II. Основные характеристики микроскопа.

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 Г_об и увеличения окуляра Г_ок.

Г_об = l₁ / l ; Г_ок= l₂ / l₁ ;

Г_общ = Г_{об *} Г_ок = 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 « f_об» и окуляра « f_ок», 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 · sin φ

φ - апертурный угол, под которым из точки, находящейся в главном фокусе объектива виден радиус « r» передней линзы объектива.