- •Лабораторна робота № 11 (19) визначення коефіцієнта самоіндукції
- •Література
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання
- •Порядок виконання роботи Завдання1. Визначення коефіцієнта трансформації
- •Завдання 2. Визначення коефіцієнта корисної дії трансформатора
- •Контрольні питання
- •Підготовка апарата до роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання
- •Закон відбивання світла:
- •Основні складові конструкції рефрактометра
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання
- •Опис установки і методу визначення довжини хвилі світла
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 16 (26) Будова та принцип роботи оптичного мікроскопа, визначення розмірів малих об’єктів за допомогою оптичного мікроскопа
- •Література
- •Оптична схема мікроскопа
- •Будова мікроскопа
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання
- •Для розчинів значення τ залежить від їх концентрації, тому за τ знаходять концентрацію досліджуваного розчину. Крім того, у фотометрії широко користуються поняттям екстинкції.
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання
- •Література
- •Фізика з основами біофізики Методичні вказівки до лабораторно-практичних робіт для студентів аграрних вузів
Контрольні питання
1. Що таке світло?
2. Пояснити явище інтерференції.
3. Що таке дифракція?
4. Принцип Гюйгенса-Френеля.
5. Умови максимумів і мінімумів інтерференції.
6. Умови дифракційних максимумів та мінімумів на 2-х щілинах.
7. Що таке дифракційна гратка і для чого вона застосовується?
8. Виведення робочої формули.
Лабораторна робота № 16 (26) Будова та принцип роботи оптичного мікроскопа, визначення розмірів малих об’єктів за допомогою оптичного мікроскопа
Мета роботи. Вивчити оптичну схему і будову світлового мікроскопа, визначити розміри еритроцитів крові.
Прилади і приладдя: мікроскоп біологічний, окулярно-гвинтовий мікрометр, камера Горяєва, гістологічний препарат.
Література
Грабовский Р.И. Курс физики. Учебное пособие для с.-х. вузов – М., 1980. – 607 с.
Розумнюк В.Т., Якименко І.Л. Фізика. Основні поняття, явища і закони. – Біла Церква, 2004. – 71 с.
Мікроскоп – це прилад, що використовується для візуального спостереження і вивчення об'єктів, невидимих неозброєним оком: мікроорганізмів, тканин і окремих клітин, кристалів солей тощо. Для досліджень в біології, біофізиці, ветеринарії використовують біологічні мікроскопи типу МБН, МБР, БМ, МБС тощо, принцип дії яких однаковий, але вони відрізняються величинами збільшення і роздільної сили.
Оптична схема мікроскопа
Оптична схема найпростішого мікроскопа (рис. 16.1) включає в себе дві збірні лінзи, розміщені на одній оптичній осі:
короткофокусну – об'єктив (ОБ) з фокусною відстанню fоб і довгофокусну – окуляр (ОК) з фокусною відстанню fок. Досліджуваний об'єкт (препарат) розміщують поблизу головного фокуса об'єктива.
Рис. 16.1.
Розглянемо хід променів у мікроскопі, не дотримуючись відносних розмірів.
Для побудови зображення в лінзах користуються двома крайніми точками А і В предмета АВ, зображення якого отримують, користуючись законом подібності предмета і його зображення. Будуючи зображення точки В предмета, користуються двома променями, що ідуть від неї в бік об'єктива: один паралельний головній оптичній осі мікроскопа ОО', другий йде від точки В через центр лінзи.
Перший промінь після заломлення в лінзі проходить через задній фокус, а другий – через лінзу без заломлення. Точка В' перетину цих променів дає зображення точки В предмета АВ.
Аналогічно отримуємо точку А', що є зображенням точки А. Таким чином, відрізок А'В' є зображенням в об'єктиві предмета АВ (рис. 16.1).
Із рисунка 16.1 видно, що зображення А'В' є дійсним (будується за точками перетинання променів), збільшеним і оберненим.
Побудова зображення в окулярі, для якого предметом є зображення А'В' в об'єктиві, проводиться аналогічним чином. Однак через те, що окуляр розміщений відносно об'єктива так, що зображення А'В', яке є для окуляра предметом, знаходиться між переднім фокусом окуляра і самим окуляром, то промені, що йдуть від точки В' через центр окуляра і його задній фокус, не перетинаються при їх продовженні. Тому зображення В" точки В' в окулярі отримується на перетині уявних продовжень променів. Таким чином, в око спостерігача після окуляра потрапляють промені, що розходяться, і зображення В" точки В' буде здаватися спостерігачу як таке, що знаходиться на перетині уявних променів, які є продовженням променів, цю розходяться після окуляра.
Опустивши перпендикуляр із точки В" на вісь ОО', отримуємо зображення А"В" препарату АВ в мікроскопі. Воно є збільшеним, оберненим (відносно предмета) і уявним.
Уявним називається зображення, побудоване за допомогою перетину продовження променів, що розходяться.
Із схеми ходу променів на рисунку 16.1 видно, що зображення препарату в мікроскопі збільшується двічі – об'єктивом і окуляром. Тому збільшення мікроскопа N дорівнює добуткові збільшення об'єктива Х і окуляра Y:
N = XY.
У підручнику виводяться формули для визначення збільшень Х об'єктива і Y окуляра мікроскопа.
Для об'єктива:
,
де l – відстань від фокуса об'єктива до фокуса окуляра (оптична довжина тубуса мікроскопа).
Для окуляра:
,
де L – відстань найкращого бачення (відстань від окуляра до зображення А"В").
Тому для збільшення N мікроскопа, яке показує у скільки разів зображення А"В" більше предмета АВ, маємо:
. (1)
Сучасні біологічні мікроскопи (типу МБН) дозволяють отримати збільшення досліджуваних об'єктів у 2500–3000 разів. Досягнути більшого збільшення неможливо внаслідок явища дифракції на вхідному отворі об'єктива, тому що дифракційні картини двох близько розміщених точок препарату перекриваються.
Дві точки препарату можна бачити окремо, якщо їх дифракційні зображення взаємно перекриваються не більше, ніж на половину кожного із зображень. При більшому перекритті побачити такі точки препарату в мікроскопі окремо неможливо.
Найменша відстань Z між двома точками, при якій вони видні окремо, називається роздільною відстанню мікроскопа.
Роздільна відстань мікроскопа визначається за формулою:
, (2)
де n – показник заломлення середовища між препаратом і об'єктивом; – довжина хвилі світла, яким освітлюється препарат; – апертурний кут (кут, що утворюється крайніми променями світлового потоку, який падає на об'єктив від точки препарату, що співпадає із головною оптичною віссю мікроскопа).
Величинуназивають числовою апертурою мікроскопа.
Величину R, обернену роздільній відстані Z, яка характеризує роздільну здатність (здатність оптичної системи передавати зображення без спотворення) називають роздільною силою мікроскопа.
. (3)
Із формули (3) видно, що для збільшення R необхідно, щоб між предметом і об'єктивом було середовище з найбільшим значенням показника заломлення n. На практиці цей простір заповнюють деякою рідиною (наприклад, гліцерином) із значно більшим, порівняно з повітрям, показником заломлення n. Цим збільшується числова апертура і роздільна сила об'єктива мікроскопа.
Роздільна сила кращих сучасних біологічних мікроскопів при спостереженні у видимому світлі становить 0,3 мкм -1. При цьому гранична роздільна відстань Z = 0,3 мкм, що приблизно дорівнює половині довжини хвилі світла, яке використовується для освітлення об'єкта дослідження.