2 - TOS - mikroskop 2

SAVE OFFLINE

POLITECHNIKA POZNAŃSKA INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA

PROWADZĄCY: mgr inż. Joanna Sinacka

Systemy Ochrony Powietrza – Ćwiczenia Laboratoryjne

2

TEMAT ĆWICZENIA:

Badanie składu pyłu za pomocą mikroskopu optycznego.

OSOBY WYKONUJĄCE ĆWICZENIE:

GRUPA:

1.

..........

..........................................................................

GRUPA DZIEKAŃSKA

.................................

2.

..........................................................................

.......... DATA WYKONANIA

3.

..........................................................................

..........

4.

..........................................................................

..........

.................................

5.

..........................................................................

..........

OCENA

6.

..........................................................................

..........

7.

..........................................................................

..........

v. 01-03-2019JS, 2009_FC

Sprawozdanie zostanie wypełnione i oddane w trakcie zajęć (należy uzupełnić opis stanowiska pomiarowego, wyniki pomiarów i obliczeń, uwagi i wnioski).

Wykonanie ćwiczenia

1.

Celem ćwiczenia jest zbadanie próbki pyłu pod względem wielkości i kształtu jego cząsteczek, za pomocą mikroskopu optycznego.

2.

Zadania do wykonania. Zapoznanie się z zasadą działania śruby mikrometrycznej

2.1.

Śruba mikrometryczna jest przystawką montowaną do mikroskopu optycznego, umożliwiającą pomiar odległości na obserwowanym preparacie. W polu widzenia mikroskopu z zamontowaną śrubą mikrometryczną na tle preparatu widoczne są linie krzyża pomiarowego śruby oraz pierwsza (gruba) podziałka śruby, w postaci linijki ze strzałką pomiarową (dwie równoległe linie) ułożonej pod kątem 45° do linii krzyża pomiarowego. Druga (dokładna) podziałka śruby znajduje się na pokrętle śruby. Pomiar odległości powinien być wykonywany wzdłuż jednej z linii krzyża pomiarowego, poprzez przesunięcie równoległe drugiej linii. Polega on na odczytaniu dwóch położeń śruby (pierwsza cyfra z podziałki grubej, dwie kolejne z podziałki na pokrętle) na początku i na końcu przesunięcia. Obracając śrubę mikrometryczną wokół osi okularu można mierzyć odległości w dowolnie wybranym kierunku. Niewielkie pokrętło z boku okularu służy do zablokowania możliwości obrotu śruby wokół osi okularu w trakcie pomiaru (powinno być lekko dokręcone). Przykład 1: W celu wyznaczenia stałej śruby mikrometrycznej należy umieścić pod mikroskopem preparat z linijką mikrometryczną (pozioma linijka na rys. a). Dla ułatwienia znalezienia linijka mikrometryczna jest umieszczona w okręgu. Linijkę najłatwiej znaleźć pod najmniejszym powiększeniem (soczewka ×5), po ustawieniu linijki w centrum pola widzenia należy zmienić soczewkę na ×10 i przy tym powiększeniu dokonywać wszystkich odczytów. Ustawić śrubę w położeniu zerowym (zero na linijce w polu widzenia i na pokrętle) i przesuwając stolikiem mikroskopu doprowadzić do pokrycia się pionowej linii krzyża pomiarowego z jedną z dziesiętnych linii na linijce mikrometrycznej (rys. a). Zablokować możliwość obrotu śruby wokół osi okularu i odczytać początkowe położenie śruby (powinno być S1 = ‘000’).

a)

b)

Następnie należy przesunąć krzyż pomiarowy w prawo o wybraną odległość (odczytaną z linijki mikrometrycznej) i odczytać końcowe położenie śruby S2 = ‘_ _ _ ’. Im większa odległość zmierzona na preparacie, tym większa dokładność względna pomiaru. Różnica pomiędzy dwoma położeniami śruby posłuży do wyznaczenia stałej śruby mikrometrycznej, według wzorów przedstawionych w punkcie 2.2.

2

Przykład 2: W celu pomiaru poziomego wymiaru cząstki pyłu widocznej pod mikroskopem należy najpierw ustawić krzyż pomiarowy śruby w taki sposób, aby linia pozioma była ustawiona równolegle do linii pomiaru, a linia pionowa pokrywała się z krawędzią mierzonej cząstki (rys. c). W tym momencie należy zablokować możliwość obrotu śruby wokół osi okularu. Następnie należy odczytać początkowe położenie śruby - pierwsza cyfra to mniejsza wartość z tych linii na zgrubnej podziałce, pomiędzy którymi znajduje się strzałka (w przykładzie ‘2’), kolejne dwie należy odczytać z pokrętła.

c)

d)

Następnie należy przesunąć krzyż pomiarowy do położenia, w którym linia pionowa pokrywa się z przeciwległą krawędzią mierzonej cząstki pyłu (rys. d), i ponownie odczytać położenie śruby (w przykładzie ‘5 _ _’). Różnica pomiędzy odczytami jednoznacznie określa odległość zmierzoną na preparacie (sposób jej przeliczenia na m omówiono w punkcie 2.2). Po odpowiednim obróceniu śruby mikrometrycznej wokół osi okularu można mierzyć dowolne odległości na preparacie mikroskopowym.

3

2.2.

Wyznaczenie stałej śruby mikrometrycznej

Stała śruby mikrometrycznej jest to wartość, o jaką należy pomnożyć wielkość przesunięcia odczytaną ze śruby mikrometrycznej aby uzyskać odległość zmierzoną na preparacie. Wyznacza się ją w oparciu o pomiar odległości na specjalnym preparacie (szkiełko z naniesioną linijką mikrometryczną, jedna działka to 10 [m] = 0,00001 [m]). Stałą śruby obliczamy z poniższego równania: 1)

SS 

L S

P

gdzie: SS - stała śruby mikrometrycznej [m] L-

odległość zmierzona na linijce preparatu [m]

S - różnica dwóch odczytów ze śruby mikrometrycznej [-] P-

powiększenie, przy którym dokonywane jest wyznaczenie stałej śruby mikrometrycznej (tubus × soczewka × okular śruby) [-]

Wyznaczywszy stałą śruby można obliczyć wymiar dowolnej odległości zmierzonej na preparacie. 2)

D

S S  S P

gdzie: D - odległość zmierzona na preparacie [m] SS - stała śruby mikrometrycznej [m] S - różnica dwóch odczytów ze śruby mikrometrycznej [-] P-

powiększenie przy którym dokonywany jest pomiar (tubus × soczewka × okular śruby) [-]

Wyznaczenie stałej śruby mikrometrycznej polega na co najmniej pięciokrotnym odczytaniu wybranej wielkości przesunięcia ‘S’ (dla przesunięcia nie mniej niż 300 m), przy czym każdy pomiar powinien zaczynać się w innym położeniu śruby (nie tylko zerowym jak w przykładzie 2.) i obliczeniu średniej arytmetycznej z tych pomiarów. Każdą parę odczytów powinna dokonywać inna osoba z grupy. 2.3.

Przygotowanie preparatu pomiarowego

Na szkiełko mikroskopowe nanieść niewielką ilość pyłu, nadmiar wsypać z powrotem do naczynia. Tak przygotowaną próbkę umieścić pod mikroskopem przy powiększeniu P = 225 (soczewka ×10). 2.4.

Wykonanie pomiaru Ze względu na ograniczony czas zajęć przeanalizowane zostanie tylko jedno pole widzenia.

Należy wybrać takie pole widzenia, w którym znajduje się co najmniej 20 cząsteczek pyłu. Każda osoba w grupie powinna zmierzyć wymiary co najmniej trzech wybranych cząsteczek pyłu, dla każdej z nich dwa wymiary, ‘dłuższy’ i ‘krótszy’. W sumie należy opisać nie mniej niż 20 cząsteczek.

4

3.

Opis stanowiska pomiarowego

4.

Przebieg ćwiczenia

5

5. 5.1.

Wyniki pomiarów i obliczeń Stała śruby mikrometrycznej

LP

S1

S2

S

L

P

SS

[-]

[-]

[-]

[-]

[m]

[-]

[m]

1 2 3 4 5 6 Wartość średnia:

5.2.

Analiza wybranego pola widzenia Rysunek 1. Szkic pola widzenia mikroskopu (numeracja ziaren pyłu zgodna z numeracją w tabeli).

6

Tabela 1. Wymiary cząstek zmierzone na preparacie.

LP

S1

S2

SA

S3

S4

SB

A

B

-

[kr]

[kr]

[kr]

[kr]

[kr]

[kr]

[m]

[m]

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

7

6.

Uwagi i wnioski

.................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... ....................................................................................

8