1.6.2 Доцільне збільшення мікроскопу

Наявність границі розподільної здатності у об’єктиву дозволяє ввести поняття граничного або корисного (доцільного) збільшення мікроскопу. Доцільне збільшення мікроскопу N_д – це таке збільшення, при якому може бути досягнута границя розподільної здатності об’єктиву. За визначенням:

N_д = δ_ока/ δ, (1.3)

де δ_ока – границя розподільної здатності ока людини, δ – розподільна здатність мікроскопу. Підставив відповідні числові значення (δ_ока = 200 мкм, λ = 0,589 мкм при використанні білого світла), отримаємо: N_д = (500÷1000)А, де А – числова апертура об’єктиву. Ця формула була отримана Аббе та зазвичай записується у вигляді:

500 А ≤ N_д ≤ 1000 А (1.4)

Застосування збільшення менше 500 A не дозволить роздивитися всі деталі об’єкту, оскільки границя розподільної здатності ока в цьому випадку менше, за ту, що забезпечує мікроскоп. Збільшення більше за 1000 A не дозволяє виявити нові деталі об’єкту, оскільки розподільна здатність оптики використана повністю.

При розрахунках доцільного збільшення мікроскопу необхідно скористатися формулою (1.3). При цьому величину δ – мінімальну розподільна здатність, яку необхідно отримати за допомогою мікроскопу – задає викладач.

Далі, за формулою (1.4) знаходять значення числової апертури об’єктиву:

N_д/1000 ≤ А ≤ N_д/500 (1.5)

та користуючись табл.1.1 обирають з наявних той, числова апертура якого задовольняє умовам. По-третє, знаючи збільшення об’єктиву (N_об), знаходять необхідне збільшення окуляра (N_ок) за формулою:

N_ок = N_д/N_об. (1.6)

Всі результати записують до табл.1.6.

Таблиця 1.6 – Доцільне збільшення мікроскопу

№ з/п	Параметри	Значення
1	δока, мкм	200	200	200
2	δ , мкм
3	Nд, ф-ла (1.3)
4	А, від – до ф-ла (1.5)
5	Апертура наявного об’єктиву (табл. 1.1)
6	Збільшення наявного об’єктиву, (табл. 1.1)
7	Nок, ф-ла (1.6)
8	Збільшення наявного окуляру, (табл. 1.2)

1.6.3 Ціна поділки окуляр-мікрометра

Для визначення розмірів елементів структури при мікроструктурному аналізі користуються окуляр-мікрометром. Окуляр-мікрометр – це окуляр, в який вставлена скляна пластинка з нанесеною на неї шкалою (див. рис.1.20).

Рисунок 1.20 – Окуляр-мікрометр для металографічного мікроскопу.

Ціна поділки шкали окуляр-мікрометра залежить від збільшення мікроскопу. Для її визначення використовують об’єкт-мікрометр (див. рис. 1.21). Об’єкт-мікрометр - це скляна пластинка з нанесеним шаром хрому. На поверхні хрому нанесено шкалу довжиною 1 мм з ціною поділки 0,01 мм. Скляна пластинка з нанесеною шкалою вклеєна в сталеву оправу, яка має розміри предметного скла.

а б

Рисунок 1.20 – Об’єкт-мікрометр: а – зовнішній вигляд, б – розмір шкали при різних збільшеннях.

Для визначення ціни поділки шкали окуляр-мікрометра його вставляють в тубус мікроскопу, а об’єкт-мікрометр закріплюють на предметному столику шкалою до об’єктива. Мікроскоп фокусують на чітке зображення об’єкт-мікрометра в площині шкали окуляр-мікрометра (див. рис.1.21, а). Поворотом шкали окуляра добиваються паралельності штрихів обох шкал. Підраховують кількість поділок n шкали окуляр-мікрометра, що потрапили на відрізок L шкали об’єкт-мікрометра (див. рис.1.21, б). Ціну поділки шкали окуляра визначають за формулою:

Е = 0,01 · L/п. (1.7)

Результати розрахунків записуютьдо табл. 1.7.

Повторити вищеописану процедуру для іншого збільшення мікроскопу. Таким чином в табл. 1.7 повинна бути визначена ціна поділки шкали окуляра для 3-4 збільшень мікроскопу.

а б

Рисунок 1.21 – Визначення ціни поділки шкали окуляр-мікрометра: а – фокусування обох шкал (1 – окуляр-мікрометр, 2 – об’єкт-мікрометр), б – для визначення ціни поділки.

Таблиця 1.7 – Ціна поділки шкали окуляр-мікрометра

№ з/п	Nоб	Nок	Збільшення мікроскопу N=Nоб *Nок	L, поділок	n, поділок	Е, мм (ф-ла 1.7)
1
2
3