wzrasta ze średnicą układu a maleje z jego długością.

Zdolność rozdzielcza - in. ostrość, przydatność narządu optycznego do obserwacji obiektów o określonej odległości kątowej. Im większa jest zdolność rozdzielcza tym bliższe sobie punkty są obserwowane jako odrębne, a nie jako jedna plama.
Zdolność rozdzielcza zależy od:
- długości fali świetlnej oświetlającej przedmiot
- kąta rozwartości optycznej obiektywu
- preparatu testowego
- stopnia spójności światła

Jak zwiększyć zdolność rozdzielczą mikroskopu?
- stosując do oświetlenia preparatu promieniowanie o długości fali krótszej od światła białego
- przez zwiększenie apertury numerycznej - przez wypełnienie przestrzeni między preparatem a obiektywem cieczą o współczynniku załamania światła większym od współczynnika załamania światła w powietrzu

Powiększenie - iloczyn powiększenia obiektywu i okularu

Czym się różni zdolność rozdzielcza od powiększenia?
Zdolność rozdzielcza jest skończona, a powiększenie - nieskończone. Zd. roz. i pow. są zależne od siebie. Jeśli chcemy uzyskać lepsze powiększenie, a zdolność rozdzielcza jest słaba, to i tak nie uzyskamy dobrego powiększenia. Efekt będzie nienajlepszy.

Dyfrakcja - (ugięcie fali) to zjawisko fizyczne zmiany kierunku rozchodzenia się fali na krawędziach przeszkód oraz w ich pobliżu. Zjawisko zachodzi dla wszystkich wielkości przeszkód, ale wyraźnie jest obserwowane dla przeszkód o rozmiarach porównywalnych z długością fali. Dyfrakcja używana jest do badania fal oraz obiektów o niewielkich rozmiarach, w tym i kryształów, ogranicza jednak zdolność rozdzielczą układów optycznych.

Aberracja sferyczna - cecha soczewki, układu optycznego, obiektywu lub zwierciadła sferycznego, polegająca na odmiennych odległościach ogniskowania promieni świetlnych ze względu na ich położenie pomiędzy środkiem a brzegiem urządzenia optycznego - im bardziej punkt przejścia światła zbliża się ku brzegowi, tym bardziej uginają się promienie świetlne.

Aberracja chromatyczna - cecha soczewki, układu optycznego wynikająca z różnych odległości ogniskowania dla poszczególnych barw widmowych światła (różnych długości fali światła). W efekcie występuje rozszczepienie światła, które widoczne jest na granicach kontrastowych obszarów pod postacią kolorowej obwódki.

Interferencja - zjawisko nakładania się fal prowadzące do zwiększenia lub zmniejszenia amplitudy fali wypadkowej.

Konstrukcja obrazu w soczewkach skupiających:

1) Jeżeli przedmiot leży przed soczewką w odległości x > 2f, to jego obraz jest odwrócony, pomniejszony i rzeczywisty.
2) Jeżeli przedmiot leży przed soczewką w odległości x = 2f, to jego obraz jest odwrócony, tej samej wielkości co przedmiot i rzeczywisty.
3) Jeżeli przedmiot leży przed soczewką w odległości f < x < 2f, to jego obraz jest odwrócony, powiększony i rzeczywisty.
4) Jeżeli przedmiot leży przed soczewką w odległości x = f, to obraz nie powstaje.

x - odległość przedmiotu od soczewki

2

---