Увеличение и предел разрешения оптических микроскопов. Формула Аббе.

⇐ ПредыдущаяСтр 13 из 15Следующая ⇒

Оптическая схема микроскопа состоит из двух частей: объектива(ОБ) и окуляра(ОК). Ход лучей через объектив строится по общим правилам. Если увеличение микроскопа

Где L-оптическая длина тубуса, 5=25 см - расстояние наилучшего зрения, тогда

Из-за дифракции света на мельчайших деталях предмета наиименьшее возможное расстояние между точками предмета, изображенис которых можно видеть раздельно (предел разрешении), имеет ограничение. Поэтому, например, в оптическом микроскопе невозможно видеть фильтрующиеся вирусы, отдельные белковые

молскулы. Как показал Аббе, предел разрешения микроскопа Z численно равен

где альфа- длина волны, п - показатель преломления среды между предметом и объективом, и - апертурный угол, т.е. угол, Иразованный крайними лучами, попадающими в объектив.

Произведение п*sinu/2 называют числовой апертурой.

Специальные приемы оптической микроскопии

Измерение размеров микроскопических объектов с помощью микроскопа. Для этого применяют окулярный микрометр — круглую стеклянную пластинку, на которой нанесена шкала с делениями. Микрометр устанавливают в плоскости изображения, получаемого от объектива. При рассматривании в окуляр изображения объекта и шкалы накладываются и можно отсчитать, какое расстояние по шкале соответствует измеряемой величине. Отсчет по шкале еще не дает размера объекта, так как совмещаемое со шкалой изображение не равно размеру предмета. Надо найти цену одного деления окулярного микрометра, для этого применяют объектный микрометр — шкалу с делениями по 0,01 мм. Рассматривая объектный микрометр как предмет, совмещают в одном поле зрения две шкалы — объектную и окулярную — и определяют цену деления окулярного микрометра.Вместо объектного микрометра можно применить любой препарат, размер которого известен, или использовать счетную камеру Горяева, употребляемую в медицинских измерениях.

В настоящее время широко применяют окулярно-винтовой микрометр. Этот прибор устанавливают вместо окуляра. При вращении винта перемещается перекрестие, что позволяет отсчитывать доли делений микрометра. Окулярно-винтовой микрометр нуждается в предварительной градуировке.

Общие свойства электромагнитных волн

электромагнитные волны обладают всеми основными свойствами волн.

Они подчиняются закону отражения волн: угол падения равен углу отражения. При переходе из одной среды в другую преломляются и подчиняются закону преломления волн: отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух данных сред и равная отношению скорости электромагнитных волн в первой среде к скорости электромагнитных волн во второй среде и называется показателем преломления второй среды относительно первой.

Явление дифракции электромагнитных волн, т. е. отклонение направления их распространения от прямолинейного, наблюдается у края преграды или при прохождении через отверстие. Электромагнитные волны способны к интерференции. Интерференция — это способность когерентных волн к наложению, в результате чего волны в одних местах друг друга усиливают, а в других местах — гасят. (Когерентные волны — это волны, одинаковые по частоте и фазе колебания.) Электромагнитные волны обладают дисперсией, т. е. когда показатель преломления среды для электромагнитных волн зависит от их частоты. Опыты с пропусканием электромагнитных волн через систему из двух решеток показывают, что эти волны являются поперечными.

Интерференция световых волн - это сложение световых волн, при котором обычно наблюдается характерное пространственное распределение интенсивности света (интерференционная картина) в виде чередующихся светлых и тёмных полос вследствие нарушения принципа сложения интенсивностей

Образование когерентных волн и интерференция происходят также при попадании света на тонкую прозрачную пластинку или пленку.

Пучок света падает на плоскопараллельную пластинку (рис.). Луч 1 из этого пучка попадает в точку А, частично отражается (луч 2), частично преломляется (луч AM). Преломленный луч испытывает отражение на нижней границе пластинки в точке М. Отраженный луч, преломившись в точке В, выходит в первую среду (луч 3). Лучи 2 и 3 образованы от одного луча, поэтому они когерентны и будут интерферировать.

оптическая разность хода лучей(1,2,3)

[cигма] = (\АМ\ + \МВ\)п - \АС\=2\АМ\п- \АС\,так как \АМ\ = \МВ\. Согласно закону преломления,

n= sini/sinг или sini= rasinг, где i— угол падения,r— угол преломления.

116. Дифракция. Принцип Гюйгенса-Френеля

Дифра́кция све́та — явление огибания светом преграды или прохождения через узкое отверстие(явление отклонения волн от прямолинейного распространения в среде с резкими неоднородностямиета. Свет отклоняется от прямолинейного распространения при прохождении его через малое отверстие или узкие щели (0,1—1,0 мм). В этом случае лучи света распространяются не только прямо, но и в стороны, отчего вокруг светлого кружка или светлой полосы появляется цветная кайма — дифракционные кольца или полосы Объяснение и приближенный расчет дифракции света можно осуществить, используя принцип Гюйгенса—Френеля. Согласно Гюйгенсу, каждая точка волновой поверхности, которой достигла в данный момент волна, является центром элементарных вторичных волн, их внешняя огибающая будет волновой поверхностью в последующий момент времени (рис. 19.9; S_xи S₂ — волновые поверхности соответственно в моменты t₁и t₂; t₂>tj.

Френель дополнил это положение Гюйгенса, введя представление о когерентности вторичных волн и их интерференции. В таком обобщенном виде эти идеи получили название принципа Гюйгенса—Френеля.

Для того чтобы определить результат дифракции в некоторой точке пространства, следует рассчитать, согласно принципу Гюйгенса—Френеля, интерференцию вторичных волн, попавших в эту точку от различных элементов волновой поверхности. Для волновой поверхности произвольной формы такой расчет достаточно сложен, но в отдельных случаях (сферическая или плоская волновая поверхность, симметричное расположение точки относительно волновой поверхности и непрозрачной преграды) вычисления сравнительно просты. Волновую поверхность при этом разбивают на отдельные участки (зоны Френеля), расположенные определенным образом, что упрощает математические операции.

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 1110; Мы поможем в написании вашей работы!
Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 6 7 8 9 10 11 121314 15 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!