Оптическая микроскопия. Лупа, ход лучей в лупе, ее увеличение. Ход лучей в микроскопе, формула для увеличения.
Способность глаза различать мелкие детали предмета зависит от размеров изображенияпредмета на сетчаткеили от угла зрения. Для увеличения угла зрения используют оптические приборы (лупы, микроскопы, телескопы и др.).
Оптическая микроскопия – раздел оптики, в котором изучают принципы действия оптических приборов.
Лупа – это короткофокусная собирающая линза ( f = 1-10 см). Это оптический прибор для рассматривания мелких объектов, плохо различимых глазом. Наблюдаемый предмет помещают от лупы на расстоянии, немного меньшем её фокусного расстояния. В этих условиях лупы даёт прямое, увеличенное и мнимое изображение оптическое предмета. После прохождения лупы лучи от предмета ещё раз преломляются в глазу и собираются в его дальней точке. Они попадают в глаз под углом, большим, чем лучи от предмета в отсутствие лупы; этим и объясняется увеличивающее действие лупы.
Увеличение
лупы –
отношение угла зрения
,
под которым видно изображение предмета,
к углу зрения
,
под которым виден предмет на расстоянии
наилучшего зрения невооруженным глазом:
Ход лучей в микроскопе:
Формула увеличения микроскопа:
Где
- оптическая длина тубуса,
– расстояние наилучшего зрения,
– фокусные расстояния окуляра и
объектива.
Предел разрешения и полезное увеличение микроскопа. Специальные приемы микроскопии: ультрафиолетовый микроскоп, иммерсионные среды, ультрамикроскопия, микропроекция и микрофотография.
Вследствие дифракции света, проходящего через объектив, изображение точки выглядит как светлый кружок.
Предел разрешения микроскопа ( ) – наименьшее расстояние между двумя точками предмета, при котором они различимы как отдельные объекты (т.е. воспринимаются в микроскопе как две точки).
Где
– длина волны света в вакууме,
– угловая апертура (угол между крайники
лучами светового пучка, входящего в
линзу объектива),
– показатель преломления среды между
предметом и линзой объектива,
– числовая апертура (эта
величина наиболее полно определяет
одновременно светосилу, разрешающую
способность объектива микроскопа).
Разрешающая способность микроскопа – это способность микроскопа давать раздельные изображения мелких деталей предмета. Это величина, обратная пределу разрешения микроскопа. Чем меньше Z, тем больше разрешающая способность микроскопа.
Полезное увеличение микроскопа – это то увеличение, при котором глаз различает все элементы структуры объекта, которые разрешимы микроскопом.
Измерение размеров микроскопических объектов с помощью микроскопа. Для этого применяют окулярный микрометр – круглую стеклянную пластинку, на которой нанесена шкала с делениями. Микрометр устанавливают в плоскости изображения, получаемого объектива. При рассматривании в окуляр изображения объекта и шкалы сливаются и можно отсчитать, какое расстояние по шкале соответствует измеряемой величине. Рассматривая объектный микрометр как предмет, совмещают в одном поле зрения две шкалы – объектную и окулярную – и определяют цену деления окулярного микрометра. При вращении винта перемещается перекрестие, что позволяет отсчитывать доли делений микрометра. Окулярно-винтовой микрометр нуждается в предварительное градуировке.
Микропроекция и микрофотография. Формирование микроскопического изображение происходит с участие человека и завершается образованием действительного изображения в глазу. Обычный микроскоп не создает действительного изображения, однако фотографирования и проекции микроскопического изображения на экран должно быть получено действительное изображение. Для этого изображение, даваемое объективом, надо расположить дальше фокусного расстояния окуляра.
Ультрамикроскопия. Метод обнаружения частиц, размеры которых лежат за пределами разрешения микроскопа. Микроскопы, работающие по этому методу, называют ультрамикроскопами. В них осуществляют боковое освещение, благодаря чему субмикроскопические частицы видны как светлые точки на темном фоне, строение частиц увидеть нельзя.
Ультрафиолетовая микроскопия - при которой объект освещают ультрафиолетовыми лучами, а его видимое изображение получают с помощью люминесцентного экрана или посредством микрофотографии; применяется, напр., для повышения контрастности изображения, особенно внутриклеточных структур.