16327

ИЗУЧЕНИЕ МИКРООБЪЕКТОВ ПРИ ПОМОЩИ МИКРОСКОПА

Лабораторная работа

Физика

Лабораторная работа ИЗУЧЕНИЕ МИКРООБЪЕКТОВ ПРИ ПОМОЩИ МИКРОСКОПА Теоретические основы эксперимента Принцип действия микроскопа основан на формировании увеличенного изображения исследуемого объекта за счет увеличения угла зрения линзами. На рис.1 показан ход ...

Русский

2013-06-20

259.5 KB

9 чел.

Лабораторная работа

ИЗУЧЕНИЕ МИКРООБЪЕКТОВ ПРИ ПОМОЩИ МИКРОСКОПА

Теоретические основы эксперимента

Принцип действия микроскопа основан на формировании увеличенного изображения исследуемого объекта за счет увеличения угла зрения линзами. На рис.1 показан ход лучей в оптической системе  микроскопа.

                                                                                                                                                  

 

Рис. 1.

Предмет АВ располагают вблизи переднего фокуса F1 собирающей линзы, называемой объективом. Объектив дает значительно увеличенное изображение А/В/ предмета. Это изображение расположено в верхней части тубуса около переднего фокуса F2 второй собирающей линзы, называемой окуляром. Расстояние между объективом и увеличенным изображением равно S. Глаз наблюдателя находится близко от изображения А/В/ и рассматривает его, как в лупу, под большим углом зрения . Для построения изображения в окуляре воспользуемся известным ходом двух лучей, исходящих из точки В/ : 1- проходит через оптический центр окуляра и не изменяет своего направления; 2- идёт параллельно оптической оси, и преломляясь в линзе, проходит через её задний фокус F/2 . В результате получаются расходящиеся лучи 1 и 2. Попадая в глаз наблюдателя, эти лучи формируют иллюзию того, что они выходят из одной точки В//. Поэтому наблюдателю кажется, что он видит увеличенное мнимое изображение А//В// объекта, находящееся внутри тубуса микроскопа.

Важнейшей характеристикой микроскопа является его увеличение. Различают линейное и угловое увеличения. Линейным увеличением микроскопа называется отношение поперечного размера изображения к поперечному размеру предмета:

    .                                                    (1)

                                                                                    

Эту формулу можно также представить в виде

                                       (2)

 

где  yок  –  увеличение окуляра, yоб - увеличение объектива. Числовые значения yок  и  yоб  указываются на оправах линз.

Угловое увеличение микроскопа равно

,                                                                      (3)

 

где  - угол, под которым виден предмет невооруженным глазом; -угол зрения при наблюдении предмета через микроскоп.

Выразим угловое увеличение микроскопа через главные фокусные расстояния f1 и f2 линз с оптическими центрами О1 и О2. Из подобия треугольников АО1В и А/О1В/ находим

,отсюдаА/В/=                                (4)

.                                                                     

Из треугольника  А/О2В/  найдём

tg =  .                                             (5)

                                        

При наблюдении предмета невооруженным глазом с расстояния наилучшего зрения, равным для здорового глаза 25 см,

tg =   .                                                         (6)

                                        

Подставляя ( 5) и (6) в (3) , получим

угл = .

Расстояние S практически равно длине тубуса микроскопа  (расстоянию между объективом и окуляром), т.к. применяемые на практике линзы имеют фокусные расстояния примерно равные 1-10 мм, что намного меньше длины  тубуса (порядка 160 мм). Поэтому окончательно формулу для углового увеличения микроскопа можно записать так:

угл   .                                  (7)

Более точное значение увеличения микроскопа находится экспериментально. Для этого служат специальные средства измерения, масштаб шкалы которых известен: объект-микрометр, дифракционная решётка, окулярные микрометры.

Измеряя малые объекты микроскопом, сравнивают размер объекта с некоторой известной длиной (например, расстоянием между штрихами шкалы дифракционной решётки или объект - микрометра). При этом объект и измерительная шкала обычно помещаются в одной плоскости перед объективом. Благодаря совместному и одинаковому увеличению объекта и шкалы возможен точный отсчет размеров объекта по шкале.

Можно и не располагать измерительную шкалу в плоскости исследуемого объекта. Например, с помощью окулярного микрометра можно сформировать изображение измерительной шкалы в плоскости увеличенного изображения А/В/. В этом случае изображение объекта и изображение измерительной шкалы будут наблюдаться одновременно в одной плоскости и могут быть сопоставимы друг с другом. При этом необходимо знать увеличение микроскопа, которое определяется заранее.

Помимо линейного и углового увеличений, важной характеристикой микроскопа является его разрешающая способность, то есть способность создавать линзой раздельные изображения двух близких друг к другу точек микрообъекта. Чем ближе расположены два изображения, оставаясь различными (т.е. не сливаясь в одно пятно), тем выше разрешающая способность линзы.

Существуют два главных фактора, ограничивающих разрешающую способность линзы. Первый из них – аберрации линзы. Аберрации присущи всем реальным оптическим системам и заключаются в искажениях изображений, т.е. оптические изображения неточно соответствуют предмету, оказываются размытыми. Так, например, использование сферических поверхностей приводит к возникновению сферических аберраций; различие увеличения для точек, находящихся на разных расстояниях от оси линзы вызывает другую аберрацию, известную как дисторсия; другие причины порождают другие аберрации: астигматизм, кому, кривизну поля и т.д. Кроме того, не монохроматический свет является причиной хроматической аберрации (обусловленной дисперсией света), в результате которой изображения оказываются окрашенными. Тщательно подбирая комбинации линз, можно существенно уменьшить аберрации, хотя полностью исключить их невозможно.

Второй фактор, ограничивающий разрешающую способность,- это дифракция, которую нельзя исправить, так как она является естественным следствием волновой природы света. Рассмотрим этот фактор более подробно, предполагая, что линза не имеет аберраций. Это позволит сосредоточить внимание на дифракционных эффектах и выяснить, в какой мере они ограничивают разрешающую способность.

Известно, что свет распространяется в виде волн. Согласно принципу Гюйгенса любая точка пространства, до которой дошла световая волна, становится источником вторичных сферических волн. Так, если направить пучок параллельных световых лучей на небольшое прозрачное отверстие в экране, то волны за отверстием дифрагируют, т.е. идут уже не параллельно друг другу, а распространяются по всем направлениям. Волны, проходящие через разные участки отверстия, интерферируют между собой и формируют дифракционную картину. Линза из-за наличия у нее краев действует подобно прозрачному экрану. При создании линзой изображения точечного объекта в действительности возникает целая дифракционная картина. Таким образом изображение отдельной точки оказывается размытым. Чем меньше диаметр линзы, тем сильнее выражена дифракция. Из-за дифракции на оправе миниатюрных линз объектива (диаметр которых может быть меньше 1 мм) изображение точки имеет вид системы концентрических колец, яркость которых убывает от центра. На рис.2-а приведена полученная с помощью линзы сильно увеличенная фотография изображения одного точечного источника.

                  а                                                              б

                                         Рис.2 [1] 

Можно построить графическое распределение интенсивности света поперек дифракционной картины, изображенной на рис 2-а. Примерный график зависимости интенсивности света от углов дифракции  (углов между первоначальным и дифрагировавшим световыми лучами ) приведен на рис.3.

                                                           

Рис.3

Угловая полуширина центрального максимума 0 определяется теоретически [2] выражением

,

где D - диаметр линзы объектива,   - длина волны света. Можно записать аналогичное выражение, вводя вместо угловой полуширины размер центрального светлого кольца d:  

,                                               (8)

где F- фокусное расстояние объектива.

Если теперь рассматривать два очень близко расположенных точечных объекта, то дифракционные картины от них будут перекрывать друг друга и в результате в центре поля зрения будет видно размытое овальное пятно (рис.2-б). Если объекты сближать еще больше, то наступит момент, когда уже нельзя будет сказать, видны ли два перекрывающихся объекта или - единственное изображение. О том, когда это происходит, различные наблюдатели могут судить по разному. Однако существует общепринятый критерий, предложенный Рэлеем. Критерий Рэлея устанавливает, что две точки объекта (S1 и S2 на рис.4) будут находиться на пределе разрешения (т.е. видны еще раздельно), если середина центрального максимума интенсивности от одной точки совпадает с первым минимумом интенсивности от другой точки. При этом ордината точки пересечения кривых интенсивности должна составлять не более 80% от ординаты максимумов.

Понимание неизбежности существования такого предела разрешимости позволяет избежать ошибок при конструировании различных оптических приборов. Простые схемы построения изображений на первый взгляд приводят к выводам, что выбирая соответствующие фокусные расстояния, можно создать микроскопы с любым увеличением. В действительности увеличение свыше некоего предела означает простое увеличение дифракционной картины. Можно глубоко заблуждаться, полагая, будто мы видим детали объекта, в то время как на самом деле мы видим лишь детали дифракционной картины.

Рис.4

Чтобы установить предельное разрешение микроскопа, воспользуемся критерием Релея и специальной количественной характеристикой разрешения, так называемой разрешающей силой (разрешающей способностью):

    ,                                     (9)

где ymin – наименьший допустимый размер объекта, который еще можно рассмотреть в микроскоп.

Рассмотрим простую схему получения изображения с помощью объектива микроскопа (рис.5), считая, что аберрации устранены. При этом каждой точке объекта соответствует определенная (сопряженная) точка изображения.

Рис.5

Для любой пары сопряженных точек: y - в плоскости предмета , y/ - в плоскости его изображения, -  выполняется условие синусов[3] :

,                                          (10)

где n и n/ - показатели преломления сред, в которых соответственно находятся объект и его изображение; u и u/ -апертурные углы со стороны предмета и изображения. В микроскопах изображение всегда получается в воздухе, поэтому n/ 1.      

Учитывая малость углов , находим из рис.5 :

     .                                           (11)

Используя (10), получаем формулу для размера изображения:

.                                                  (12)

Для оценки разрешающей способности следует найти такой размер  y,/ который  будет соответствовать искомому наименьшему размеру предмета  y. Очевидно в этом случае  размер изображения должен быть больше или  равен половине ширины дифракционного максимума (см.рис.4). Используя формулу (8), в которой величину F обычно заменяют расстоянием  S/  от объектива до места расположения изображения, из (12) получим:

    .                                                  (13)

Разрешающую силу найдем, выражая величину ymin  из (13) и подставляя ее в знаменатель (9):

                                                   (14)

                                                 

Величина   характеризует угол раскрытия объектива и называется числовой апертурой микроскопа .Из формулы (14) видно, что разрешающая способность микроскопа определяется двумя величинами: длиной волны света и числовой апертурой.

Формула (14) для разрешающей способности микроскопа является универсальной и широко используется в инструментальной оптике. Очевидно, например, что разрешающую силу микроскопа можно повысить, если объект погрузить в вещество с n1( в так называемую иммерсионную жидкость). Также выгодно увеличивать числовую апертуру, но возможности такого увеличения очень ограничены. Наконец, целесообразно переходить к более коротким волнам: для освещения объектов часто используют синие лучи и даже ультрафиолетовое излучение. В этом случае приходится изготовлять всю оптику из кварца и применять специальные люминесцирующие экраны для регистрации изображения. Такие опыты являются весьма доргостоящими, а производимые измерения довольно сложны. Однако создание ультрафиолетового микроскопа позволило примерно в два раза увеличить разрешающую силу (по сравнению с обычными микроскопами), что очень существенно, например для биологических исследований.

Наиболее эффектным и радикальным способом увеличения разрешающей силы микроскопа (правда, выходящим за рамки оптических исследований) является переход к электронной оптике. Дифракцию пучка электронов, проявляющих волновые свойства, можно описать с помощью волны де Бройля   =  h  mv , где h – постянная Планка, v – скорость электронов в пучке. В этом случае при ускоряющем потенциале в 150 В длина волны де Бройля порядка 10-8 см, т.е. в 5000 раз меньшая, чем при оптических измерениях. Хотя из-за прохождения пучка электронов через исследуемый объект всегда возникают дополнительные аппаратурные погрешности, ограничивающие возможности увеличения разрешающей способности, все же удается примерно в 100 раз уменьшить предельную величину изучаемых объектов: 210-7 см вместо 210-5 см.

Отметим, наконец, еще одну конструкционную особенность. Для того, чтобы детали, разрешенные объективом микроскопа, могли быть восприняты глазом, увеличение окуляра микроскопа должно быть подобрано таким образом, чтобы они были видны под углом около 1/. Это ограничение возникает из-за физиологической особенности зрения. Если рассматривать две близкие точки объекта под углом 1/, то их изображения попадают на одно нервное окончание (на одну колбочку) и тогда глаз воспринимает их, как одну точку.

Экспериментальная часть

Описание лабораторной установки

Состав лабораторной установки: микроскоп, окуляр со шкалой, окулярный микрометр Гюйгенса, дифракционная решетка.

Рис.6

На рис.6 изображен общий вид микроскопа, а в Таблице1 приведены данные о назначении отдельных элементов микроскопа.

                                                                                     

                                                                                              Таблица 1

№ Позиции

Элемент

Назначение

1

Основание

Предназначено для крепления держателя.

2

Держатель

Для крепления тубуса и механизма его перемещения.

3

Зеркало

Для отражения световых лучей от лампы на предметный столик.

4

Предметный столик

Для размещения на нём ,исследуемых объектов.

5

Тубус

Для крепления объектива и окуляра.

6

Объектив

Для получения увеличенного изображения объекта.

7

Окуляр

Для рассматривания изображения объекта на расстоянии наилучшего зрения.

8

Винт грубой наводки

Для быстрого перемещения тубуса микроскопа по вертикали, чтобы в поле зрения получить четкую картину изображения объекта.

9

Микрометричес-кий винт

Для медленного (точного) перемещения тубуса.

Механическая часть микроскопа состоит из основания 1, колонки тубуса держателя 2, тубуса 5,  кремальеры с ведущим барашковым колёсиком 8, предметного столика 4, микрометрического винта 9, зеркала 3.

Оптическая часть микроскопа состоит из двух главных оптических систем: объектива 6 и окуляра 7,  которые крепятся в тубусе микроскопа.

Методика проведения эксперимента

  1.  Проведение измерений с помощью окуляра со шкалой

Окулярная шкала нанесена на стеклянной пластинке, которая установлена в плоскости действительного изображения А/В/, формируемого объективом (см. рис.1). Измерение состоит в определении числа делений шкалы на отрезке равном изображению А/В/. Для представления результата измерения изображения в единицах длины, нужно умножить количество делений шкалы n на их цену a.

Определение цены деления окулярной шкалы a производят с помощью дифракционной решетки - стеклянной пластинки со штрихами, цена деления которых b известна.

Дифракционную решетку кладут на предметный столик и настраивают микроскоп на получение её четкого изображения так, чтобы целое количество штрихов дифракционной решетки m равнялось по длине целому количеству делений n окулярной шкалы (рис.7).

  

                                        

Рис.7

Из равенства отрезков следует , тогда цена деления окулярной шкалы    . Данная величина не является истинной, так как дифракционную решетку мы наблюдаем увеличенной во столько раз, во сколько увеличивает объектив (рис.8).

Рис.8.

Для нахождения истинной цены деления окулярной шкалы нужно применить формулу  , где   -увеличение объектива, a -истинная цена деления окулярной шкалы.

Примечание: следует иметь в виду, что полученное значение цены деления окулярной шкалы справедливо для данного объектива, данного окуляра и данной длины тубуса микроскопа.

2. Проведение измерения с помощью окулярного микрометра Гюйгенса

Окулярный микрометр Гюйгенса (ОМГ) состоит из двух стеклянных пластинок, расположенных в плоскости изображения.

Рис.9.

Одна пластинка неподвижна, а другая может смещаться при помощи микрометрического винта; шаг винта равен 1мм. На неподвижной пластинке нанесена шкала с восемью делениями (рис.9а). На подвижной пластинке нанесено перекрестие и точно над ним - биштрих. Биштрих располагается над шкалой неподвижной пластинки. Барабан микрометрического винта (рис.9б) разделен на 100 равных частей. При одном полном обороте  микрометрического винта биштрих и перекрестие смещаются на одно деление шкалы ОМГ.

Если цена деления ОМГ неизвестна, то ее можно определить с помощью дифракционной решетки точно так же, как и цену деления окулярной шкалы (см. пункт 1).

Для того чтобы произвести измерения изучаемого объекта с помощью ОМГ следует:

а) вращая барабан микрометрического винта, совместить перекрестие с левым краем изучаемого объекта;

б) слева от биштриха определить количество целых делений окулярной шкалы (это будет целая часть числа N1) ;

в) по шкале барабана микрометрического винта определить десятые и сотые доли числа N1. При этом отсчет производить по положению горизонтальной черты, нанесенной на корпус ОМГ (рис.9б);

г) вращая барабан микрометрического винта, совместить перекрестие с правым краем изучаемого объекта;

д) аналогично п.п. б) и в) определить целую часть и сотые доли числа числа N2.

е) размер объекта  d определить по формуле:   .

где - увеличение объектива (определение значения будет описано в пункте 3).

Примечание: используя ОМГ, не рекомендуется пользоваться всем полем зрения, т.к. на краю поля зрения качество изображения хуже, чем в центральной части.

3.Определение увеличения объектива микроскопа

Для определения увеличения объектива микроскопа используют дифракционную решетку, масштаб шкалы которой известен (0,01 мм) и окулярный микрометр Гюйгенса. После получения четкого изображения дифракционной решетки в поле зрения окулярного микрометра, вращением винта устанавливают перекрестие на одном из делений дифракционной решетки. Делают первый отсчет N1 (целая часть числа - по неподвижной шкале окуляра и десятая и сотая доли этого числа - по барабану микрометрического винта). Наблюдая в окуляр, перемещают перекрестие с помощью винта на несколько штрихов дифракционной решетки, одновременно подсчитывая количество этих штрихов  Z. Делают второй отсчет N2.

Используя формулу    ,   где b-цена деления дифракционной решетки, можно найти увеличение объектива .

Некоторые определения ,которые необходимо знать студентам для выполнения данной лабораторной работы

                                                                                  Таблица 2.

Апертура

Действующее отверстие оптической системы, определяемое размерами линз, зеркал или диафрагмами.

Угловая апертура

Угол между крайними лучами конического светового пучка, входящего в систему.

Дифракция света

Огибание волнами препятствий ,в результате которого возникает дифракционная картина. Например, при прохождении света через малое отверстие, на экране вместо четкого пятна, наблюдается система концентрических темных и светлых колец.

Разрешающая сила прибора

Возможность раздельного наблюдения на нем близких частей объекта.

Критерий  Релея

Количественный критерий. Две точки объекта будут разрешены в том случае, если максимум для одной длины волны 1 будет совпадать с ближайшем минимумом для другой волны 2. В этом случае ( при равной интенсивности I0 исследуемых симметричных максимумов) глубина провала между горбами составит 02I0.

Вопросы для допуска к работе

1. Для чего нужен объектив?

2. Для чего предназначен окуляр?

3. Зачем нужна окулярная шкала?

4. Каково назначение микрометрического винта?

5. Как пользоваться косым перекрестием и биштрихом окулярного микрометра?

6. Как определить цену деления шкалы окулярного микрометра?

7. Какова цена деления барабана окулярного микрометра Гюйгенса?

8.Какое оборудование необходимо для определения увеличения микроскопа?

9. На чем основана методика измерений с помощью микроскопа?.

Практическая часть работы

Упражнение. 1. Определение цены деления окулярной шкалы

1. На тубус микроскопа надеть окуляр со шкалой.

2. На предметный столик положить дифракционную решетку.

3. Выбрать для измерения объектив с известным увеличением .

4. Тубус микроскопа переместить вниз почти до упора в дифракционную решетку (за расстоянием между объектом и тубусом удобно следить сбоку).

Примечание. Следует иметь в виду, что при отсутствии контроля сбоку, микроскоп можно передвигать только вверх. При движении вниз нетрудно проскочить правильное расстояние и упереть объектив в рассматриваемый объект. При этом объект и объектив могут быть испорчены.).

5. Наблюдая в окуляр, медленно поднимать тубус винтом грубой наводки до тех пор, пока в поле зрения не появится изображение штрихов дифракционной решетки. Микрометрическим винтом добиться получения четкого изображения штрихов.

6. Измерить целое число штрихов m дифракционной решётки, которое уложилось в n делениях окулярной шкалы (см. Методику проведения эксперимента, п.1 ).

7. Результаты измерений записать в Таблицу 3.

8. Подсчитать цену деления окулярной шкалы по формуле  ,

где b = 0,01мм ,и записать в Таблицу 3.

9. Повторить измерения 5 раз.

10. Определить значения абсолютной и относительной погрешностей.

11. Результаты измерения погрешностей записать в Таблицу 3.

                                                                                       Таблица 3.

№ опыта

Число делений дифракционной решетки m

Число делений окулярной шкалы n

1.

2.

...

Упражнение 2. Определение цены деления шкалы окулярного микрометра Гюйгенса

1. Надеть на тубус микроскопа окулярный микрометр Гюйгенса (ОМГ). Закрепить его крепежным винтом.

2. На предметный столик положить дифракционную решётку.

3. Выполнить действия по п.п. 3-11 упр. 1.

4. Результаты измерений записать в Таблицу  4.

.                                                                                       Таблица 4

                                                                                                                          № опыта

Число делений дифракционной решетки m

Число делений  ОМГ 

n

1.

2

…              

4. Зная увеличение микроскопа, определить истинную цену деления шкалы окулярного микрометра по формуле:

Упражнение 3. Определение увеличения объектива микроскопа.

1. Вращая обойму с объективами, поставить любой объектив, не использованный в упр.1.

2. Поместить на предметный столик дифракционную решетку.

3.Перемещая тубус микроскопа, получить четкое изображение штрихов дифракционной решетки.

4. Наблюдая в окуляр, вращением микрометрического винта установить центр перекрестия на одном из штрихов дифракционной решетки. Сделать по шкале окулярного микрометра и барабану первый отсчет  N1 (в частности, для рис.10. целая часть N1 =1,… мм ).

                                           Рис.10.

5. Наблюдая в окуляр, переместить центр перекрестия на целое число штрихов z и сделать отсчет  N2 (для рис.10 целая часть N2 =5,… мм ).

6. Полученные данные записать в Таблицу 5.

7. Используя формулу  , определить увеличение объектива  с известным b.

8. Повторить измерения N1, N2 не менее трех раз, изменяя каждый раз число штрихов z. Результаты записать в Таблицу 5.

9. Измерения, указанные в п.п. 1-8, повторить ещё для одного объектива.

10. Полученные данные записать в Таблицу 5.

                                                                      Таблица 5

№ опыта

Объектив № 2

Объектив № 3.

1.

N1 (мм)

N2 (мм)

Z

2

N1

(мм)

N2

(мм)

Z

3

2.

Упражнение 4. Измерение размеров объекта.

1. Поместить на предметный столик измеряемый объект (например, человеческий волос, закрепленный на предметном стекле). Предметное стекло расположить таким образом, чтобы изображение волоса было параллельно штрихам окулярного микрометра.

2. Для измерений выбрать любой из объективов, увеличение которого было определено ранее (упр.№3).

3. Получить в поле зрения окуляра четкое изображение объекта (волоса).

4. Наблюдая в окуляр, вращением винта окулярного микрометра совместить центр перекрестия с левым краем изображения объекта. Сделать отсчет N1 (мм).

5. Совместить центр перекрестия с правым краем изображения объекта. Сделать отсчет  N2 (мм).

6. Определить толщину волоса (его диаметр), используя формулу:

,

где  - увеличение выбранного объектива.

7. Результаты измерений и вычислений записать в Таблицу 6.

8. Измерения повторить не менее трех раз для разных участков объекта.

9. Измерения, указанные в п.п. 2-9, выполнить с помощью другого объектива и результаты записать в Таблицу 6.

                                                                     Таблица  6

№ опыта

Объектив № 2.

Объектив № 3.

1.

N1 (мм)

N2 (мм)

d (мм)

N1(мм)

N2 (мм)

d (мм)

2.

Расчетное задание

 

Используя представления теории разрешающей способности микроскопа и определения Таблицы 2, произвести расчёты для следующих задач.

Задача №1

Определить размер предмета, который можно четко наблюдать в микроскопе в видимой области спектра   510-7 м в воздухе (n  1), когда u   рад.

Задача № 2.

Определить размер предмета, который можно четко наблюдать в электронном микроскопе  (  510-12  м)  в воздухе (n  1), когда u   рад.

Содержание отчета по лабораторной работе

При подготовке лабораторной работы к отчету следует оформить следующие пункты.

  1.  Указать название лабораторной работы .
  2.   Начертить схему хода лучей в микроскопе.

3) Привести основные расчетные формулы.

4) Заполнить таблицы с экспериментальными и расчетными значениями.

5) Выполнить расчетное задание.

6) Подготовить ответы на контрольные вопросы (по усмотрению преподавателя).

При отчете по лабораторной работе студент должен уметь:

1) Объяснить причины ограничений разрешающей способности микроскопа.

2) Выбрать условия проведения эксперимента, позволяющие увеличить разрешающую способность микроскопа.

3) Определить значение разрешающей способности микроскопа.

4) Определить увеличение микроскопа.

5) Объяснить возникновение дифракционных колец при максимальном увеличении.

Контрольные вопросы

1. Объясните, почему при уменьшении диаметра объектива разрешающая способность уменьшается?

2. Во сколько раз изменяется разрешающая способность микроскопа при замене дневного освещения ультрафиолетовым? Почему?

3. Во сколько раз разрешающая способность приборов ночного видения, работающих в инфракрасном диапазоне, будет хуже, чем у приборов, работающих при дневном свете?

4.Что такое угол зрения?

5. Для чего увеличивают угол зрения? Поясните это рисунком.

6. Каким образом можно увеличить угол зрения?

7. Каков предел разрешения у глаза?

8. Что означает выражение «разрешить две близко расположенные точки»?

9. Какая деталь микроскопа наиболее сильно влияет на его разрешающую способность?

10. Построить изображение предмета в системе из двух линз (на усмотрение преподавателя).

Библиографический список

1. Джанколи Д. Физика (в двух томах). Т2.М.: Мир,1989,стр.417.

2. Борн М., Вольф Э. Основы оптики.М.: Наука, 1973.

3. Ландсберг Г.С. Оптика. М.: Наука,1976; стр. 92,96,97.

4. Поль Р.В. Оптика и атомная физика. М.: Наука,1966; стр.16,17,29-31,34.

5. Матвеев А.Н. Оптика.М.: Высшая школа,1985. стр. 134-140,142,223,243-245.

6. Фриш С.Э. и Тиморева А.В. М.:Гос.изд-во физ.-мат. Лит, 1959;стр. 354-361.

7. Калитеевский Н.И. Волновая оптика. М.: Учеб. Пособие для вузов.-3-изд., М.: Высш.шк.,1995. Стр340-343.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

46387. ТРАКТОРЫ И АВТОМОБИЛИ 993 KB
  Эффективные показатели двигателя Основные параметры цилиндра и двигателя. Тепловой баланс двигателя.Построение теоретических характеристик двигателя
46388. ИСПЫТАНИЕ ОБРАЗЦА НА РАСТЯЖЕНИЕ 361 KB
  Статической вязкостью называется способность материала поглощать энергию идущую на деформирование образца.2 При испытании образца рис.1 на испытательной машине получают первичную диаграмму растяжения в координатах: нагрузка удлинение образца рис.
46389. Изучение схемотехники усилителей электрических сигналов с использованием биполярных и полевых транзисторов 268.5 KB
  Для всех схем включения транзистора снять АЧХ. АЧХ на биполярном транзисторе при включении его с общим эмиттером. Ширина полосы пропускания = 1 kHz 400 kHz АЧХ на биполярном транзисторе при включении его с общим коллектором. АЧХ на биполярном транзисторе при включении его с общим эмиттером c включенным конденсатором С2.
46390. ЖИТТЄВИЙ ЦИКЛ КЛІТИН. МІТОЗ 875 KB
  Виготовлення тимчасових препаратів корінців проростків пофарбованих ацетокарміном Визначення рівня мітотичної активності мерістематичної тканини Мета: Навчитися фіксувати і фарбувати хромосоми в клітинах рослинних мерістематичних тканин що активно діляться розрізняти фази мітозу в клітинах корінців проростків різних сільськогосподарських культур та розраховувати мітотичний індекс; Матеріали обладнання та реактиви: 1 корінці 5ти денних проростків різних сільськогосподарських культур фіксовані протягом 24 годин через кожні...
46391. Розробка функціональної схеми МПС 179.5 KB
  Розробити функціональну схему МПС яка забезпечує виконання наступних функцій: Роздільне керування записом та читанням памяті і ЗП за допомогою сигналів МЕMR MEMW I OR i I OW; Ввід вивід даних у послідовному форматі по 3м каналам; 3 Обробку запитів на переривання від 5ти джерел; Керування клавіатурою; Прямий доступ до памяті від 3ти джерел; Обмін даними у паралельному форматі між ЗП та МПС по 6ти каналам у режимі синхронний ввід вивід. Загальний опис МПС Дана МПС не має у своєму складі системного контролера отже...
46392. Магнетизм, електромагнітні коливання і хвилі. Оптика, теорія відносності. Елемен- ти атомної фізики, квантової механіки і фізики твердого тіла. Фізика ядра та елементарних часток 7.63 MB
  Він побудований у відповідності з робочою програмою цієї частини курсу дотриманням вимог загальноприйнятих найменувань і позначення фізичних величин та одиниць їх вимірювання у системі SI; нумерація формул і малюнків проведена в межах кожного розділу. Цей момент дорівнює нулю в рівноважному положенні контура а в деякому положенні він максимальний.1 де І сила струму в контурі S його площа одиничний вектор нормалі до площини контура напрямок якого визначається за правилом свердлика. Відношення максимального обертового моменту до...
46393. Сутність, складові та засади організації місцевих фінансів 443 KB
  Сутність складові та засади організації місцевих фінансів Сучасне поняття місцеві фінанси ґрунтується на ідейнотеоретичних засадах що формувалися протягом досить тривалого часу: 1. Він представляв собою збірник місцевих законів що вміщував норми державного земельного кримінального проце суального та спадкового права. розвиток поглядів на сутність місцевих фінансів їх склад та принципи організації проходив від представлення їх як: 1. Фінансового господарства...
46394. Розрахунок теплової схеми і устаткування блоку 300 МВт 1.23 MB
  Розрахунок процесу розширення пари в турбіні. Розрахунок термодинамічних параметрів підігрівників живильної та сітьової води. Тепловий розрахунок теплофікаційної установки. Визначення витрат пари на підігрівники живильної води. Тепловий розрахунок трубопроводу живильного насосу.