Лекция
Микроскоп. Глаз.
I. Микроскоп как оптическая система.
Ход лучей в микроскопе.
Микроскоп - сложная оптическая система с двумя ступенями увеличения и предназначенная для наблюдения в увеличенном виде близко расположенных предметов.
I ступень – объектив- центрическая система из 4-10 линз для непосредственного рассмотрения объекта и формирования промежуточного изображения, расположенного перед окуляром.
II ступень - окуляр - система из 2-5 линз, предназначенная для рассматривания промежуточного изображения.
Для построения изображения в микроскопе нужно:
- объектив и окуляр изобразить в виде тонких собирающих линз
- выбрать 2 луча: один через оптический центр, другой - параллельно главной оптической оси
- расположить предмет перед передним главным фокусом объектива
- построить промежуточное изображение (оно получится за двойным фокусным расстоянием объектива, увеличенное, действительное, обратное). Оно будет располагаться ближе главного фокуса окуляра.
|
|
- построить окончательное изображение, которое формирует окуляр. Оно увеличенное, мнимое, прямое и будет находиться на расстоянии L=25см наилучшего
Видения.
l - высота предмета
l1 –высота промежуточного изображения
l2 –высота конечного изображения
L - условное расстояние (расстояние наилучшего видения), на котором глаз под достаточно большим углом зрения может длительно осуществлять зрительную работу(L ≈ 25 см).
Δ – оптическая длина тубуса ≈ 10-15 см.
II. Основные характеристики микроскопа.
1. Увеличение – это безразмерная величина, равная отношению линейного или углового размера изображения к линейному или угловому размеру объекта. На практике чаще используется линейное изображение. Т. к. микроскоп - это двухступенчатая система, то его общее увеличение состоит из увеличения объектива Гоб и увеличения окуляра Гок.
Гоб=l1/l; Гок=l2/l1 ;
Гобщ=Гоб*Гок = l1/l * l2/l1 = l2/l
l2 - размер окончательного изображения
l1 – размер промежуточного изображения
l - размер объекта
На практике используется вторая формула увеличения микроскопа, представленная через фокусные расстояния объектива«fоб»и окуляра «fок», через оптическую длину тубуса «Δ»и расстояние наилучшего видения «L».
;
Вывод: увеличения объектива и окуляра гравируется на их оправах и у обычных биологических микроскопов объективы имеют увеличение 8, 10, 20, 40, 90 раз. У исследовательских - 100 раз. Окуляры имеют увеличения 5, 7, 10, 20 раз. У самого лучшего современного микроскопа увеличение составит 100* 20 = 2000 раз, у обычного 90 * 15 = 1350 раз.
2. Числовая апертура - безразмерная величина, характеризующая светособирающую и разрешающую способности микроскопа.
|
|
«А» (апертура) - численно равна произведению показателя преломляющей среды между объектом и объективом на «sin» апертурного угла
А = n · sinφ
φ - апертурный угол, под которым из точки, находящейся в главном фокусе объектива виден радиус «r» передней линзы объектива.
fщб