Выполнение работы

1. Поместить на предметный столик зеркальце, поверх которого разместить линзу.

2. Сфокусировать объектив микроскопа на верхней плоскости зеркальца.

3. С помощью микровинтов установить систему линза-зеркальце так, чтобы в поле зрения попали кольца Ньютона.

4. Определить диаметр колец с помощью линейки на окуляре

5. С помощью рабочей формулы вычислить радиус кривизны линзы.

6. Оформить результаты вычислений, сделать выводы.

Лабораторная работа № 7 изучение микроскопа

Вопросы для подготовки

1. Что такое линза? Разновидности линз.

2. Основные элементы линзы.

3. Какие лучи следует взять для построения изображения в линзе?

4. Виды изображения

5. Постройте изображение в линзе, если предмет находится за двойным фокусом, между фокусом и двойным фокусом, фокусом и линзой.

6. Построение изображения в микроскопе.

7. Увеличение микроскопа.

8. Измерительная установка. Ход выполнения работы.

177Equation Section (Next)

Теоретические положения

Простейший микроскоп состоит из короткофокусного объектива и длиннофокусного окуляра, основной частью которых являются линзы.

Линзами называются прозрачные тела, ограниченные сферическими поверхностями. Чаще всего линзы бывают стеклянные с очень тщательно отполированными поверхностями, одна из поверхностей может быть плоской.

По оптическим свойствам линзы делятся на собирающие и рассеивающие, а по своей форме – на выпуклые и вогнутые (Рис. 1).

а	б
Рис.1. Виды линз: а) выпуклые; б) вогнутые

Рис.2. Расположение оптической оси и фокуса линзы О.

Основными понятиями, относящимися к линзе, являются оптическая ось, оптический центр О, фокус F. (Рис. 2).

Лучи, падающие на линзу параллельно главной оптической оси, собираются в главном фокусе линзы. Фокус бывает действительный (если в нем пересекаются лучи) и мнимый (если в нем пересекаются продолжения лучей). У линзы два фокуса (по обе стороны от линзы).

оптическая ось

Построение изображения в собирающей линзе

Изображение предмета в линзах строят с помощью 3-х лучей:

1. Луч, идущий через главный фокус F, после преломления в линзе идет параллельно главной оптической оси.

2. Луч, идущий параллельно главной оптической оси, после преломления в линзе идет через главный фокус F.

3. Луч, идущий через оптический центр линзы, не преломляется.

Для построения изображения достаточно двух лучей из перечисленных трех.

Изображения бывают:

1. действительные и мнимые;

2. увеличенные и уменьшенные;

3. прямые и перевернутые.

Вид изображения зависит от места расположения изображаемого предмета перед линзой.

а) Если предмет находится между главнымF и двойным 2F фокусом (Рис. 3), его изображение является действительным, увеличенным, перевернутым. Такой вид изображения используется в увеличителях, проекторах.

Рис.3. Ход лучей от предмета, находящегося между фокусом и двойным фокусом линзы.

б) Если предмет расположен за двойным фокусом 2F, то его изображение действительное, уменьшенное, перевернутое (рис. 4)

Рис.4. Ход лучей от предмета, находящегося за двойным фокусом линзы.

Используется в фотоаппаратах, видеокамерах, кинокамерах.

Рис.5 Ход лучей от предмета, находящегося между фокусом линзы и линзой.

в) Если предмет поместить между фокусом и линзой (рис. 5), (как в лупе), то изображение получается увеличенное, перевернутое, мнимое (рис.5).

Ход лучей в микроскопе

Микроскоп состоит из объектива Об, перед которым помещается рассматриваемый объект , и окулярасквозь который рассматривается увеличенное изображение объекта.

Рис.6. Схематическое изображение микроскопа.- предмет,- изображение, создаваемое объективом Об,- мнимое изображение, создаваемое окуляром Ок.

Объектив располагают так, чтобы предмет находился между его фокусом и двойным фокусом, а изображение- между окуляром и фокусом (окуляр должен «действовать» как лупа). Изображениев микроскопе, создаваемое окуляром, получается увеличенным, перевернутым и мнимым.

Увеличением микроскопа называется отношение линейных размеров изображения к линейным размерам предмета. Увеличение обозначается буквой W:

или

где увеличение объектива и окуляра;– размер предмета;– размеры изображения в окуляре. Максимальное увеличение микроскопа не превышает 3000 раз.

Числовая апертура объектива микроскопа. Числовой апертурой в пространстве предметов А называют произведение показателя преломления среды, в которой находится объект, на синус апертурного угла.

.

Как правило, среда, в которой находится объект – воздух с , поэтому. Апертурным угломназывается половина угла при вершине конуса лучей, который выходит из осевой точки объекта и опирается на края апертурной диафрагмы (Рис.7).

Рис.7

Числовая апертура может быть определена с помощью диафрагмы 2 и масштабной линейки . Для этого через тубус микроскопа (без окуляра) рассматривают изображение шкалы линейки на фоне светлого отверстия объектива и отсчитывают видимое количество делений α. Зная расстояние h от линейки до диафрагмы, расположенной в предметной плоскости микроскопа, определяют

.

С помощью последней формулы можно перейти к .