wyznaczanie współczynnika załamania swiatła metoda pomiaru

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ZAŁAMANIA SWIATŁA
METODA POMIARU POZORNEJ GRUBOSCI PŁYTKI
ZA POMOCĄ MIKROSKOPU
Światło przechodząc z powietrza do szkła zwalnia (maleje
prędkość fazowa fali elektromagnetycznej). Zmianę
szybkości rozchodzenia się światła obserwujemy na
przykład jako załamanie się wiązki światła. Stosunek
szybkości światła w powietrzu V1c do szybkości światła w
szkle V2, nazywa się współczynnikiem załamania światła:
nps=V1/V2. Wartość nps można wyznaczyć mierząc kąt
padania  i kąt załamania  i wykorzystując prawo Snelliusa
Jednak dokładniejszy pomiar nps można wykonać za pomocą
mikroskopu (metoda de Chaulnesa).

Promienie wychodzące z punktu S, jasny punkt preparatu,
O
A
znajdującego się na dolnej powierzchni szklanej płytki
równoległościennej przenikają przez szkło i po załamaniu
przechodzą przez powietrze. Patrzymy pionowo w dół, przez
źrenicę obiektywu. Przedłużenie promienia wychodzącego
ze szkła w punkcie A przecina w punkcie S’ prostą

h
d
H
S’
S
prostopadłą do powierzchni płytki i przechodzącą przez S.
Punkt S’, jest obrazem urojonym punktu S.
Ponieważ źrenica obiektywu jest mała możemy przyjąć, że
wtedy
czyli
(1)
gdzie d = OS (grubość płytki) i h = OS’ (głębokość obrazu, czyli pozorna grubość płytki).
Pomiary
Przygotowanie do pomiarów
1. Ustaw układ świetlny mikroskopu według zasad Koehlera.
2. Na pierwszej płytce szklanej, np. mikroskopowe szkiełko podstawowe, zaznacz
pisakiem punkt lub zrób rysę.
3. Połóż płytkę pod obiektywem mikroskopu – punkt (rysa) będą odgrywać rolę
preparatu.
4. Ustaw ostrość na preparacie.
5. Zanotuj położenie śruby mikrometrycznej mikroskopu.
Pomiar rzeczywistej grubości d
6. Zmierz grubość drugiej płytki szklanej. Zanotuj dokładność przyrządu (suwmiarki,
śruby mikrometrycznej), którym mierzysz grubość.
Pomiar pozornej grubości h
7. Połóż drugą płytkę na pierwszą. Preparat będzie widoczny nieostro albo nie będzie
widoczny wcale.
8. Poruszając śrubą mikrometryczną mikroskopu ustaw ostry obraz preparatu. Zanotuj o
ile mikrometrów przesunął się obiektyw.
Powtórzenie pomiarów
9. Zdejmij płytkę szklaną z preparatu i ustaw jego ostry obraz.
10. Czynności 5 i 7,8 powtórz 10 razy
przesuwanie tubusu
powoli i precyzyjnie
szybko i niedokładnie
śruba mikrometryczna
Obliczenia
Oblicz
 średnią wartość H i jej odchylenie standardowe
 pozorną grubość płytki h
 współczynnik załamania światła dla szkła nsp
 niepewność pomiaru nsp
zapisz wynik obliczeń w postaci nsp  nsp
Wyniki
rzeczywista grubość płytki
d = …………… [mm]
dokładność pomiaru grubości
d =…………. [mm]
przesunięcie obiektywu
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Hśr [mm]
H [mm]
pozorna grubość płytki
h=d–H=
………………….
h =
………………….
nps = ………………………….…….
.………….
Współczynnik załamania szkła płytki wynosi: ……………………………………………………
A. Porównaj swój wynik z wartościami tablicowymi.
B. Jaki olejek immersyjny wybrać aby zdolność rozdzielcza mikroskopu była jak
największa
Zadania
Do pomiarów współczynnika załamania użyto obiektywu
takiego jak na fotografii obok
1) Jego powiększenie
P1 = ……….….
2) Apertura numeryczna
NA = ….……….
3) Kąt aperturowy
 = ……….….
Okular miał powiększenie
P2 = ..…………
4) Jakie jest powiększenie mikroskopu użytego do
pomiaru
P = ……………
5) Jaka jest zdolność rozdzielcza R = ………...
Powiększenie obiektywu
Powiększenie okularu
L – długość optyczna tubusu mikroskopu (odległość
między ogniskiem obrazowym obiektywu a ogniskiem
przedmiotowym okularu)
fob – ogniskowa obiektywu
fok – ogniskowa okularu
250 [mm] – jest to stały parametr charakteryzujący
odległość najlepszego widzenia
Powiększenie całkowite mikroskopu
Apertura numeryczna obiektywu
charakteryzuje możliwość efektywnego wykorzystania obiektywu dla uzyskania obrazu o
możliwie największej ilości szczegółów
n – współczynnik załamania ośrodka pomiędzy obiektywem a badaną próbką
 – połowa wartości kątowej apertury numerycznej obiektywu
Zdolność rozdzielcza obiektywu
 – długość fali światła użytego do obrazowania
Zdolność rozdzielczą mikroskopu można zwiększyć zmniejszając długość fali świetlnej λ lub
zwiększając aperturę numeryczną obiektywu NA. Długość fali świetlnej można zmieniać w dość
oczywisty sposób natomiast zmiana apertury numerycznej odbywa się
przez zmianę współczynnika załamania światła w danym ośrodku, np. przez
umieszczenie między próbką a soczewką obiektywu cieczy immersyjnej
Jakiego obiektywu i okularu potrzeba jeśli chcesz obserwować
szczegóły powierzchni Mastogloia angulata?
http://www.microscopyview.com/MENU/400-DIATOM/406-MID/H406-4925.html