Г.С. Ландсберг - Элементарный учебник физики (том 3). Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика (1120574), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Это изобра>кение рассматривается глазом через окуляр, как через лупу; на сетчатке глаза образуется изобра>кение 5;"5,:", которое воспринимается глазом как исходящее от мнимого увеличенного изображения 5 5,, Л— расстояние между задним фокусом объектива и передним фокусом окуляра — называется оптической длиной тубуса микроскопа; от нее зависит увеличение микроскопа. 5;5; находится в передней фокальпой плоскости окуляра, т, е.
изображение 5 5 лежит в бесконечности; при этом глаз находится в ненапряженном состоянии. Увеличение,и лшкроскопа, как и в случае лупы, называется отношение длины изображения какого-либо отрезка, 298 получаемого на сетчатой оболочке глаза при помощи микроскопа, к длине изоораження того же отрезка на сетчатке при рассматривании его невооруженным глазом. Действие микроскопа эквивалентно действию лупы с фокусным расстоянием 1', равным фокусному расстоянию всего микроскопа.
Пользуясь формулой (114.1), для увеличения микроскопа находим Л' = 2501). Фокусное расстояние микроскопа как системы из двух линз может быть сделано значительно меньше, чем фокусное расстояние ооъектива или окуляра в отдельности. В соответствии с этим у в е л ичение микроскопа значительно боль- й ше увеличения, да- Ю ваемого объективом или окуляром. Как показывает расчет, увелаченне микроскопа равно произведению увеличения объектива и Т увеличения окуляра. Поэтому нередко применяют микроскопы с увеличением около !000 и даже больше. Рис.
252. Микроскоп Основные части оптической системы мпкроскопа— объектив ) и окуляр 2 — размещаются на концах цилиндрической трубки, укрепленной в штативе !рис. 252). Объект 3 помещается на предметном столике 4 и освещается снизу с помощью зеркала б и кондепсора 6. Оправы объектива и окуляра устанавливаются в металлической трубке— тубусе 7. Наводка на резкое изооражение осуществляется с помощью винта кремальеры 8 !грубая наводка) или микрометрического винта у (точная наводка). Окуляры и объективы микроскопа делаются сменными, благодаря чему можно быстро менять увеличение системы, Быстрая смена объективов с разным увеличением производится с помощью револьвера 10. Тубус и столик укреплены на массивном штативе 1!.
299 Наличие д е й с т в и т е л ь н о г о промежуточного изображения, даваемого объективом, расширяет область применения микроскопа. Оно делает возможным точные измерения размеров предмета, для чего в фокальную плоскость окуляра помещают ш к а л у, нанесенную на прозрачную пластинку. Можно получить проекцию этого изображения на экран, сфотографировать его и т. д.
(см, упражнение 53 в конце этой главы), й 116. Разрешающая способность микроскопа. Мы характеризовали действие микроскопа его у в е л и ч е н и е м. Как мы уже впделп на примере лупы, увеличение, достигаемое с помощью оптической системы, ведет к возможности рассматривать части предмета под ббльшпм углом зрения и, следовательно, р а з л и ч а т ь более мелкие детали. Микроскоп позволяет различать отдельные детали объекта, которые для невооруженного глаза или при наблюдении с гростой лупой сливаются в точку, т.
е. микроскоп лучше, чем лупа, р а з р е ш а е т тонкую структуру объекта. Однако, осуществляя большие увеличения, мы можем повысить разрешающую споообносггть микроскопа лишь до известного предела. Это связано с тем фактом, что наши представления о сне~с как о лучах уже оказываются слишком грубыми, становится необходимым у ч и т ы в а т ь в о л и о в ы е с в о й с т в а с в е т а.
Сказанное относится не только к микроскопу, но и к другим оптическим приборам. Более подробно явления, связанные с волновой природой света, будут нами рассмотрены позже 1э 134). Здесь же нам важно отметить, что волновая природа света накладывает определенный предел на разрешающую способность всех оптических систем а), в частности и микроскопа. Если две точки объекта находятся одна от другой на расстоянии, меныпем некоторого предела, то мы не сможем их «разрешить»: нх изображения всегда будут сливаться между собой, каким бы большим увеличением пи обладал микроскоп. Предельная разрешающая способн ость достигается прп возможно более всестороннем освещении объекта. Вследствгге этого в современных микроскопах для освещения объекта применяются специальные конденсоры, дающие широкие пучки лучей.
Предельная разрешающая способность достигается при увеличении микроскопа, равном около 1000. ') По отношению к которым разумно говорить о разрешающей сне«обнести. в 117. Зрительные трубы. Зрительная труба представляет собой оптический прибор, предназначенный для рассматривания глазом весьма удаленных предметов, Как и микроскоп, она состоит из объектива н окуляра; и тот и другой являются более или менее сложными оптическими систелгами, хотя и не столь сложными, как в случае микроскопа; однако мы их будем схематически представлять тонкими линзами, В зрительных трубах объектив и окуляр располагаются так. что задний фокус объектива почти совпадает с передним фокусом окуляра (рис.
253). Объектив Рис. 253. Расположение объектива и окуляра в зрительной трубе: задний фокус объектива Р, совпадает с нередким фокусом окуляра Ра дает действительное уменьшенное обратное изображение бесконечно удаленного предмета в своей задней фокальной плоскости; зто изображение рассматрпвается в окуляр, как в лупу. Если передний фокус окуляра совпадает с задним фокусом объектива,то при рассматривании у д а л е н ного предмета из окуляра выходят пучки п а р а л л е л ь н ы х л у ч е й, что удобно для наблюдения н о р м а л ь н ы м г л а з о м в спокойном состоянии (без аккомодации) (ср, й 114).
Но если зрение наблюдателя несколько отличается от нормального, то окуляр передвигают, устанавливая его «по глазам». Путем передвижения окуляра производится также «наводка» зрительной трубы при рассматривании предметов, расположенных на различных не очень больших расстояниях от наблюдателя. Объектив зрительной трубы должен быть всегда собирающей системой, окуляр же может быть как собирающей, так и рассеивающей системой. Зрительная труба с соби.р а ю щ и м (положительным) о к у л я р о м называется трубой Кеплера (рис. 254, а), труба с р а с с е и в а ющ и м (отрицательным) о к у л я р о м — трубой Галилея (рис.
254, б). Объектив 1 зрительной трубы дает действительное обратное изображение удаленного предмета в своей фокальной плоскости РЗ'. Расходящийся пучок лу- 301 чей из точки 5' падает на окуляр 2; так как эти лучи идут из точки 5 в фокальной плоскости окуляра, то из него выходит пучок, параллельный побочной оптической осп 5'О окуляра под углом се' к главной оси. Попадая в глаз, лучи зтп сходятся на его сетчатке и дают действительное изображение источника. 1 2 »г и) Рнс. 254.
Ход лучей в зрвтельной трубе: а) труба Кеплера; б) труба Галилея Б) а) зяс. 255. Ход лучей в прпзыенном полевом бннокте ~а) н его внешняй шд (б). Изыевенне направления стрелки указывает па «обрагденне» нзображенпя после прохождения лучей через часть светел«ь« В случае галилеевой трубы (б) глаз не изображен, чтобы не ,агромождать рисунка.) Угол а — угол, который сос- являют с осью луча, падающие на объектив. 102 Труба Галилея, нередко применяемая в обычном театральном бинокле, дает п р я и о е изображение предмет', труба Кеплера — п е р е в е р и у т о е.
Вследствие этого, если труба Кеплера должна служить дчя земных наблюдений, то ее снабжают оборачпвтоп(ей спгтслой (дополннтетьной линзой или системой призм), в результате чего изображение становится прямым. Примером подобного прибора может служить призменный бинокль (рнс. 255). Преимуществом трубы Кеплера является то, что в пей имеется д е й с та и т е л ь н о е промежуточное изображение, в плоскость которого можно поместить измерительную шкалу, фотопластинку для производства снимков к т.
и. Вследствие этого в астрономии и во всех случаях, связанных с измерениями, применяется труба Кеплера. й 118. Увеличение зрительной трубы. Пусть тр есть угол, под которым лучи, исходящие от краев рассматриваемого предмета, попадают в глаз наблюдателя при отсутствии трубы (рис. 256, а). )'ис. 266. Рассматривавие удаленного предмета невооруженным гла- зом (а) и с помоптыо зрительной трубы (б) (Вместо оптической системы глаза изображена линза дающая изображение на экране в ее фокальной плоскости; этот экран и~рвет роль сетчатой оболочки.) Поместив перед глазом зрительную трубу, мы увеличиваем угол, под которым виден данньп) предмет (рис, 256, б). Длина изображения па сетчатке глаза (нлп на экране в фокальной плоскости линзы Е) в первом случае Г =- Г" )В ср = ~ р, во втором случае 1' = ~ )В р' = й' ЗОЗ так как углы р и «р' малы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
