39. Микроскоп. Ход лучей в микроскопе с фотонасадкой. Ход лучей в микроскопе при визуальном наблюдении. Увеличение микроскопа.

Для наблюдения малых объектов, не видимых вооруженным глазом, применяется микроскоп - оптическая система, состоящая в простейшем случае из короткофокусной собирающей линзы (объектива) и длиннофокусной собирающей линзы (окуляра).

Микроскоп состоит из механической части (основание, микрометрический механизм, предметный столик, револьвер с объективами) и оптической системы, которая также делится на две части: осветительную и наблюдательную. В осветительную часть входят зеркало или осветитель, конденсор с диафрагмой и съемный фильтр, а в наблюдательную - объектив и окуляр, соединенные в тубусе микроскопа.

ход лучей в микроскопе

Предмет помещается на расстоянии, немного большем фокусного расстояния объектива. Действительное, увеличенное и перевернутое изображение, даваемое объективом, получается на расстоянии от окуляра, немного меньшим фокусного расстояния. Это промежуточное изображение рассматривается окуляром как предмет. Окуляр дает изображение мнимое, увеличенное, прямое . В результате микроскоп дает мнимое, увеличенное и перевернутое (относительно предмета) изображение, находящееся от окуляра на расстоянии , называемое расстоянием наилучшего зрения (для нормального глаза L=25 см).

Расстояние =F₁F₂ между задним фокусом объектива и передним фокусом окуляра называется оптической длиной тубуса микроскопа.

У величение объектива выражается формулой: Г _об=/F_об

Для окуляра: Г _ок=L/F_ок

Общее увеличение микроскопа равно произведению увеличений объектива и окуляра: Г_м=Г_об·Г_ок=(L)/(F_об·F_ок)

ПОЛЕЗНОЕ УВЕЛИЧЕНИЕ МИКРОСКОПА

Для того, что бы изображение объекта было различимо глазом необходимо, чтобы увеличение Г микроскопа было не меньше величины, определяемой отношением пределов разрешения глаза и микроскопа. Это даёт для увеличения – Г = 250÷400. Такое увеличение называют полезным увеличением микроскопа. На практике используют увеличение Г = (500÷1000)А, где А – числовая апертура. Если предмет имеет размер, равный пределу разрешения d = Z, а размер его изображения d', то увеличение микроскопа: .

Подставляя в эту формулу Z, получим: . Н ормальный глаз в предельном случае различает с 25 см две точки предмета, если угловое расстояние между ними β = 1' , что соответствует линейному расстоянию между точками d' = 70 мкм. Учитывая, что комфортное зрительное восприятие соответствует углам зрения от 2^' до 4^', получим для размеров предметов 140 – 280 мкм. Подставляя эти размеры в формулу и принимая λ₀ = 0,555 мкм, получим для полезного увеличения микроскопа: 500А < Г < 1000А. Это означает, что даже в случае применения иммерсионного масла увеличение больше, чем в 1500 раз использовать нецелесообразно.

40.Явление фотоэффекта. Внешний и внутренний фотоэффект. Законы Столетова. Уравнение Эйнштейна. Применение явления фотоэффекта в медицине.

Влияние света на протекание электрических процессов было впервые описано Герцем (1887 г.), который заметил, что электрический разряд между заряженными цинковыми шариками значительно облегчается, если один из них осветить ультрафиолетовым светом. Дальнейшее подробное изучение влияния света на заряженные тела было проведено в период с 1888 по 1890 г. профессором Московского университета А.Г. Столетовым. Это явление он назвал актиноэлектрическим. В настоящее время оно называется фотоэффектом.Фотоэффектом называется освобождение (полное или частичное) электронов от связей с атомами и молекулами вещества под воздействием различного вида излучений. Если электроны выходят за пределы освещаемого вещества (полное освобождение), то фотоэффект называется внешним. Если же электроны теряют связь только со своими атомами и молекулами, но остаются внутри освещаемого вещества, увеличивая тем самым электропроводность, то фотоэффект называется внутренним. Внешний фотоэффект наблюдается у металлов, а внутренний чаще всего у полупроводников. Законы А.Г. Столетова:

I закон: Фототок насыщения J (т.е. максимальное число электронов, освобождаемых светом в 1с) прямо пропорционален световому потоку Ф. J=кФ,где к - коэффициент пропорциональности, называемый фоточувствительностью освещаемой поверхности и измеряется мкА/лм.

II закон: Скорость фотоэлектронов пропорционально возрастает с увеличением частоты падающего света и не зависит от его интенсивности.

III закон: Независимо от интенсивности света, фотоэффект начинается только при определенной (для данного металла) минимальной частоте света или максимальной длине волны, называемой красной границей фотоэффекта. Энергия фотона h, поглощенная электроном, частично расходуется на совершение работы выхода электрона из металла А; оставшаяся часть этой энергии идет на сообщение ему кинетической энергии m²/2. Тогда, согласно закону сохранения энергии, можно записать: h=A+(m²)/2 - уравнение Эйнштейна. Внешним фотоэффектом называется испускание электронов веществом под действием электромагнитного излучения. Внешний фотоэффект наблюдается в твердых телах (металлах, полупроводниках, диэлектриках), а также в газах на отдельных атомах и молекулах (фотоионизация). Внутренний фотоэффект – это вызванные электромагнитным излучением переходы электронов внутри полупроводника или диэлектрика из связанных состояний в свободные без вылета наружу. В результате концентрация носителей тока внутри тела увеличивается, что приводит к возникновению фотопроводимости (повышению электропроводности полупроводника или диэлектрика при его освещении) или к возникновению электродвижущей силы (ЭДС).