ĆWICZENIE NR 79 POMIARY MIKROSKOPOWE. I. Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z budową mikroskopu i jego podstawowymi możliwościami pomiarowymi.

Transkrypt

1 ĆWICZENIE NR 79 POMIARY MIKROSKOPOWE I. Zestaw przyrządów: 1. Mikroskop z wymiennymi obiektywami i okularami.. Oświetlacz mikroskopowy z zasilaczem. 3. Skala mikrometryczna. 4. Skala milimetrowa na statywie. 5. Pryzmat Abbego. 6. Okular mikrometryczny. 7. Okular ze skalą. 8. Testy do pomiarów odległości. 9. Płytki z uskokami. I. Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z budową mikroskopu i jego podstawowymi możliwościami pomiarowymi. II. Wykonanie pomiarów. Uwaga: Osoby używające okularów powinny pomiary opisane w punkcie 1 niniejszej instrukcji wykonywać w okularach!!! Wersja podstawowa (punkt 1,, 4A) 1. Pomiar powiększenia mikroskopu. a) włączyć oświetlacz znajdujący się w stopie mikroskopu, a) na stoliku mikroskopu umieścić w uchwycie skalę mikrometryczną. Używając przesuwów przy stoliku mikroskopowym umieścić środek płytki ze skalą pod obiektywem, b) włożyć w oprawę tubusa okular bez podziałki oraz, przez obrót głowicy rewolwerowej, wprowadzić w bieg wiązki świetlnej odpowiedni obiektyw. Zaleca się na początku użyć obiektywu o powiększeniu 10 x, c) opuścić ostrożnie patrząc z boku tubus mikroskopu do położenia, w którym obiektyw prawie styka się ze skalą mikrometryczną znajdującą się na stoliku. Odnaleźć w dole tubusa pokrętło, które stanowi hamulec w mikroskopie. Wykręcić je tak, aby podpierało tubus. Zapobiegnie to zgnieceniu skali przy późniejszych manipulacjach, d) patrząc przez okular i posługując się przesuwem makro unosić powoli tubus mikroskopu aż do znalezienia płaszczyzny obrazu, Uwaga: W czasie szukania płaszczyzny obrazu należy przesuwać lekko stolik mikroskopu w płaszczyźnie poziomej. Zaobserwowanie przesuwających się punktów będzie oznaczało, że znajdujemy się blisko tej płaszczyzny. Szukamy najpierw obrazu okręgu, w którym znajduje się skala mikrometryczna ustawiamy ostrość a następnie przesuwamy stolik tak, aby skala znalazła się w środku pola widzenia. e) wyłączyć oświetlacz oświetlający skalę mikrometryczną, 1

2 f) z boku mikroskopu, w odległości ok. 5cm ustawić umocowaną na statywie podziałkę milimetrową, g) na okular mikroskopu nałożyć pryzmat Abbego tak, aby zobaczyć obraz podziałki milimetrowej. Przesuwając statyw po stole w niewielkim zakresie, znaleźć takie jego położenie, przy którym widzimy ostry obraz tej podziałki. W razie potrzeby oświetlić podziałkę na statywie za pomocą dodatkowego oświetlacza, h) włączyć oświetlacz znajdujący się w stopie mikroskopu. Zobaczymy wtedy jednocześnie obie skale, Uwaga: Jeśli jest widoczna tylko jedna ze skal, znaczy to, że jest ona oświetlona znacznie silniej niż druga. Należy wtedy wyrównać jasność obydwu obrazów. i) zmieniając kąt nachylenia podziałki milimetrowej ustawić działki obu podziałek równolegle tak, aby skale pokrywały się lub znajdowały się jedna nad drugą w bliskiej odległości ( rys.1 ), Skala mikrometryczna Skala milimetrowa rys.1. j) odczytać ile całkowitych działek N 1 podziałki milimetrowej przypada na całkowitą liczbę działek N podziałki mikrometrycznej obserwowanej przez mikroskop. Staramy się brać pod uwagę jak największą liczbę działek, k) wyliczyć powiększenie mikroskopu korzystając ze wzoru: Γ = 1 1 gdzie: a 1 = 1mm wartość działki na podziałce milimetrowej, a = 0,01mm wartość działki na podziałce mikrometrycznej. ł) pomiary powtórzyć dla innej liczby działek N 1 i N. l) wg zaleceń prowadzącego powtórzyć pomiary dla obiektywów i okularów o innych powiększeniach. m) wyniki pomiarów, obliczeń i niepewności pomiarowe przedstawić w tabeli.. Skalowanie okularu z podziałką. a) wśród okularów wyszukać okular z podziałką. Patrząc przez niego na jakąś jasną płaszczyznę (ścianę, kartkę) i kręcąc regulacją znaleźć ostry obraz skali, b) umieścić okular w oprawie tubusa.

3 c) na stoliku mikroskopu umieścić skalę mikrometryczną. Kierując się wskazówkami do cz.1) tej instrukcji znaleźć ostry obraz tej skali, d) odliczyć, ile działek skali mikrometrycznej N pokrywa się z N 3 działkami skali okularu. Należy brać pod uwagę jak największą liczbę działek, e) obliczyć wartość działki elementarnej k okularu ze wzoru: k = N 3 f) pomiary powtórzyć dla innych, wskazanych przez prowadzącego obiektywów. g) wyniki pomiarów, wyliczeń i ich niepewności umieścić w tabeli. Przyjąć N 3 = 0 (bo liczbę działek skali okularu przyjmujemy z góry i zakładamy, że nie popełniamy przy tym żadnego błędu) Wersja dodatkowa (punkty 3, 4B) 3. Skalowanie okularu mikrometrycznego z ruchomym krzyżem. a) patrząc poprzez okular mikrometryczny na jasną powierzchnię i korzystając z obrotowej regulacji ostrości przy okularze, ustawić na ostre widzenie skali z bisektorem i krzyża w okularze, b) umieścić okular w oprawce tubusa, c) na stoliku mikroskopu umieścić skalę mikrometryczną i kierując się wskazówkami zawartymi w części 1) tej instrukcji ustawić ją na ostrość, d) używając przesuwów stolika ustawić skalę mikrometryczną tak, aby środek krzyża znajdował się na skali, e) Obrócić okular w oprawie tubusa tak, aby przesuw środka krzyża okularu odbywał się dokładnie wzdłuż skali. f) kręcąc śruba mikrometryczną okularu doprowadzić do pokrycia środka krzyża z wybraną działką na początku skali mikrometrycznej ( rys. a ). rys. a) rys.b) g) odczytując położenie bisektora na skali oraz wartość przy kresce na skali śruby mikrometrycznej okularu, otrzymujemy wartość ilości działek N 4 okularu mikrometrycznego odpowiadającą początkowemu położeniu krzyża na początkowej działce skali mikrometrycznej, h) obracając śrubą mikrometryczną przy okularze przesuwamy środek krzyża na wybraną przy końcu skali mikrometrycznej działkę tej skali ( rys. b ). Odczytujemy ilość działek 3

4 N 5 okularu mikrometrycznego odpowiadającą położeniu krzyża na wybranej działce skali mikrometrycznej. Jak zwykle przy tego typu pomiarach bierzemy pod uwagę jak największą liczbę działek, i) obliczyć różnicę odczytanych położeń krzyża okularu mikrometrycznego N = N 5 N 4 oraz liczbę działek N na skali mikrometrycznej o jaką przesunięto krzyż, j) wartość działki okularu mikrometrycznego odpowiadającą odległości w płaszczyźnie przedmiotowej mikroskopu wyznaczyć ze wzoru: s = a N N k) wykonać pomiary i obliczenia dla dwóch innych ilości działek N skali mikrometrycznej. Obliczyć średnią wartość s, l) pomiar powtórzyć dla innych, wskazanych przez prowadzącego obiektywów, m) wyniki pomiarów, obliczeń i ich niepewności umieścić w jednej tabeli. Przy ocenie niepewności cząstkowych przyjąć N = 0, ponieważ liczbę działek N ustalamy z góry i zakładamy, że się przy tym nie mylimy, 4A. Wyznaczanie odległości między kreskami testu z okularem z podziałką a) w oprawie tubusa mikroskopu umieścić okular z podziałką, b) na stoliku mikroskopu umieścić płytkę z badanym testem, c) nastawić układ mikroskopu na ostre widzenie wybranego segmentu testu. Zanotować oznaczenie tego segmentu, d) ustawić kreski skali okularu równolegle do linii wybranego testu, e) odczytać liczbę n działek skali okularu, która pokrywa się z m działkami testu, f) szukaną odległość między kreskami testu obliczyć ze wzoru, n k d = m gdzie k - wartość działki elementarnej okularu, wyznaczona w punkcie. g) pomiar dotyczący tego samego segmentu testu powtórzyć dla innego obiektywu. Obliczyć d średnie, 4B. Wyznaczanie odległości między kreskami testu z okularem mikrometrycznym. a) powyższe pomiary powtarzamy wymieniając okular ze skalą na okular mikrometryczny. Szukaną odległość między kreskami testu znajdujemy ze wzoru podanego w punkcie f) tej części instrukcji, b) wyniki pomiarów, wyliczeń i niepewności pomiarowe przedstawić w tabeli. Przyjąć, że m = 0, ponieważ zakładamy, że liczbę działek testu odczytaliśmy bezbłędnie, c) porównać wyniki pomiarów uzyskane przy użyciu obu okularów, 1. Wyznaczanie wysokości uskoków za pomocą mikroprzesuwu pionowego. a) umieścić na stoliku mikroskopu płytkę z wyfrezowanymi uskokami, b) za pomocą zewnętrznego, ustawionego z boku oświetlacza mikroskopowego oświetlić skośnie badaną powierzchnię, 4

5 c) używając przesuwu pionowego znaleźć ostry obraz powierzchni płytki, d) przesuwając stolik mikroskopowy, na którym umieszczono płytkę ustawić mierzony uskok w środku pola widzenia, e) używając przesuwu makro a następnie mikro ustawić mikroskop na ostre widzenie powierzchni uskoku, f) odczytać położenie bębna śruby mikrometrycznej przesuwu pionowego mikroskopu, g) posługując się dalej tylko tą śrubą, ustawić na ostre widzenie powierzchni płytki metalowej. Druga z osób ćwiczących, patrząc z boku powinna liczyć pełną liczbę obrotów śruby, h) odczytać ponownie położenie bębna śruby mikrometrycznej, i) obliczyć wysokość h uskoku jako różnicę między obu położeniami śruby. Jeden obrót śruby równa się przesunięciu w pionie tubusa mikroskopu o 10-4 m a wartość działki na bębnie śruby mikrometrycznej wynosi 10-6 m, j) pomiar wysokości uskoku powtórzyć co najmniej sześć razy i obliczyć wartość średnią h, k) powtórzyć pomiary dla innych uskoków wskazanych przez prowadzącego, l) wyniki: pomiarów h i niepewności pomiaru podać w tabeli. Niepewność h wyliczyć jako średni błąd kwadratowy wartości średniej. 1) IV. Proponowane tabele pomiarowe N 1 N Γ Γ śr ΔΓ śr ) N N 3 k Δk k śr Δk śr 3) N N 4 N 5 s Δs s śr Δs śr 4) n m d Δd d r Δd śr 5