il microscopio - amedeo lucente
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Richiami di ottica IL MICROSCOPIO esprimibile in termini di s ed s’ dell’oggetto h’ = altezza dell’immagine Microscopio ottico a campo luminoso Funzionamento Potere separatore Modalità dell’esperienza 1 Ingrandimento lineare m=h’/h Lenti sottili Formazione dell’immagine (immagini reali e virtuali) Aberrazioni h = altezza I e II parte Struttura della relazione 25 Marzo 2004 Daniela Rebuzzi IL MICROSCOPIO OTTICO Due lenti convergenti principali (in realtà sistemi ottici): obiettivo forma un’immagine reale ingrandita dell’oggetto con ingrandimento m1=-s’1/s1-s’1/f1 oculare forma un’immagine virtuale ulteriormente ingrandita con M2=s’2/s2 s’2/f2=0.25 m /f2 lente del condensatore focalizza la luce incidente sul campione diaframma regola l’intensità luminosa 2 25 Marzo 2004 Daniela Rebuzzi Ingrandimento totale del microscopio ottico IL MICROSCOPIO 3 raggiunge facilmente il fattore 1000, ma è inutile oltre 400 Se si trascurano effetti di diffrazione, qual è la minima distanza che può essere risolta usando un microscopio con M=400 o M=1000? Occhio nudo d=0.1mm, col microscopio 0.1 mm/400=250 nm o 0.1 mm/1000=100 nm Quando la distanza d tra due punti di un campione diventa confrontabile con la lunghezza d’onda della luce che lo illumina, subentrano effetti di diffrazione potere separatore n = indice di rifrazione del mezzo interposto tra l’obiettivo e l’oggetto = angolo sotteso dalla lente dell’obiettivo Se l’angolo sotteso dall’obiettivo è 90o, qual è la minima separazione risolvibile tra oggetti posti in aria e illuminati con luce verde (=500nm)? 250nm Ingrandimenti maggiori di 400X non possono permettere di distinguere un numero maggiore di particolari 25 Marzo 2004 Daniela Rebuzzi IL MICROSCOPIO 4 MODALITA’ DELL’ESPERIMENTO (I PARTE) taratura del micrometro oculare vetrino micrometrato micrometro obiettivo (scale nota) che si deve sovrapporre alla scala del micrometro oculare con il confronto tra le due scale si tara la scala inserita nell’oculare contare quante tacche piccole del micrometro oculare occorrono per coprire l’intera scala del micrometro obiettivo a ciascun ingrandimento ricordare il numero del microscopio presso cui è stata effettuata la taratura il valore di taratura varia con l’ingrandimento deve essere ripetuto ogni ingrandimento che si intende usare ingrandimenti disponibili: 10X, 40X 25 Marzo 2004 Daniela Rebuzzi IL MICROSCOPIO 5 messa a fuoco del microscopio si ottiene spostando il piattello del preparato rispetto al sistema rigido oculare-obiettivo il particolare risulta a fuoco quando dista dall’obiettivo una distanza tale per cui l’immagine virtuale si forma nel campo visivo dell’occhio dell’osservatore dipende anche dai difetti visivi dell’osservatore la profondità di campo (=lo spessore di preparato che è possibile mettere a fuoco contemporaneamente) è inversamente proporzionale all’ingrandimento 25 Marzo 2004 Daniela Rebuzzi IL MICROSCOPIO 6 MODALITA’ DELL’ESPERIMENTO (II PARTE) posizionare il vetrino del preparato e fissare un ingrandimento tarare lo strumento a quel dato ingrandimento 10X solo taratura e osservazione 40X taratura, osservazione e misura a 40 X eseguire N misure (N>30) del diametro delle cellule TABELLA (numero della misura-valore del parametro misurato) calcolo del valor medio del diametro delle cellule e corrispondente deviazione standard sm=sm2 Utilizzando direttamente le misure media varianza 25 Marzo 2004 Daniela Rebuzzi IL MICROSCOPIO media varianza se lo spettro fosse discreto i due metodi fornirebbero lo sesso 7 raggruppare queste misure in intervalli opportuni ed costruire l’istogramma della distribuzione dei diametri TABELLA ordinata numero di osservazioni ascissa gli intervalli in cui ho suddiviso le misure (spettro discreto della variabile misurata) calcolo di frequenza assoluta, frequenza relativa e valor medio di ciascun canale TABELLA calcolo del valor medio del diametro delle cellule e corrispondente deviazione standard sm=sm2 Utilizzando la distribuzione istogrammata (spettro da continuo a discreto) risultato (qui nel primo metodo i parametri dipendono dalla larghezza del bin) confrontare coi risultati ottenuti con ciascuna delle due tecniche 25 Marzo 2004 Daniela Rebuzzi IL MICROSCOPIO 8 Struttura della relazione Titolo Scopo dell’esperienza Definizione di grandezze fisiche e dei fenomeni coinvolti Descrizione dell’apparato sperimentale Principio di funzionamento del microscopio Potere separatore Procedura di taratura e messa a fuoco dello strumento (parte I) Raccolta dati sperimentali (parte II) TABELLA Costruzione dell’istogramma ( TABELLA) e calcolo dei parametri statistici media e varianza Risultati ottenuti Discussione e commenti 25 Marzo 2004 Daniela Rebuzzi
