1.2.2. Положение изображения предмета при наблюдении через толстую прозрачную пластинку
Предмет, рассматриваемый через слой прозрачного вещества, оптическая плотность1 которого больше, чем у окружающей среды, (например, воздуха), кажется расположенным ближе. Пусть наблюдаемая точка Р находится на нижней поверхности плоскопараллельной стеклянной пластинки (рис.1.2.). На рисунке показаны два луча, идущие из точки Р : перпендикулярный основаниям пластинки луч РО'A’ и луч РОА. При наблюдении сверху из точки A точка Р кажется находящейся в точке Р' - точке пересечения указанных лучей.
Определим связь расстояния a
между изображениями с показателем
преломления n стекла и толщиной
пластинки d (считаем,
что для воздуха
).
Рис. 1.2. Преломление светового пучка при переходе в оптически менее плотную среду
Из рисунка следует:
Воспользуемся законом преломления (
):
Таким образом, при наблюдении вертикально
сверху (
)
.
Описанное явление кажущегося поднятия
предмета лежит в основе определения
показателя преломления стеклянной
пластинки с помощью микроскопа. При
фокусировке микроскопа на верхнюю и
нижнюю поверхности пластинки происходит
перемещение тубуса на расстояние
,
поэтому рабочая формула для определения
показателя преломления пластины имеет
простой вид:
. (1.1)
1.3. Описание установки
В работе использован стереоскопический микроскоп МБС-10, предназначенный для наблюдений в отраженном и проходящем свете.
На рис. 1.3. показан внешний вид микроскопа, в подрисуночном тексте отмечены его основные узлы.
Установка нужного увеличения осуществляется вращением рукоятки 13 до совмещения цифры с индексом на кольце. Значения увеличений объектива микроскопа нанесены на самой рукоятке (7, 4, 2, 1 и 0.6 крат).
Рис. 1.3. Общий вид стереоскопического микроскопа
1 - корпус с барабаном; 2 - столик для работы в отраженном свете; 3 - столик для работы в проходящем свете; 4 - кольцо диоптрийной наводки; 5 - бинокулярная насадка; 6 - рукоятка механизма изменения межзрачкового расстояния; 7 - фиксатор столика; 8, 21 - винты, фокусирующие бинокулярную насадку и объектив; 9 - втулка осветителя; 10 - гайка осветителя; 11 - окулярная трубка; 12 - зеркало и матовая пластина в оправе; 13 - рукоятка переключения увеличений; 14 - светофильтр; 15 - стойка; 16 - объектив (F = 90 мм); 17 - предметное стекло; 18 - прижим; 19 - рукоятка фокусировки; 20 - блок питания.
Фокусировка микроскопа на объект производится перемещением оптической головки относительно стола микроскопа вращением рукояток 19.
Во избежание падения объектива винт 21 всегда должен быть ввернут до упора.
Изменение межзрачкового расстояния от 56 до 72 мм в бинокулярной насадке осуществляется с помощью рукоятки 6.
К микроскопу прилагаются три пары сменных окуляров и один окуляр 8x со шкалой (сеткой) и диоптрийной наводкой, с помощью которых рассматривается изображение, даваемое объективом микроскопа. Округленные значения увеличений окуляров нанесены на их оправах (6, 8 и 14 крат).
Увеличение микроскопа с каждой парой сменных окуляров при всех возможных увеличениях объектива приведено в таблице 1.1.
Таблица 1.1.
Увеличение микроскопа
Увеличение окуляра, крат |
Увеличение объектива, крат
|
||||
|
0.57 |
1.01 |
2.0 |
4.0 |
7.05 |
5.85 |
3.33 |
5.9 |
11.71 |
23.32 |
41.2 |
8.16 |
4.65 |
8.21 |
16.35 |
32.55 |
57.5 |
14.3 |
8.15 |
14.4 |
23.67 |
57.09 |
100.8 |
Диоптрийная наводка в пределах ±5 диоптрий на левой окулярной трубке осуществляется вращением кольца 4. Нулевое значение устанавливается при совмещении индекса на диоптрийном кольце 4 с риской на окулярной трубке.
Для приближенной оценки размеров или площадей участков объекта следует в одну из окулярных трубок прибора вставить окуляр 8 с сеткой или шкалой (цена деления шкалы - 0,1 мм, сетки - 1,0 мм).
Механизмом диоптрийной наводки этого окуляра получают резкое изображение шкалы (сетки). Затем поворотом рукояток механизма фокусировки получают резкое изображение объекта. В таблице 1.2. указано, какой величине объекта соответствует одно деление шкалы или сетки при возможных увеличениях микроскопа.
Таблица 1.2.
Размеры объекта, соответствующие одному делению шкалы или сетки
Округленные значения увеличения объектива, крат |
Шкала (одно деление 0.1 мм) |
Сетка (сторона квадрата 1 мм) |
0.6 |
0.17 |
1.7 |
1 |
0.1 |
1.0 |
2 |
0.05 |
0.5 |
4 |
0.025 |
0.25 |
7 |
0.014 |
0.14 |
Чтобы определить приближенные размеры объекта (его линейные размеры или площадь), достаточно подсчитать число делений шкалы, которое укладывается в измеряемом участке объекта, и умножить его на число, указанное в переводной таблице, соответствующее тому увеличению микроскопа, при котором производится измерение.
Столик для работы в отраженном свете 2 устанавливается на столике для работы в проходящем свете 3 и закрепляется поворотом фиксатора 7, который должен быть обращен к передней, открытой стенке корпуса стола. В столике 3 имеется зеркало и матовая пластина в оправе 12, вращение которых производится рукояткой, расположенной в задней стенке столика. Там же имеется гнездо для установки осветителя при работе в проходящем свете.
Для обеспечения равномерного освещения в конструкции осветителя предусмотрено регулировочное перемещение лампы относительно конденсора. Чтобы отрегулировать освещенность, надо направить пучок света на матовую поверхность, после чего слегка отвинтить гайку 10 и, взявшись за втулку 9, осторожно перемещать лампу по отношению к конденсору, добиваясь равномерного освещения. Регулировку освещенности можно осуществлять также изменением напряжения питания лампы.
Питание лампы осуществляется через блок питания 20 от сети переменного тока. На крышке блока питания имеется разъем для подключения вилки патрона осветителя.