Упражнение 2. Определение числовой апертуры и разрешающей способности микроскопа

Разрешающая способность характеризуется наименьшим расстоянием между двумя точками рассматриваемого предмета, которые видны раздельно. Чем меньше это расстояние, тем больше разрешающая способность оптического прибора (микроскопа). В случае освещенных объектов по методу Аббе предельное расстояние между двумя разрешенными точками определяется из условия: , где -длина волны в вакууме, A = n sin φ означает числовую апертуру объектива, угол - называется апертурным углом (рис.3).

Таким образом, увеличение разрешающей способности микроскопа можно добиться, применяя оптически плотные среды. Используются так называемые иммерсионные жидкости (например, кедровое масло с ), которыми заполняется пространство между предметом и объективом. Также для наблюдения используют более коротковолновый диапазон (ультрафиолетовый свет).

Для определения числовой апертуры A на столике микроскопа устанавливают металлическую пластинку с круглым отверстием О (рис.3). Микроскоп фокусируется на края пластинки, после чего окуляр вынимается. Затем отвести в сторону осветительное зеркальце и на расстоянии l= ОD = 10см установить картон. В поле зрения наблюдателя виден круг, диаметр которого АВ необходимо определить. На картон положить лист белой бумаги, и глядя через микроскоп, зарисовать на бумаге карандашом видимый круг. Следует измерить с помощью масштабной линейки диаметр АВ нарисованного круга 5 раз и найти среднее значение АВ_ср.

Из рис.3 видно, что .

Определить числовую апертуру A = n sin φ, для воздуха n = 1.

Вычислитьпредельный разрешимый размер для микроскопа при различных длинах волн (d_кр красный цвет λ = 600 мкм, d_син синий цвет λ = 400 мкм). Результаты измерений и вычислений занести в таблицы.

Указания к выполнению работы:

1. Подготовить таблицу экспериментальных данных.

2. Направить объектив 8х на подставку.

3. Поместить один из окуляров в тубус микроскопа.

4. Поместить металлическую пластинку с круглым отверстием (в отверстии находиться стекло) на столик микроскопа.

5. Сфокусировать микроскоп на края пластинки (настроить так чтобы были четко видны микроцарапины на стекле).

6. На осветительное зеркальце поместить картонку, а на картонку лист белой бумаги.

7. Вынуть окуляр микроскопа.

8. Смотря через тубус, на бумаге нарисовать круг по краям.

9. Пять раз измерить диаметр круга, вычислить среднее.

10. Измерить расстояние l от бумаги до пластинки.

11. Вычислить угол φ.

12. Вычислить числовую апертуру.

13. Вычислитьпредельный разрешимый размер для микроскопа при различных длинах волн (d_кр красный цвет λ = 600 мкм, d_син синий цвет λ = 400 мкм).

Контрольные вопросы:

1. Устройство микроскопа

2. Начертите и объясните ход лучей в микроскопе.

3. От чего зависит линейное увеличение микроскопа?

4. Подтверждают ли ваши результаты формулу (4)?

5. От чего зависит разрешающая способность микроскопа?

6. Апертура

7. Иммерсионные жидкости

8. Минимальный разрешимый размер объекта в микроскопе

9. Полезное увеличение микроскопа

10. Электронные микроскопы

Литература:

1. Курс физики //под ред. В.Н.Лозовского.- С-Пб., изд. Лань, 2001

2. Ландсберг Г.С. Оптика.- М., Гостехиздат, 1979.

3. Иверонова В.И. Физический практикум.- М., Наука, 1963.

4. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. –М.: Высшая школа, 2000

Поиск по сайту: