A mikroszkóp vizsgálata

Átírás

1 8. Mérés A miroszóp vizsgálata ót Csaba elsőéves Anyagtuomány mesterszaos allgató ZLGPN Szera élelőtti csoport mérés iőpontja: jegyzőönyv beaás iőpontja:

2 . Mérés elve.. A miroszóp sugármenete Az első ábrán a miroszóp épalotásána vázlatos bemutatását látatju, aol min az objetívet, min az oulárt egyszerű véony lencseént ábrázoltu.. ábra A miroszóp felépítése. ábra A miroszóp épalotása A vizsgálanó tárgyról iinuló fénysugara elsőént az objetíven alana eresztül. Az objetív és az oulár fóuszsíjai egymástól, a miroszóp felépítése által megatározott, állanó távolságban vanna. Ez az optiai tubusossz ( ). A épszeresztést a lencsé átsó gyújtópontjain és a özéppontjain átmenő sugaraal mutatja a. ábra, arra az esetre, melyben az objetív által előállított K ép az oulár első gyújtósíjában van, teát a végső épet aomoáció nélül a végtelenben látju. Ha a végső épet a tiszta látás távolságában ívánju szemlélni, az oulárt annyival beljebb tolju, ogy az. és. sugara egymást a szemüntől ~5 cm távolságban messé. Végereményéppen a miroszóp ereő nagyítása az objetív és az oulár nagyításána szorzata: N N N. össz ob o

3 .. Az objetív nagyításána mérése Az objetív nagyítása efiníció szerint: K N ob T Az objetív nagyítását objetív-mirométer és oulár-mirométer segítségével méretjü meg. A miroszóp elyes beállítása esetén az objetív épe és az oulár-mirométer száleresztje együtt látszi élesen. Az objetív nagyítását úgy apju meg, ogy a tárgyasztalra elyezett objetív-mirométer valaány osztásána megfelelő valói osszúságot (T tárgyméretet) összeasonlítju az oulárban látató, nei megfelelő épmérettel (K), amelyet az oulár-mirométerrel sálájána segítségével mérün meg. A 3. és 4. ábrá alapján T T T, és K K K. Ebből a ét aatból az objetív nagyítását már i tuju számolni. 3. ábra Az objetív nagyítás mérés iinulási elyzete.3. Az objetív fóusztávolságána mérése 4. ábra Az objetív nagyítás mérés végelyzete

4 Az objetív nagyítása a. ábra alapján, a K-t és a T-t tartalmazó asonló áromszöge segítségével, ifejezető a tubusossz ( ) és az objetív fóusztávolság (f ) ányaosaént is. K N ob T A tubusosszat azonban özvetlenül nem tuju mérni. Az objetív fóusztávolságána megatározásáoz ezért ét ülönböző tubusossz mellett ell megmérnün az objetív nagyítását, és ezután, a tubusossz megváltoztatásána ismeretében, a fóusztávolság már számolató. Ugyanis a. ábra alapján, a ét tubusosszra felírva az objetív nagyítását: N ob f; N ob f. A ét ifejezést ivonva egymásból az objetív fóusztávolsága (f ) a tubusosszmegváltozással ifejezető: f N ob N ob A nagyítást étszer mértem. Egyszer az ereeti tubusosszal, másoszor peig a tubusosszabbító beitatása után..4. A numerius apertúra megatározása A miroszóp leépezéséne részleteit az Abbe-féle leépezési elmélet írja le. Az Abbeelmélet szerint a miroszópnál a T tárgy renszerint véony, alulról megvilágított elyről elyre más fényáteresztő épességű réteg. A onenzorról a tárgyra bocsátott fény a tárgy átlátszó, ill. fényelnyelő részein átalava, mint egy rácson, elajlást szenve. A rácson történő fényelajlás leírása szerint a a rácsot n törésmutatójú özeg veszi örül, a rácsállanó, a. elajlási ren szöge, aor a övetező összefüggés érvényes:. nsin A legisebb távolság, amit az objetív fel tu bontani: nsin u aol a megvilágító fény ullámossza, n a tárgy és az objetív özötti özeg törésmutatója, u peig az objetívre eső fénynyaláb félnyílásszöge, aogyan az 5. ábra mutatja. A ifejezésben szereplő A nsin u mennyiséget numerius apertúrána nevezzü. f

5 5. ábra A numerius apertúra méréséez Az objetív numerius apertúráját a övetezőéppen atározatju meg. Egy =0-5 mm vastag, átlátszó asábot elyezün a tárgyasztalra, és erre egy üveg tárgylemezre ragasztott pengét teszün. A miroszópot élesre állítju a penge élére, ezzel a tárgytávolságot állítju be. Ezt övetően a tárgylemez alól ivesszü a magasságú asábot, vagyis a tárgyat távolsággal a tárgysí mögé elyezzü. Eltávolítju az oulárt, és elyébe lyublenét teszün. Ezzel elérjü, ogy izárólag az objetív sugármenetét vizsgálju, másrészt a lyu biztosítja, ogy minig azonos pontról szemléljü az A és B ponto A és B épét. Ugyanis megmérjü azt, ogy a tárgyasztalon meora távolsággal ell elmozítani a pengét, amíg éppen megjeleni a lyublenén eresztül nézve (A pont), aig, míg teljesen eltaarja az objetívbe tartó fényt, vagyis míg a penge éle átala a épmezőn (B pont). Az 5. ábrán ezt a távolságot a-val jelöltü. Így az u félnyílásszöge: a u arctg melyből az objetív numerius apertúrája iszámítató..5. Lencse görbületi sugarána mérése Newton-gyűrűel A Newton-gyűrű létrejötte fényinterferencián alapuló jelenség. Az elrenezés a övetező: a vizsgálanó gömbfelületre átlátszó síüveg lemezt elyezün, és az egészet egy miroszóp tárgyasztalára tesszü. A fényne a lemezre merőlegesen ell beesnie, ezért a visszavert fényben aarun olgozni, az objetív elé ferén egy féligáteresztő türöt elyezün, mely az olalt álló lámpa fényét a felületre vetíti. Ezt az elrenezést látatju a 6. ábrán.

6 6. ábra A lencse görbületi sugarána mérése A vizsgálanó jelenség a lencse és a síüveg özött levő levegőréteg felső felületéről, valamint a lencse felületéről visszaverőő nyalábo özött létrejövő interferencia. A ialauló interferenciaép az egyenlő vastagság görbéit mutatja, amelye lencsé esetében gyűrű alaúa, sötét özépponttal. Eze az un. Newton-féle gyűrű. Ha a lencse görbületi sugara, aor az interferencia görbé olyan oncentrius sötét örö, melye sugarai: r állanó, aol,, 3... Homorú lencsé görbületi sugarát ( ) is megméretjü, a a lencsét egy isebb, e ismert görbületi sugarú ( ) omború lencsére elyezzü. Az apott sugarat nevezzü -ne. Ez a asznált lencsé sugaraival a övetező apcsolatban van:.. Mérés eszözei fénymiroszóp objetíve oulár spetrállámpa tubuosszabbító lencsé r grafion mereeségéből

7 plexi-asáb penge 3. Mérési aato és iértéelés mérőely: abla felőli 3.. Az objetív nagyításána mérése A mért aatoat az alábbi táblázatban foglaltam össze. objetív T K T száma K N ob Nob féligáteresztő türös táblázat Az objetív nagyításána mérése A nagyítást az alábbi éplet alapján számoltam: K N ob T 3.. Az objetív fóusztávolságána mérése A mért aatoat a. táblázatban foglaltam össze. tubusossz-megváltozás: K T 4.00 cm objetív T K T K N ob N ob száma f / cm A fóusztávolság ibájána számítása: f N ob N ob f f N N ob. táblázat A fóusztávolság mérése ob ob ob N N N N f f 4609 Nob N Teát az objetíve fóusztávolsága: f cm ob ob ob f cm 3.3. A numerius apertúra megatározása A mért aatoat a 3. táblázatban foglaltam össze. asáb magassága:.00 cm objetív x x gyári x a a u n A száma A

8 táblázat A numerius apertúra megatározása Numerius apertúra ibájána számítása: a x x , x x a x x , x a x x x u , u u x A ncos uu A , A cos cos Teát a numerius apertúrá: A A Lencse görbületi sugarána mérése Newton-gyűrűel -4 Használt ullámossz: 589 nm mm Domború lencse görbületi sugarána megatározása A 4-es lencse nem címés olalát vizsgáltam. A mért aatoat a 4. táblázatban foglaltam össze. x mm x mm / bal jobb / r r táblázat Domború lencse görbületi sugarána megatározása r a gyűrű valói sugarát jelöli, melyet a övetezőéppen számoltam i ( N. 98): r N x jobb x bal obj Ábrázolva r -et a függvényében, maj a pontora egyenest illesztve: obj

9 r Equation y = a + b*x Aj. -Square Value Stanar Error B Intercept B Slope E Az egyenes mereesége: m A fentie alapján: 7. ábra Domború lencse görbületi sugarána megatározása mm m 05.5 mm 0.55 cm m Nobj m N obj Teát a omború lencse görbületi sugara: cm Homorú lencse görbületi sugarána megatározása A 5-ös lencse címés olalát vizsgáltam. A mért aatoat az 5. táblázatban foglaltam össze. x bal x jobb mm r r

10 Ábrázolva 5. táblázat Domború lencse görbületi sugarána megatározása r -et a függvényében, maj a pontora egyenest illesztve: r Equation y = a + b*x Aj. -Square Value Stanar Error B Intercept B Slope E Az egyenes mereesége: m A fentie alapján: 8. ábra Homorú lencse görbületi sugarána megatározása mm m.5 mm.5 cm m Nobj m N obj 0.50 cm Teát a omorú lencse görbületi sugara: 0..3cm.5 cm cm 0.5 cm