ЛАБА 3

1. Принцип действия оптического микроскопа

Оптический микроскоп - это прибор, который использует видимый свет и систему линз для создания увеличенного изображения малых объектов. Основной принцип работы основан на преломлении света при прохождении через линзы, что позволяет получить увеличенное изображение образца.

Ключевые компоненты и их функции:

• Осветительная система: Эта система отвечает за то, чтобы объект был равномерно и ярко освещен. Она включает:

  • Источник света: (лампа) Обеспечивает необходимый для наблюдения световой поток.

  • Коллектор: Собирает свет от источника и направляет его на конденсор.

  • Конденсор: Фокусирует свет на образце. Важно отметить принцип Кёлера освещения, который обеспечивает равномерное освещение поля зрения, предотвращая появление артефактов от нити накаливания лампы или других элементов осветителя. Кёлеровское освещение предполагает фокусировку источника света в плоскости апертурной диафрагмы конденсора и фокусировку полевой диафрагмы конденсора в плоскости образца. Это критически важно для получения качественного изображения, особенно при высоких увеличениях.

    • Возможный вопрос: Объясните, почему важно использовать принцип Кёлера в оптической микроскопии.

• Наблюдательная система: Эта система отвечает за увеличение и формирование изображения. Она состоит из:

  • Объектив: Самая важная линза в микроскопе. Он собирает свет, прошедший через образец, и формирует увеличенное, действительное и перевернутое изображение в промежуточной плоскости (внутри тубуса микроскопа). Объективы характеризуются увеличением (например, 10x, 40x, 100x) и числовой апертурой (NA), которая определяет разрешающую способность. Чем выше числовая апертура, тем больше деталей можно увидеть.

    • Возможный вопрос: Что такое числовая апертура объектива и как она влияет на качество изображения?

  • Окуляр: Работает как лупа, дополнительно увеличивая промежуточное изображение, созданное объективом, и формируя окончательное мнимое, увеличенное и перевернутое изображение, которое видит наблюдатель.

  • Тубусные линзы (если есть): Используются для дополнительного увеличения или внесения коррекций в оптическую систему.

Общий принцип увеличения:

Общее увеличение микроскопа определяется как произведение увеличения объектива, увеличения окуляра и увеличения тубусных линз (если они есть):

Общее увеличение = Увеличение объектива × Увеличение окуляра × Увеличение тубусных линз

Путь света: Свет от источника проходит через конденсор, освещая образец. Объектив формирует увеличенное изображение образца в промежуточной плоскости. Окуляр дополнительно увеличивает это изображение, которое попадает на сетчатку глаза наблюдателя.

2. Определение размера дефекта «полость»

Для точного измерения размеров дефектов, таких как “полости”, в микроструктуре материала необходимо провести калибровку микроскопа. Это делается с помощью объект-микрометра – стеклянной пластинки с нанесенной на неё шкалой известной длины (например, цена деления 0.01 мм = 10 мкм).

Процесс измерения: