Curs 3 Fizica sem. 2
Tipuri de microscoape Instrument pentru obtinerea unor imagini marite cu o mare rezolutie a detaliilor. Microscoapele optice si electronice sunt cele mai utilizate Microscoape: acustice - utilizeaza ultrasunete de inalta frecventa Microscoapele cu efect tunel Microscoapele de forta, care formeaza imagini dupa felul probei de a resimti bombardamentele cu particule. Acestea pot mari de milioane de ori, pentru a reda un singur atom.
Clasificare in functie de tipul iluminarii microscop cu lumină artificială: microscop cu lumină polarizată microscop fluorescent microscop cu contrast de fază microscop de contrast prin interferenţă microscop cu lumină catodică microscop confocal cu laser (CLSM - Confocal Laser Scanning Microscope) microscop de contrast şi reflexie microscop cu imersie microscop-roentgen microscop electronic: microscop cu neutroni microscop cu unde ultrascurte
Microscopul simplu Microscop bazat pe principiul lupei ce foloseste o lentila cu convergenta mare si distanta focala foarte mica
Primul microscop
Microscop cu structura de baza din lemn
Microscop cu montura din metal si fildes
Microscop construit in intregime din lemn
Microscop cu reglare a claritatii prin fir metalic
Microscop portabil cu montura metalica si caseta de transport
Microscopul compus Sistem optic centrat format din obiectiv si ocular
Primul microscop alcatuit din mai multe lentile
Microscop din lemn cu suport tripod metalic
Microscop cu corpul din lemn
Microscop cu suport din metale pretioase
Microscop cu structura apropiata de cele moderne
Microscop portabil cu caseta de transport din lemn
Microscop modern
Euglena verde
Ameoba
Parameciul
Diatomee
Foita de ceapa
Alcatuirea microscopului
Caracteristicile optice ale aparatelor optice Mărirea transversală a unui aparat optic este dată de raportul: m = it o t unde i t este mărimea imaginii în direcţia perpendiculară pe axa optică, iar o t este mărimea obiectului în aceeaşi direcţie. Mărirea longitudinală sau axială este dată de raportul dintre mărimea imaginii şi obiectului în direcţia axei optice: m = i o l l
Caracteristicile optice ale aparatelor optice Puterea de mărire este raportul: P = unde 2 este unghiul sub care se vede prin aparatul optic un obiect, iar o t este mărimea obiectului în direcţie perpendiculară pe axa optică. Pentru unghiuri mici, relaţia precedentă se poate scrie şi sub forma: 2 p o t Grosismentul sau mărirea unghiulară este raportul: tg G = tg 2 1 unde α 2 este unghiul sub care se vede un obiect prin aparat, iar α 1 este unghiul sub care se vede obiectul când este privit direct cu ochiul. tg o 2 t
Caracteristicile optice ale aparatelor optice Pentru unghiuri mici se poate scrie: G 2 1 Dacă δ este distanţa de vedere optimă, la care este privit obiectul direct cu ochiul, atunci: = ot 1 Combinând relaţiile anterioare rezultă: G = P
Rezumat Puterea separatoare se referă la posibilitatea de a vedea prin instrument, ca distincte, două puncte obiect. Ea poate fi determinată fie prin inversul distanţei minime dintre două puncte obiect care mai dau imagini diferite, numită putere separatoare liniară (S l ), fie prin inversul unghiului minim dintre razele care vin de la două puncte obiect care se văd distinct, numită putere separatoare unghiulară (S u ) sau putere de rezoluţie (A). Câmpul optic al unui aparat este regiunea din spaţiu în care sunt conţinute puncte care pot fi văzute pentru o poziţie oarecare a aparatului. Există un câmp în adâncime şi un câmp în lărgime.
Lentile. Formula lentilelor Prin asociaţia a doi dioptri cu suprafeţe curbe obţinem ceea ce se numeşte o lentilă. In particular, aceste suprafeţe pot fi sferice, plane sau cilindrice. Dreapta care uneşte centrele dioptrilor constituie axul optic al lentilei. Dacă distanţa dintre vârfurile V 1 şi V 2 ale celor doi dioptri este neglijabilă faţă de celelalte lungimi care intervin în formarea imaginilor, spunem că avem o lentilă subţire. De fapt, la acestea ne vom referi în cele ce urmează. După proprietăţile lor, lentilele pot fi clasificate în convergente şi divergente
După forma geometrică, ele se clasifică în: 1) biconvexe, plan convexe, menisc convexe, care sunt convergente; 2) biconcave, plan concave, menisc concave, care sunt divergente
Poziţia imaginii unui obiect într-o lentilă, în cazul unui fascicul de raze paraxial, este dată de relaţia: 1 1 n 2 1 1 1 p2 p1 n1 R1 R2 unde p 1 şi p 2 sunt distanţele de la obiect şi imagine până la lentilă, R 1 şi R 2 sunt razele de curbură a celor doi dioptri, iar n 2 este indicele de refracţie al mediului lentilei şi n 1 al mediului exterior lentilei. O mărime caracteristică lentilelor este convergenţa lentilelor, definită astfel: Unitatea de măsură a convergenţei este 1 dioptria, care este convergenţa unei C= f lentile cu distanţa focală f de un metru.
Din relaţia (7.57) se pot defini distanţele focale ale lentilelor: pentru p 1 = -, rezultă p 2 = f 2 şi deci: f = 2 1 n 2 1 1 1 n R R 1 1 2 sau, dacă p 2 = +, rezultă p 1 = f 1 şi: f= 1 n 2 1 1 1 1 n R R 1 1 2 din care se observă că f 1 = f 2 = f. In acest caz putem scrie: 1 1 1 p p f 2 1 care reprezintă formula lentilelor subţiri, relaţie în care f se ia cu semnul plus dacă focarul este real şi cu semnul minus dacă focarul este virtual.
Oglinzi sferice şi plane Cursul urmator
Electron in, Electron out: Microscopy Techniques Brief discussion of Transmission/Reflection Electron Microscopy (TEM/REM) Scanning Electron Microscopy (SEM) Scanning Probe Microscopy: Scanning Tunneling Microscopy (STM) Atomic Force Microscopy (AFM)
TEMElectron Microscopy: Electron Gun Non-scanning TEM, REMREM Transmission Electron Microscopy Electron Gun Reflection EM Sample is located BEFORE the magnetic lens, allowing the entire image to be collected at one time.
Electron Microscopy: Scanning SEM Scanning Electron Microscopy SEM, STEM STEM Scanning Transmission EM Electron Gun Electron Gun Sample is located AFTER the magnetic lens and the beam is scanned to obtain an image.
Scanning Electron Microscope Examples of SEM images SEM Optics: Gun, Lenses, Apertures, Scan Generator, Detector Mr. BUG! Electron Interactions: Secondary and Backscattered Electrons semguy.com/gfx/bobz1.jpg
Optical Image SEM Image SEM Images: Improved Depth of Focus screw From Brundle cells From Flegler Secondary electrons of SEM provide higher depth of
SEM: Optics #1 Electron gun produces beam of monochromatic electrons. First condenser lens forms beam and limits current ("coarse knob"). Condenser aperture eliminates high-angle electrons. Second condenser lens forms thinner, coherent beam ("fine knob" ). Objective aperture further eliminates high-angle electrons from beam. Phys 661 - Baski Microscopy Techniques Page 7
SEM: Optics #2 Beam "scanned" by deflection coils to form image. Final objective lens focuses beam onto specimen. Beam interacts with sample and outgoing electrons are detected. Detector counts electrons at given location and displays intensity. Process repeated until scan is finished (usu. 30 frames/sec). http://www.unl.edu/cmracfem/semoptic.htm Phys 661 - Baski Microscopy Techniques Page 8
Bibliografie http://microscopy.fsu.edu www.hometrainingtools.com www.personal.psu.edu www.microscopy.uk.org www.micro.magnet.psu.edu www.oberlink.k12.oh.us http://a-s.clayton.edu
OCHIUL OMENESC, CA APARAT OPTIC Din punct de vedere anatomic, ochiul este un organ deosebit de complex, servind la transformarea imaginilor geometrice ale corpurilor în senzaţii vizuale. Privit însă din punct de vedere al opticii geometrice, el constituie un sistem optic format din trei medii transparente: umoarea apoasă, cristalinul şi umoarea sticloasă (fig.7.48.). Acestea se găsesc în interiorul globului ocular mărginit în exterior de o membrană fibroasă rezistentă numită sclerotică care are o zonă transparentă în faţă (n = 1,377), numită corneea transparentă.