Теоретические сведения. Цель работы: ознакомление с некоторыми методами определения увеличения микроскопа и зрительной трубы

ИЗМЕРЕНИЕ УВЕЛИЧЕНИЯ ЗРИТЕЛЬНОЙ ТРУБЫ И МИКРОСКОПА

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10

Цель работы: ознакомление с некоторыми методами определения увеличения микроскопа и зрительной трубы.

Приборы: оптическая скамья, окуляр (лупа) с объектом для настройки по глазу, фотообъектив с перемещающимся относительно него экраном, источник света, рулетка, зрительная труба, стенной масштаб, микроскоп с двумя объективами и двумя окулярами, объектный микрометр, наклонное зеркальце на цилиндрической подставке, шкала с миллиметровыми делениями на вертикальном штативе, винтовой окулярный микрометр.

Зрительная трyба и микроскоп представляют собой оптические системы, состоящие из объектива и окуляра. Зрительная труба предназначена для рассмотрения удалённых предметов. Действительное перевернутое изображение, полученное с помощью объектива зрительной трубы, располагается практически в фокальной плоскости объектива. При рассмотрении с помощью микроскопа предмет располагается вблизи фокуса объектива на расстоянии, несколько большем фокусного расстояния, поэтому объектив даёт действительное увеличенное перевёрнутoe изображение. Окуляр и в зрительной трубе, и в микроскопе даёт прямое мнимое увеличенное изображение. В результате совместного действия объектива и окуляра в обоих случаях глазом наблюдается перевернутое изображение.

Видимым увеличением Г называется отношение тангенса угла, под которым глаз наблюдателя видит изображение, образованное оптической системой (рис. 33), к тангенсу угла, под которым предмет виден невооруженным глазом.

Таким образом, увеличение Г может быть вычислено по формуле

. (1)

Рис. 33

Таким образом, увеличение Г может быть вычислено по формуле

. (1)

Тангенс угла γ, под которым виден предмет невооружённым глазом, определяется размерами предмета и расстоянием от предмета до глаза. Следует различать случаи наблюдения удалённых и близлежащих предметов. В первом случае расстояние от предмета до глаза гораздо больше фокусного расстояния и размеров оптической системы. Поэтому в случае рассмотрения удалённых предметов можно пользоваться приближённой формулой

. (2)

Во втором случае предмет можно рассматривать непосредственно глазом с расстояния наилучшего зрения d_o, которое является неодинаковым для разных глаз и в среднем считается равным 25см. В этом случае

. (3)

Если оптическая система образует прямое изображение (γ и γ′ одного знака), то Г положительно. Обратное изображение оптической системы характеризуется различными по знаку углами γ и γ′ и, следовательно, величина видимого увеличения будет отрицательной. Однако на практике пренебрегают знаком видимого увеличения, оно всегда считается положительным, а вид изображения (прямое или обратное) оговаривается особо.

Пусть предмет величиной l (рис. 33) рассматривается из точки В с помощью оптической системы, характеризуемой главными точками H и H ^/ и фокусами F и F ^/ с координатами f и f ^/, соответственно. Тангенс угла γ′, под которым видно изображение l ^/ (на рисунке все величины положительны), определяется размерами изображения и расстоянием d от изображения до глаза.

Тогда из подобия треугольников, изображенных на рис. 33, имеем

(4)

отсюда

(5)

и получаем формулу Ньютона

. (6)

Здесь β – линейное увеличение оптической системы.

Если коэффициенты преломления вещества справа и слева от оптической системы одинаковы, то, как следует из теории, . Так как обычно наблюдение производится в воздухе, это равенство остаётся в силе в большинстве случаев. Нетрудно доказать, что если , углы и также равны друг другу. При этом, как видно из рис. 33, имеет место следующее соотношение

. (7)

Дата добавления: 2015-06-04