Úloha č. 5. Měření zvětšení lupy a mikroskopu

Transkript

1 Fzikání praktikum IV. Měření zvětšení up a mikroskopu - verze 01 Úoha č. 5 Měření zvětšení up a mikroskopu 1) Pomůck: Stojan upa měřítka mikroskop průhedné měřítko do mikroskopu stojan s měřítkem osvětovací ampa. ) Teorie: a) většení up Lupa je dvojvpuká či poskovpuká čočka. Předmět který pozorujeme upou kademe do vzdáenosti menší než je ohnisková vzdáenost. Vtvoří se přímý zvětšený neskutečný obraz na téže straně jako je předmět viz obr. 1. V tomto případě můžeme vjádřit zvětšení jako u čočk nehedíme-i na znaménko veičin a' výrazem a + a +1 (1) kde a' je vzdáenost obrazu ohnisková vzdáenost. ecně je zvětšení up deinováno jako poměr zorného úhu pod nímž vidíme předmět upou ku zornému úhu pod nímž se jeví v konvenční zrakové vzdáenosti 5 cm. () Pro maé úh bude pode obr. 1 tg a tg a (3) - 1 -

2 Fzikání praktikum IV. Měření zvětšení up a mikroskopu - verze 01 Poožíme-i předmět do ohniskové rovin up viz obr. jeví se nám jeho obraz v nekonečnu neskutečný zvětšený. Pozorujeme jej neakomodovaným okem tj. okem zaostřeným na nekonečno pod úhem. r.. většení up bude v tomto případě tg tg. (4) Poožíme-i předmět do takové vzdáenosti a že se nám jeho obraz jeví ostře ve vzdáenosti a tj. máme oko akomodováno na vzdáenost 5 cm přejde výraz (3) ve výraz (1) který bude tvaru +1 většení up měříme přímou metodou pode vztahu (). Poměr úhu a měříme tak že upu upevníme na stojánek ve výši 5 cm nad stoem na který poožíme miimetrové měřítko M viz obr. 3. Na posuvnou podožku pod upou umístíme stejné miimetrové měřítko m. Jedním okem pozorujeme měřítko M druhým přes upu (oko těsně u up) měřítko m která posuneme tak abchom viděi obě měřítka ostře. V tomto případě bude obrazová rovina up ve vzdáenosti a. raz vzniké v obou očích se překrývají a snadno můžeme určit počet N miimetrů měřítka M připadajících na n miimetrů měřítka m. Vidíme-i 1 mm měřítka m pod úhem a 1 mm měřítka M pod úhem pak patí n N - - (5) a pode () bude zvětšení při normání akomodaci oka N n. (6) měříme-i touto metodou zvětšení můžeme pode (5) určit ohniskovou vzdáenost měřené up.

3 Fzikání praktikum IV. Měření zvětšení up a mikroskopu - verze 01 b) většeni mikroskopu Mikroskop je optická soustava sožená z okuáru a objektivu. jektiv má vemi maou ohniskovou vzdáenost 1 (řádově někoik mm) okuár má ohniskovou vzdáenost (někoik cm). Pozorovaný předmět (viz obr. 4) se kade před ohnisko F 1 objektivu. Ten vtvoří reáný zvětšený převrácený obraz ' který pozorujeme okuárem Ok podobně jako upou. Při neakomodovaném oku je okuár v takové pooze že obraz ' eží v ohnisku okuáru. Oko pozoruje tento obraz který je vzhedem k předmětu zvětšený převrácený a neskutečný v nekonečnu pod úhem. většení mikroskopu je deinováno podobně jako u up jako poměr úhu pod kterým vidíme obraz v mikroskopu ku úhu pod kterým vidíme předmět pouhým okem z konvenční zrakové vzdáenosti 5 cm. Patí zde proto též vztah (). Pode tohoto vztahu a obr. 4 je ted 1 (7) kde je tzv. optický interva mikroskopu. Výraz však představuje zvětšení objektivu ted ob 1 (8) a výraz pode (4) zvětšeni okuáru při neakomodovaném oku takže OK. (9) Je ted zvětšení mikroskopu při neakomodovaném oku OB Ok (10) - 3 -

4 Fzikání praktikum IV. Měření zvětšení up a mikroskopu - verze 01 většení mikroskopu měříme podobně jako u up tak že porovnáváme měřítko zvětšené mikroskopem s jiným měřítkem na které hedíme pouhým okem ze vzdáenosti 5 cm. ě měřítka však pozorujeme jedním okem a ab nám spnua použijeme před okuárem průhedné skíčko S kterým jednak vidíme pozorovanou stupnici m mikroskopu avšak zároveň i odraženou vnější stupnici měřítka M vzdáeného od skíčka S konvenční zrakovou vzdáenost 5 cm. Schematický náčrtek je na obr. 5. většení je v tomto případě dáno podobným výrazem jako (6) je však zde nutno uvažovat že vzhedem k vekému zvětšení mikroskopu ( x) používáme měřítko m s mnohem jemnějším děením než 1 mm. Patí proto pro zvětšení mikroskopu výraz N K n (11) kde N je počet díků měřítka M a n počet díků měřítka m které se spou krjí. Konstanta K představuje počet díků mikrometrické stupnice m připadajících na jednotku dék v které měříme na stupnici měřítka M. Provádíme-i měření v tomto uspořádání nepatí již přesně výraz (7) neboť máme oko akomodované na vzdáenost 5 cm. Pro výpočet zvětšení při akomodovaném oku na vzdáenost musíme vjít ze vztahu. Ok (1) kde pro zvětšení okuáru Ok při akomodovaném oku na vzdáenost patí stejně jako pro zvětšení up vztah (5) tj. + 1 Ok a pro zvětšení objektivu výraz (8). Dosazením (13) a (8) do (1) obdržíme odtud měříme-i touto metodou zvětšení mikroskopu můžeme vpočítat pode (15) jeho zvětšení při neakomodovaném oku známe-i zvětšení objektivu ob. Pode (0) můžeme vpočítat i zvětšení okuáru Ok pro které bude (13) (14) (15) OK OB 1 (16) - 4 -

5 Fzikání praktikum IV. Měření zvětšení up a mikroskopu - verze 01 3) Úko: 1. měřte zvětšení up. Měření proveďte aespoň 10x pro různé počt díků stupnice. Po každém měření znovu nastavte vzdáenost up a měřítka m. Vpočítejte chbu měření.. Určete ohniskovou vzdáenost up pode vztahu (5) z naměřených hodnot zvětšení. Uveďte i chbu měření. 3. měřte zvětšení mikroskopu. Proveďte aespoň 10 měřeni pro různé počt díků. Vpočítejte chbu měření. Použitá stupnice zmenšeného měřítka m má 0 díků na 1 mm. 4. jistěte zvětšení objektivu a určete zvětšení mikroskopu a zvětšení okuáru. Určete i chbu měření