Микроскоп

Оптикалық микроскоптардың көмегімен үлкен ұлғайту мен жақын орналасқан заттар немсе олардың жеке бөліктері қарастырылады. Микроскоптағы сәулелер жолы 3-ші суретте көрсетілген.

АВ заты объективтің алдыңғы фокалдық жазықтығының жанында орналасқан. Объектив үлкейтілген нақты кері бейнесін береді, ол окуляр арқылы қарастырылады.бейнесі окулярдың F₂ алдыңғы фокусының жанында орналасу керек, сондықтан деп санауға болады, мұндағы- объективтіңартқы фокусынан Ғ₂ алдыңғы фокусына дейінгі қашықтық.

Объективтің беретін көлденең ұлғайтуы келесіге тең:

(6)

Осыдан бейнесінің өлшемін анықтаймыз:

(7)

бейнесі бұрышынан көрінеді.

(8)

Анықтама бойынша (9)

Микроскоптың бұрыштық ұлғайтуын анықтайық:

(10)

яғни микроскоптың ұлғайтуы объектив пен окулярдың ұлғайтуларының көбейтіндісіне тең. Олардың мәндері окуляр мен объективтің жақтауларында келесі түрде көрсетіледі: 8^х, 20^х және т.с.с. (8-еселік, 20-еселік ұлғайту)

Микроскоптың сипаттамасы

Микроскоп төменгі бөлігінде объектив, ал үстінгі бөлігінде окуляр орналасқан тубустан тұрады. Объектив бір жақтауға бекітілген линзалар жүйесі болып келеді. Окуляр кішкентай түтікшеге бекітілген екі жинағыш линзадан тұрады. Олардың бірі - өрістік, екіншісі – көздік деп аталады.

Үстелдің үстінде микроскоптың тубусы, ал астында айна орналасқан. Айна қандай да бір жарық көзінен шыққан сәулелердің затқа бағытталуын қамтамасыз етеді. Тубус бұранданың көмегімен АВ заты объективтің негізгі фокусынан аз ғана алыс орналасатындай етіліп бекітіледі. АВ затының шын бейнесі объективтің басқа жағындағы объективте алынады. Бұл бейнені окулярдың көздік линзасы арқылы бақылауға болады. Ол линза осы жағдайда АВ жалған бейнені беретін лупа секілді жұмыс істейді.

Микроскоп әр түрлі оптикалық күштерге ие бірнеше объективтен тұрады. Тубустың осындай үлгілемелік орын ауыстыруы сәйкес бөліктері бар микрометрлік винт арқылы іске асады.

Микроскоптың көмегімен шынының сыну көрсеткішін анықтау.

Жарықтың оптикалық тығыздықтары әр түрлі екі мөлдір заттың тегіс және жазық шекарасынан өткен кезде жарықтың АО түскен сәулесі ОВ шағылған және ОД сынған сәулелерге бөлінеді.(сурет 4) Бұл сәулелердің бағыттары жарықтың сыну және шағылу заңдары арқылы анықталады.

1) АО түскен сәуле, түсу нүктесіне жүргізілген РОР нормалі, ОВ шағылған сәуле және ОД сынған сәуле бір жазықтықта жатады.

2) Шағылу бұрышы мен сыну бұрышы өзара тең.

3) i түсу бұрышының синусының r сыну бұрышының синусына қатынасы 1-ші ортадағы жарық жылдамдығының() 2-ші ортадағы жарық жылдамдығына() қатынасына тең:

.

Соңғы заңнан көретініміздей жарық әртүрлі орталарда әртүрлі жылдамдықпен таралады.

Берілген екі орта үшін және толқын ұзындығы берілген жарық сәулесі үшін 1-ші ортадағы жарық жылдамдығының 2-ші ортадағы жарық жылдамдығына қатынасы және түсу бұрышының синусының сыну бұрышының синусына қатынасы тұрақты шама болып келеді, яғни

;.

n₂₁ шамасы 2-ші ортаның 1-ші ортаға қатысты салыстырмалы сыну көрсеткіші деп аталады.

Егер 1-ші орта вакуум немесе ауа болса, онда 2-ші ортаның n₂ сыну көрсеткіші вакуумға қатысты абсолют сыну көрсеткіші немесе жай ғана сыну көрсеткіш деп аталады.

2-ші ортаның абсолют сыну көрсеткіші(сурет1):

;;

мұндағы с – вакуумдағы жарық жылдамдығы,

- 2-ші ортадағы жарық жылдамдығы,

басқаша айтқанда ортаның сыну көрсеткіші дегеніміз вакуумдағы жарық жылдамдығының берілген ортадағы жарық жылдамдығына қатынасы:

Сыну көрсеткіші жарықтың толқын ұзындығы мен ортаның қасиеттеріне тәуелді. Абсолют сыну көрсеткіш 1-ден үлкен шама болып келеді. Бұл берілген ортадағы жарық жылдамдығы вакуумдағы жарық жылдамдығынан әрқашанда кем болатынын білдіреді.

Екі ортаның салыстырмалы сыну көрсеткіші n₂₁ орталардың n₁ және n₂ абсолют сыну көрсеткіштерімен келесі түрде байланысты:

Заттардың сыну көрсеткіштерін анықтау үшін көптеген әдістер қолданылады. Осылардың біріне шынының сыну көрсеткішін микроскоп арқылы анықтау әдісі жатады.

Бұл әдістің негізінде жарық сәулелерінің сынуы салдарынан шыны пластинканың қалыңдығының жалған кему құбылысы жатыр. Шыны пластинка арқылы сәулелердің өту сызбасы 5-ші суретте келтірілген.

Д

Шыны пластинканың төменгі бетіндегі А нүктесіне 1 және 2 сәулелері түссін. 1 сәулесі пластинка бетіне нормаль түскендіктен сынуға ұшырамай пластинка арқылы өтіп В нүктесінен шығады. 2 сәулесі орталардың шекарасындағы С нүктесіне I бұрышпен түседі және пластинкадан шыққан соң Д нүктесіне қарай rсыну бұрышымен бағытталады. r сыну бұрышы i түсу бұрышынан үлкен. Егер ДС бағыты бойынша Д нүктесінен қараса, онда бақылаушы СД сәулесінің жалғасы мен АВ сәулесімен қиылысу нүктесі болатынын көреді. Бақылаушы үшін А нүктесінүктесіне ығысады. Пластинканың қалыңдығы-ға ығысады. 5-ші суреттен пластинканыңжалған қалыңдығы оның AB=H шын қалыңдығынан артық болатынын көреміз.

Нормаль түсетін сәулелерге жақын сәулелер үшін түсу және сыну бұрыштары аз болып келеді. Бұл жағдайда синустарды тангенстермен айырбастауға болады және жарықтың сыну заңы бойынша келесіні жазуға болады (сәулелердің кері жүрісін қарастырғанда, яғни Д нүктесінен А нүктесіне):

.

Суретті қарап сәйкес түрлендірулер жасаған соң келесіні аламыз:

;;.

Сондықтан шынының сыну көрсеткішінің шыны пластинканың H шын қалыңдығының оның h жалған қалыңдығына қатынасы арқылы анықтауға болады. Пластинканың шын қалыңдығын микрометрмен, ал жалған қалыңдығын микрометрлік бұрандасы (немесе дөңгелек индикаторы) бар микроскоп көмегімен өлшейді.

Тубустың орын ауыстыруын дөңгелек индикатор(ДИ) арқылы өлшеуге болады. Индикатордың үлкен тілінің бір толық айналуы кіші тілдің 1мм-ге ығысуына сәйкес келеді. Индикатор шкаласындағы бөлік құны 0,01мм-ге тең. Кіші тілі бар шкаладағы бөлік құны үлкен тілдің бір айналып өтуіне сәйкес келеді.