Лабораторная работа № 9 специальные приемы микроскопии

Цель занятия: Изучить устройство биологического микроскопа, освоить приемы работы с микроскопом, специальные приемы спектроскопии.

Краткая теория

Для рассматривания мелких предметов или микрообъектов применяются лупа и микроскоп.

Микроскоп - это оптический прибор, предназначенный для получения изображения исследуемого объекта, сформированного на расстоянии наилучшего зрения наблюдателя и рассматриваемого наблюдателем под увеличенным углом зрения. Простейший микроскоп - это система двух собирающих линз: объектив и окуляр, дающая мнимое увеличение, обратное изображение предмета.

Ход лучей в микроскопе

Обычно в практическом микроскопе объектив представляет собой систему собирающих линз, линейное увеличение объектива

где X₁ - расстояние от заднего фокуса объектива микроскопа до образованного им изображения предмета, а - задний фокус системы линз.

Расстояние X₁ называется оптической длиной тубуса микроскопа и часто обозначается буквой .

Окуляр представляет собой систему двух собирающих линз,

увеличение которой, как и увеличение лупы есть увеличение угловое.

, где

25 см - расстояние наилучшего зрения.

- фокусное расстояние окуляров в см.

Общее увеличение микроскопа равно произведению

Подбором линз можно добиться того, что увеличение микроскопа будет очень большим, но однако такое увеличение бывает нецелесообразно, т. к. явление дифракции на микрообъектах препятствует получению четкого изображения подробностей, деталей самого микрообъекта. В связи с этим следует учитывать так называемое полезное увеличение микроскопа.

Свойство оптической системы давать раздельное изображение двух близкорасположенных светящихся (или освещенных) точек называется разрешающей способностью оптической системы.

Разрешающая способность оптической системы характеризуется наименьшим расстоянием между этими двумя точками, которое называется пределом разрешения.

Основным элементом, обуславливающим разрешающую способность объектива, является его апертурный угол, образованный оптической осью объектива и лучом, проведенным из центра рассматриваемого препарата у края отверстия объектива. В результате теоретических рассуждений (Курс физики. Ливенцев Н. М.) получена формула предела

разрешения (для микроскопа с конденсором), где

где - длина волны света, освещающего препарат

- показатель преломления иммерсионной среды между препаратом и объективом микроскопа.

- апертурный угол

- апертура объектива.

Полезным увеличением микроскопа называется такое его значение, при котором глаз в состоянии различать детали, величина которых равна разрешающему расстоянию объектива микроскопа. Разрешаемое расстояние для невооруженного глаза - 0,1 мм.

Полезное увеличение: , где

Z - предел разрешения объектива микроскопа.

Определение апертуры микроскопа

1. Для того, чтобы определить апертуру микроскопа и полезное увеличение необходимо собрать следующую установку: на предметный столик микроскопа положить пластинку с очень малым отверстием. Перемещая тубус микроскопа, добиться чёткого видения краев отверстий.

2. Затем, вынуть окуляр осторожно, не перемещая тубуса микроскопа

3. Снять конденсор и зеркало микроскопа.

4. На основание штатива микроскопа положить миллиметровую шкалу с

двумя передвижными указателями.

5. Добившись, чтобы шкала и указатель были отчетливо видны

на фоне светлого кружка поля зрения, нужно поставить указатель

так, чтобы их края касались границ поля зрения.

При этом, устанавливая указатель, следует поместить глаз

несколько влево от оптической оси микроскопа. Это необходимо,

т.к. отверстие пластинки, лежащей на предметном столике,

несколько диафрагмирует края поля зрения.

глаз

6. Установив указатели на границах

поля зрения, нужно измерить

расстояние между указателем

MN, отсчитать и записать

расстояние (РZ) от пластины с

отверстием, лежащей на

предметном столике, до шкалы,

находящейся на основании штатива микроскопа. В нашем случае конденсор под предметным столиком отсутствует и для подсчета предела разрешения следует применять следующую формулу

7. Зная отрезок MN, следовательно, и его половину ZР, можно

определить значение (апертурный угол ) tgQ=

8. Пользуясь тригонометрическими таблицами по , можно определить значение самого апертурного угла , а затем Sinθ. Если показатель преломления среды ( воздуха) равен n=1, то можно вычислить так же значение апертуры , и значение Z. Все значения занести в таблицу: Таблица № 1 Запись результатов определения числовой апертуры объектива и полезного увеличения микроскопа.

МN Мм	РZ мм	tg		Sin

Примечание: данные измерения провести три раза. Ответ дать в единицах системы СИ. Считать, что длина волны света λ=600нм или 0,6 мкм

Измерение величины микроскопируемого объекта

Работа с микроскопом состоит из трех частей.

1. Определение полного увеличения микроскопа.

2. Определение цены деления окулярного винтового микроскопа.

3. Определение величины микрообъекта.