Skalowanie mikroskopu i pomiar wymiarów geometrycznych małych
Transkrypt
Skalowanie mikroskopu i pomiar wymiarów geometrycznych małych
O 5.1. Skalowanie mikroskopu i pomiar wymiarów geometrycznych małych obiektów INSTRUKCJA WYKONANIA ZADANIA Obowiązujące zagadnienia teoretyczne: 1. 2. 3. 4. 5. Prawo odbicia i załamania światła, współczynnik załamania światła. Budowa mikroskopu: okular, obiektyw, śruba makro- i mikrometryczna itp… Skalowanie mikroskopu Powstawanie obrazów w soczewkach i w mikroskopie Parametry charakteryzujące mikroskop Literatura: 1. Skrypt PL: Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki. Optyka, J. Kowalik, M. Wiertel, R. Żołnierczuk, red. E. Śpiewla, Wydawnictwa Uczelniane PL, Lublin 1995. 2. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy fizyki, Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2005, tom IV. Wartości podawane przez prowadzącego zajęcia: W części b) można zlecać do wykonania następujące zadania: - pomiar średnicy cienkich drucików (gotowe próbki), - pomiar średnicy włosa ludzkiego, - pomiar średniej szerokości komórki cebuli. (W tym celu na zajęcia student powinien przynieść małą próbkę cebuli) Rys. 1 Budowa mikroskopu Okular Uchwyt rewolwerowy Obiektywy Stolik Uchwyt próbki Śruba makrometryczna Śruba mikrometryczna Śruby regulacji położenia stolika Wykonanie zadania: W skład zestawu doświadczalnego wchodzą: - mikroskop dwuokularowy , - dwa okulary o powiększeniu 15x w tym jeden z naniesioną podziałką , - cztery obiektywy umocowane w uchwycie rewolwerowym o powiększeniach 5x, 10x, 20x, 40x , - zasilacz lampki mikroskopowej, - wzorcowa skala mikrometryczna (1 podziałka = 0,01 mm) - gotowe próbki do badania, - szkiełka mikroskopowe do przygotowania preparatów. Aby przy użyciu mikroskopu można było dokonać pomiaru rozmiarów małych przedmiotów należy wcześniej dokonać jego skalowania (cechowania). a) Skalowanie mikroskopu 1. Przygotować mikroskop do pracy, podłączyć kabel zasilający lampkę mikroskopową do gniazda zasilacza oznaczonego 6V. Włączyć zasilacz przełącznikiem znajdującym się na tylnej ścianie. 2. Umieścić skalę mikrometryczną na stoliku mikroskopu. 3. Używając śruby makro- i mikrometrycznej ustawić ostre widzenie skali mikrometrycznej. W polu widzenia obserwatora powinny znaleźć się dwie skale: skala naniesiona na okularze oraz wzorcowa skala mikrometryczna. UWAGA: Przy manipulowaniu wysokością położenia tubusu należy uważać aby nie zniszczyć skali mikrometrycznej. 4. Obracając okular oraz delikatnie manipulując położeniem stolika doprowadzić do pokrycia się obu skal. 5. Odczytać – ilu działkom b skali okularu odpowiada ilość n działek skali wzorcowej. Porównywać należy jak najdłuższe odcinki obu skal. 6. Obliczyć długość pojedynczej działki skali okularu k układając odpowiednią proporcję lub korzystając ze wzoru: 1 n k [mm] (1) 100 b 7. Skalowanie przeprowadzić przynajmniej dla dwóch różnych obiektywów np. 10x i 20x trzykrotnie dla każdego obiektywu. Obliczyć wartość średnią <k>. Wyniki pomiarów wpisać do tabeli przygotowanej według poniższego wzoru: Okular Obiektyw 15x 10x 15x 20x n [dz.] b [dz.] k [mm] <k> [mm] b) Pomiar wymiarów geometrycznych małych obiektów 1. Umieścić na stoliku przedmiot, którego rozmiary należy określić. W przypadku pomiaru szerokości komórki cebuli na szkiełko mikroskopowe należy nanieść cienką błonkę z cebuli. 2. Używając śruby makro- i mikrometrycznej ustawić ostre widzenie obiektu badanego. 3. Odczytać ile działek w skali okularu z zajmuje badany obiekt. Pomiaru dokonać kilkakrotnie według wskazań prowadzącego zajęcia. 4. Obliczyć średni rozmiar obiektu badanego < z > wyrażony w działkach skali okularu. 5. Obliczyć rozmiar badanego obiektu wyrażony w mm korzystając ze wzoru: l k z (2) 6. Wyniki pomiarów wpisać do tabeli przygotowanej według poniższego wzoru: Obiekt badany Okular Obiektyw 15x 10x k [mm] z [dz.] <z> [dz.] l [mm] 7. Niepewność pomiaru l oszacować metodą różniczkowania wzoru (2), podstawiając za k wzór (1). Jako niepewności bezpośrednie należy przyjąć: Δn = 0,5 dz. Δb = 0,5 dz. Δz = 0,5 dz. Prowadzący może zalecić 30-krotny pomiar rozmiaru komórek cebuli. W takim przypadku oceny niepewności pomiaru należy dokonać metodą Gaussa. Autor instrukcji: Tomasz Pikula