Рекомендовано кафедрою енергетики та

фізики,

протокол № 13 від 04.05.2012 р.

Ухвалено науково-методичною комісією

факультету обладнання та технічного

сервісу,

протокол

Рецензент к.т.н., доц. Тєрьошкін О.Г.

ВСТУП

Методичні вказівки призначені для студентів факультетів обладнання та технічного сервісу та товарознавчого, а також для навчально-наукового інституту харчових технологій та бізнесу. До кожної лабораторної роботи сформульовані завдання, наведені необхідні теоретичні відомості, надано принципові схеми приладів, наведено порядок виконання роботи та форми таблиць для запису отриманих дослідних даних. Крім того надані контрольні запитання для самоперевірки та контролю з боку викладача.

Метою лабораторних занять з фізики, розділ “Оптика” є:

• закріпити теоретичний матеріал лекційного курсу;

• дати змогу детально ознайомитись з пристроями та характеристиками найбільш важливих приладів, які складають лабораторний практикум; ознайомити з електровимірювальними та оптичними приладами: рефрактометр, монохроматор, дифракційна решітка, пристрій для поляризації світла, спектрофотометр, люміноскоп;

• навчити вимірювати основні оптичні величини: інтенсивність світла, фокусну відстань та оптичну силу лінз, показник заломлення речовини, довжину хвилі;

• навчити використовувати різні методи аналізу і оцінювати похибки вимірювань;

• навчити техніці безпеки експериментальних досліджень фізичних моделей та промислових зразків пристроїв;

• здобути вміння висловлювати свої висновки щодо робочих властивостей та ступеня придатності досліджуваних пристроїв для рішення практичних завдань.

Виконання кожної лабораторної роботи включає п’ять етапів: вивчення теоретичних положень майбутньої роботи, ознайомлення з приладом, проведення експерименту, обробки його результатів та складання звіту.

Правила виконання лабораторних робіт

1. До роботи в лабораторії допускаються студенти, які прослухали та вивчили розділи теоретичного курсу, де викладено матеріал з теми лабораторних занять, а також опанували вимоги техніки безпеки під час виконання лабораторних робіт.

2. Студенти, які працюють в лабораторії, розподіляються на бригади по дві-три особи.

3. Кожен студент повинен заздалегідь підготуватись до майбутнього лабораторного заняття, використавши лекційний матеріал, рекомендовану навчальну літературу та відповісти на питання, які дає викладач щодо теми заняття.

4. Ознайомитися з приладом, який використовується у лабораторній роботі та виконати необхідні вимірювання.

5. Кожна робота виконується з приладами, спеціально для неї призначеними.

6. Під час роботи з електровимірювальними приладами студент повинен слідкувати за тим, щоб вимірювана величина не перевищувала допустимих значень.

7. У випадку виникнення несправності чи аварійного стану установки студент повинен вимкнути її та сповістити викладача.

8. Після закінчення досліду кожен студент повинен до вимикання установки або до припинення роботи з приладом пред’явити викладачу до підпису бланк з результатами спостережень. Якщо результати дослідів будуть визнані незадовільними чи зовсім не будуть пред’явлені викладачу, то у такому випадку робота не зараховується і знову призначається студенту до виконання.

9. Кожен студент до майбутнього лабораторного заняття повинен пред’явити викладачу окремий звіт з виконаної роботи, без чого він не буде допущений до виконання наступної роботи.

10. У звіті необхідно привести результати спостережень, розрахунків та відповідні графіки, а також скласти висновок за результатам виконаної роботи.

11. Графіки рекомендується креслити на міліметровій сітці з нанесенням масштабу на координатні вісі.

Лабораторна робота № 1

ВИВЧЕННЯ МІКРОСКОПУ

Мета роботи

1. Вивчити як працює людське око

2. Призначення і пристрій лупи. Знати, як проходить процес збільшення лупи.

3. Знати як працює мікроскоп його призначення та принцип дії

Прилади та матеріали

1. Мікроскоп

2. Джерело світла

3. Еталонний мікрометр

4. Шкала-лінійка

5. Скляна пластинка

6. Мікрометр

7. Рисувальний апарат або дзеркальце

Теоретичні відомості

Пристрій мікроскопу. Найпростіший мікроскоп складається з двох основних частин механічної та оптичної.

Механічна частина складається зі штатива і тубуса. Тубус мікроскопа представляє собою трубку, в яку знизу вгвинчуються змінні об'єктиви, а зверху вставляються змінні окуляри. Механізм для руху тубуса (фокусування) складається з рейки і зчіплюючегося з нею зубчатого колеса. Обертанням маховичків, що сидять на кінцях осі колеса, можна піднімати або опускати тубус. Більш повільне пересування тубуса, необхідне для точного фокусування об'єктиву, досягається за допомогою обертання мікрометричного гвинта.

Штатив мікроскопа має пасивну основу, що додає йому необхідну стійкість. Колонка, яка в простих моделях нерухомо закріплена в верти- кальному становищі, може в більш складних і дорогих моделях нахилятися для більш зручного спостереження.

Предметний столик квадратної або круглої форми служить для закріплення препарату і має на верхній площині два отвори, в які вставляються штифти з пружинами, що притискають препарат до столика для запобігання пересування препарату під час спостереження. Безпосередньо під столиком або на конденсаторі укріплена рухома діафрагма, що служить для регулювання освітленості зображення об'єкта, який розглядається. Діафрагми бувають двох видів: револьверні та ірисові. Простіші - револьверні - складаються з диска, в якому просвердлений ряд отворів різного діаметру; ці отвори можуть установлюватися проти отворів в столику мікроскопа за допомогою повороту диска. Ірисові діафрагми складаються з окремих сталевих пластинок особливої форми, що утворюють круглий отвір, діаметр якого можна плавно змінювати, повертаючи пластинки за допомогою важеля.

Оптична частина складається з освітлювального пристрою (дзеркало і конденсатор), змінних об'єктивів і окуляра. Дзеркало служить для направлення променів від джерела світла вздовж осі приладу крізь даний об'єкт.

Конденсор зазвичай складається з двох або трьох лінз, за допомогою яких світло, яке відображається від дзеркала, концентрується пучком, що сильно сходится на об'єктиві. Для найбільш виразного зображення необхідно, щоб об'єкт знаходився в фокусі цього пучка, для чого конденсор в більш сучасних приладах може пересуватися уздовж осі приладу допомогою кремальєри або гвинта.

Об'єктив - найважливіша частина мікроскопа - складається з системи лінз, зібраних в одній оправі. Передня, т.зв. фронтальна лінза, є головною і єдиною, що збільшує зображення об’єкту, інші служать лише для виправлення недостатків зображення, створюваного фронтальної лінзою, і тому називаються корегуючими. Власне максимальне збільшення об'єктива вигравірувано на його оправі.

Окуляр являє собою складну лупу, що складається з двох лінз, що відстоять одна від одної на відстань, рівну напівсумі їх фокусних відстаней (окуляр Гюйгенса). Обидві лінзи укладені в трубку, яка вставляється у верхній отвір тубуса. На окулярі вигравірувано його збільшення. Лінза, звернена до об'єктиву, називається колективом або збиральною лінзою, а звернена до очей - очною. Якщо світло йде від країв об'єкта в окуляр і далі, то в око воно не потрапляє і поле зору мікроскопа буде дуже обмеженим. Колектив збирає всі промені, що йдуть від об'єктива і направляє їх в окуляр – очну лінзу. Очна лінза, діючи як лупа, дає основне збільшення.