Сборка модели микроскопа и определение его линейного, углового увеличения и разрешающей способности.

Экспериментальная установка

Схема экспериментальной установки, с помощью которой моделируется микроскоп с заданным увеличением , изображена на рис. 4. На оптической скамье (рельсе) на рейтерах установлены линза – объектив (1) и линза – окуляр (2). В качестве объекта используется металлическая линейка с миллиметровыми делениями (3). Для измерения величины изображения объекта используется вертикальная миллиметровая шкала, установленная на штативе слева от оптической скамьи. Рейтеры, на которых монтируются указанные элементы, при необходимости, могут быть закреплены на рельсе фиксирующими винтами. Для контроля и измерения расстояний между различными элементами установки служит сантиметровая шкала, нанесенная на рельсе. С помощью нее устанавливается необходимое расстояние между объективом и окуляром, называемое длина тубуса .

Рис. 4.

Ход работы

1. Собрать модель микроскопа с линейным увеличением в 5 – 10 раз (по указанию преподавателя). В качестве объектива и окуляра используют линзы, расположенные на оптической скамье. Исходя из выбранного линейного увеличения и известных фокусных расстояний объектива и окуляра , по формуле (8) рассчитать длину тубуса , на котором должны быть установлены на оптической скамье объектив и окуляр.

2. Установить перед объективом рейтер с линейкой-объектом рейтер с линейкой-объектом и, наблюдая через окуляр, перемещать рейтер до тех пор, пока в поле зрения не появится резкое изображение объекта (для наблюдения удобно выбрать отрезок линейки длиной 5 мм).

3. Для экспериментального определения линейного увеличения собранной модели микроскопа рядом со скамьей, слева на расстоянии наилучшего зрения см установить вертикальную измерительную шкалу.

4. Рассматривая левым глазом измерительную шкалу, а правым, через окуляр, изображение линейки-объекта, определить число делений шкалы , укладывающихся между делениями изображения линейки-объекта (рис. 5.). Вычислить линейное увеличение микроскопа:

(16)

и сравнить его с заданным увеличением .

Примечание: Поскольку глаза наблюдателя может иметь характеристики, значительно отличающиеся от «среднестатистического» глаза, более корректным будет определение расстояния наилучшего зрения для каждого наблюдателя в отдельности. Для определения индивидуального значения можно поступить следующим образом: наблюдая правым глазом поле зрения окуляра линейки-объекта, а левым – измерительную шкалу, перемещать левой рукой измерительную шкалу вдоль оптической скамьи и до тех пор, пока она визуально не окажется в одной плоскости с изображением линейки-объекта.

Рис. 5.

Измерив расстояние между положением измерительной шкалы и окуляром, определить расстояние наилучшего зрения для данного наблюдателя. Естественно, что в случае отличия значения от , необходимо пересчитать теоретическое увеличение модели микроскопа при заданном и новом значении расстояния наилучшего зрения .

5. Измерив расстояние , между объективом и линейкой-объектом, а также замерив диаметр объектива , по формуле (15), вычислить разрешающую способность микроскопа для желто-зеленой области спектра
( нм). Недостающие для вычисления величины определить самостоятельно.

6. Все эксперименты повторить не менее 5 раз, результаты занести в таблицу 1.

Таблица 1

№

, см

1. 2. 3. 4. 5.