БАЛТИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА Н-2

ДИСЦИПЛИНА - ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЙ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

Ст. преподаватель ЮЛИШ В.И.

сАНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2011 Г.

Основные положения

1. Студенты должны пройти инструктаж по техники безопасности и расписаться в журнале по ТБ.

2. Работа выполняется бригадой в составе не более 2 человек.

3. На выполнение каждой ЛР отводится 4 часа.

4. Студент заранее получает тему ЛР и готовится в ЛР, привлекая теоретический материал по изучаемой теме и отвечая на контрольные вопросы, изложенные м методических указаниях.

5. Перед тем, как приступить к работе, студент проходит собеседование с преподавателем, по результатам которого он получает допуск к работе.

6. При выполнении работы студенты заносят результаты в тетрадь для лабораторных работ.

7. После выполнения работы бригада убирает рабочее место и подписывает результаты у преподавателя.

8. Защита лабораторной работы проводится на следующем занятии.

9. К защите каждый студент должен подготовить отчет по форме, указанной в методических указаниях. Отчет должен быть оформлен на компьютере по правилам оформления текстовой документации.

К следующей лабораторной работе студент может быть допущен только после защиты предыдущей выполненной работы.

БАЛТИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА Н-2

ДИСЦИПЛИНА - ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЙ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

ПРИНЦИПЫ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕРЕОИЗОБРАЖЕНИЯ. ПРИМЕНЕНИЕ СТЕРЕОИЗОБРАЖЕНИЙ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ МИКРООБЪЕКТОВ

Ст. преподаватель ЮЛИШ В.И.

сАНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2011 Г.

.

1. Цель работы

Изучение принципов получения стереоизображений, изучение принципа действия и возможностей применения стереомикроскопа в исследовательской и измерительной практике, сравнение стереомикроскопа с обычным оптическим микроскопом.

2. Оборудование, материалы, наглядные пособия.

• Микроскоп стереоскопический «Техниваль», микроскоп ММУ.

• Стереоскоп, стереопары.

• Альбом №1 со стереокартинками.

• Альбом №2 со стереоизображениями.

3. Образцы для исследования:

• Транзистор, микросборки, микросхемы с удаленной крышкой-.№1.

• Микросхема в корпусе N2.

• Пленочная микросхема №3.

• Кристаллы интегральных датчиков давлений N4.

• Фотошаблон N5.

.

4. Теоретическая часть.

4. 1. Принцип получения стереоизображения.

Стереоскопическое (пространственное) изображение - изображение, которое при рассматривании представляется объемным (трехмерным). Объемность изображения обуславливается бинокулярным стереоэффектом, который возникает при наблюдении объектов двумя глазами, когда правый и левый глаз наблюдают пространственный объект в разных ракурсах. При наблюдении стереоскопического изображения, как и в естественных условиях, каждому глазу представляется возможность видеть свой ракурс объекта, в сознании человека происходит автоматическое слияние этих ракурсов в одно слитное пространственное изображение. Таким образом, необходимым условием для получения стереоизображения объекта, является направление в каждый из двух глаз наблюдателя изображения объекта, полученного при определенном ракурсе (т.е. оба глаза получают изображения). Фотография или рисунок представляют собой плоское изображение объекта. При рассматривании такого изображения оба глаза получают одинаковые картинки. Для пространственного отображения объекта делают две фотографии с разных ракурсов. Такие два изображения называются стереопарой. При рассматривании стереопары необходимо обеспечить направление каждого из двух изображений в соответствующий глаз.

4. 2-Устройство и принцип действия стереомикроскопа микроскопа «Техниваль».

В оптических микроскопах применяются монокулярные (для наблюдения одним глазом и бинокулярные тубусы(для наблюдения двумя глазами). Но даже бинокулярные тубусы, используемые в обычных микроскопах , при всём удобстве наблюдения двумя глазами не дают стереоскопического эффекта: в оба глаза попадают в этом случае под одинаковыми углами одни и те же лучи, лишь разделяемые на два пучка призменной системой. Стереомикроскопы, обеспечивающие подлинно объёмное восприятие микрообъекта, представляют собой фактически два микроскопа., выполненных в виде единой конструкции так, что правый и левый глаза наблюдают объект под разными углами. Наиболее широкое применение такие микроскопы. находят там, где требуется производить какие-либо операции с объектом в ходе наблюдения (биологического исследования, хирургической операции на сосудах, мозге, в глазу — микрургия, сборка миниатюрных устройств, например транзисторов), — стереоскопическое восприятие облегчает эти операции. Удобству ориентировки в поле зрения микроскопа. служит и включение в его оптическую схему призм или системы зеркал, играющих роль оборачивающих систем; изображение в таких случаях прямое, а не перевёрнутое.

Основными характеристиками любого микроскопа являются увеличение, разрешение, глубина резкости, поле зрения. Физический смысл каждого из этих параметров студентам предлагается вспомнить (или изучить самостоятельно) Стереомикроскопы дают возможность получить увеличенное стереоизображение образца с большим полем зрения и большой глубиной резкости. Так как угол между оптическими осями объективов в стереомикроскопах обычно £ 12°, их числовая апертура, как правило, не превышает 0,12. Поэтому и полезное увеличение таких микроскопов. бывает не более 120.

Принципиальная оптическая схема стереомикроскопа представлена на рис. 1. На рис. 2. представлена оптическая схема микроскопа «Технивал», который используется в лабораторной работе.

Рис.1. Оптическая схема стереомикроскопа: 1 - электролампа; 2 - конденсор; 3 - матовое стекло; 4 - отражатель; 5 - предметное стекло; 6 - защитное стекло; 7 - главный объектив; 8, 9 - системы Галилея; 10 - дополнительные объективы; 11 - призмы Шмидта; 12 - окуляры.

Рис.2. Оптическая схема стереомикроскопа «Технивал»: 1 - электролампа; 2 - конденсор; 3 - матовое стекло; 4 - отражатель; 5 - предметное стекло; 6 - защитное стекло; 7 - главный объектив; 8, 9 - системы Галилея; 10 - дополнительные объективы; 11 - призмы Шмидта; 12 - окуляры

Стереоизображение формируется, как уже говорилось, за счет раздельного хода лучей для правого и левого глаза. Для обоих ходов лучей используется общий объектив, в фокальной плоскости которого располагается объект. Оси обоих частичных пучков образуют перед объективом угол 12.5°, за объективом ход обоих лучей параллелен. В параллельном ходе лучей располагается переключатель барабанного типа с двумя парами зрительных труб -систем Галилея, расположенных под углом. Каждая пара обладает другим увеличением. В барабане также имеется третья труб, не содержащая линз, следовательно, она не вносит вклад в увеличение изображения, определяемого увеличением объектива и окуляра. Микроскоп можно использовать для работы, как в отраженном, так и в проходящем свете. На рис 2. показан ход лучей в режиме отраженного света. В режиме проходящего света свет направляется на зеркало, расположенное под предметным столиком, отраженный от зеркала свет проходит через объект (объект должен быть частично прозрачным) и попадает в объектив.