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