Измерение с помощью микроскопа диаметра калиброванной проволоки.

Установка состоит из промышленного микроскопа МБИ-1, окулярно-винтового микрометра МОВ-1-15^X, объект-микрометра МОП, рамки с набором калиброванных проволок.

Простейший микроскоп (рис. 6.а) состоит из двух частей: механической и оптической. Механическая часть включает в себя штатив , предметный столик с отверстием , тубус , приспособление для крепления осветительного зеркала и конденсора . Оптическая часть включает в себя осветитель (зеркало и конденсор ), один или несколько сменных объектов и окуляров .

Предметный столик круглой или квадратной формы имеет на верхней плоскости два отверстия, которые вставляют штифты с прижимными пружинами, предохраняющими объект от случайных перемещений в процессе наблюдения.

Тубус, служащий для крепления объектива и окуляра выполнен в виде цилиндрической трубы (часто раздвижной). В нижней части тубуса имеется резьба для ввинчивания объектива. Окуляр вставляет в верхнюю часть тубуса до упора. Тубус связан со штативом при помощи салазок и может перемещаться в вертикальном направлении с помощью кремлевского винта . Более плавное перемещение тубуса достигается микрометрическим винтом .

а) б)

Рис. 5.

Зеркало осветителя вставляется в вилкообразный держатель, вращающийся вокруг двух взаимноперпендикулярных осей и служит для направления света, падающего от источника, вдоль оптической оси прибора. Обычно зеркало имеет две поверхности – плоскую и вогнутую сферическую. Вогнутая поверхность зеркала обладает фокусирующим свойством и позволяет конденсировать световой поток на объекте для увеличения его освещенности. Вогнутое зеркало используется в тех случаях, когда нельзя пользоваться конденсором , вносящим некоторые искажения в изображении объекта.

Конденсор представляет собой многолинзовую систему и служит для фокусировки светового потока, отраженного от плоского зеркала, на объекте. Для получения наиболее четкого изображения необходимо, чтобы исследуемый объект находился в фокусе светового пучка, идущего от конденсора, поэтому в конструкции микроскопа предусмотрено перемещение конденсора вдоль оптической оси с помощью кремальеры или винта.

Объектив современного микроскопа представляет собой многолинзовую систему, собранную в единой оправе. Увеличение объектива обусловлено передней (фронтальной) линзой; остальные линзы служат для исправления аббераций объектива.

Окуляр микроскопа, как правило, двухлинзовый. Верхняя (глазная) и нижняя (собирательная) линзы размещается в короткой цилиндрической трубке и отстоит друг от друга на расстоянии, равном полусумме из фокусных расстояний.

На оправах объективов и окуляров микроскопов указана кратность их увеличения.

Ход работы:

Если вместо окуляра микроскопа поместить окулярно-винтовой микрометр (рис. 6.б.), то такой прибор может быть использован для измерения небольших расстояний с достаточно высокой точностью. Окулярно-винтовой микрометр МОВ-1-15^Х состоит из окулярного микрометра, жестоко связанного с окуляром, и отсчетного устройства, перемещаемого в поле зрения окуляра перпендикулярно оптической оси прибора с помощью микрометрического винта.

Окулярный микрометр представляет собой плоскую стеклянную пластинку, на которую нанесена миллиметровая шкала. Параллельно пластинке с окулярным микрометром располагается подвижная пластинка с отсчетным устройством, состоящим из двух тонких взаимно перпендикулярных линий, расположенных под углом 45° и вертикали (отсчетный крест) и двух вертикальных линий, параллельным штрихам миллиметровой шкалы. Окулярный микрометр и отсчетное устройство помещаются в плоскости диафрагмы, совпадающей с фокусной плоскостью окуляра. В этой же плоскости получается и изображение объекта , даваемое объективом микроскопа.

Для градуировки окулярно-винтового микрометра используется так называемые объект микрометры-шкалы с известной ценой деления. Шкала объект микрометра МОП имеет цену деления 0,01 мм.

Перед градуировкой окулярно-винтового микрометра следует перемещением глазной линзы окуляра сфокусировать окуляр на наилучшее видение шкалы окулярного микрометра и дальнейшие градуировку и измерения проводить при фиксированном положении главной линзы.

Цена деления окулярного микрометра определяется следующим образом: объект-микрометр помещают на предметный столик и поворотом плоского зеркала добиваются равномерного освещения поля зрения окуляра. Во избежание поломки объектива микроскопа или шкалы, фокусировку прибора производят следующим образом: наблюдая сбоку за просветом между объективом и объект-микрометром, вращением кремальерного винта опустить тубус микроскопа, оставляя между объективом и поверхностью объект-микрометра видимый просвет. Затем, наблюдая в окуляр, поднять тубус до появления изображения. Окончательную установку на резкость произвести винтом точность фокусировки.

Перемещая столик микроскопа с помощью юстировочных винтов, расположенных справа и слева столика, совместить крест окулярного микрометра с одним из делений шкалы объект микрометра. Параллельность делений шкалы объект-микрометра вертикальным штрихом отсчетного устройства достигается вращением диска предметного столика за накатанную часть при опущенных юстировочных винтах. При необходимости проделать эти операции несколько раз. Найти два таких деления окулярного микрометра, которые точно совпадают с некоторыми делениями изображения шкалы объект-микрометра. Этому положению соответствует очевидное равенство:

, (17)

где , – соответственно цена деления; , – число делений объект-микрометра и окулярного микрометра:

(18)

Поскольку один оборот барабана микрометрического винта отсчетного устройства соответствует перемещению центра креста в фокальной плоскости окуляра на 1 мм, а барабан разделен на 100 частей, цена деления микрометрического винта:

(19)

Градуировку окуляр-винтового микрометра можно произвести и другим способом. Цена деления барабана микрометрического винта может определяться и непосредственно. Для этой цели необходимо вращением микрометрического винта совместить отсчетный крест каким-либо делением изображения шкалы объект-микрометра и записать показания микрометрического винта . Далее, перемещая отсчетное устройство с помощью винта на несколько делений изображения шкалы объект-микрометра, записать показания винта . Цена деления микрометрического винта в этом случае вычисляется по формуле:

, мм (20)

цена деления окулярного микрометра:

. (21)

После завершения градуировки микроскопа можно приступить к количественным измерениям:

1. Положить на предметный столик рамку с калиброванной проволокой и, пользуясь окулярно-винтовым микрометром, произвести измерения диаметра проволоки. Каждое измерение провести не менее 5 раз в различных частях проволоки.

2. Результаты измерений занести в таблицу. 2

Таблица 2

№ образца	№ измерения	, см	, см	, см
1. 2.

Контрольные вопросы

1. Пояснить ход лучей в микроскопе?

2. Что такое линейное и угловое увеличение микроскопа? В чем их разница?

3. Как будет меняться увеличение микроскопа, если менять длину тубуса?

4. Что такое и от чего зависит разрешающая способность микроскопа?

5. Как, не меняя конструкции микроскопа, можно повысить разрешающую способность микроскопа?

6. За счет чего электронный микроскоп имеет высокую разрешающую способность?