Способ дисперсионного анализа микрообъектов Советский патент 1982 года по МПК G01N15/02 G01N21/41 

Изобретение относится к технике определения оптических характеристи аэроэолер и может использоваться в химической и медицинской промышленности, а также в метеорологии. Изобретение является дополнитель ным к способу дисперсионного анализа микрообъектов, включающему освещение параллельным световым пучком и измерение параметров их изображений, полученных с помощью оптическо системы, в фокальной плоскости объе .тива которой установлен непрозрачный экран, согласно которому, с целью .повьшения точности измерений, диаметр непрозрачного экрана выбирают в пределах (8-10)х10 f (f фокусное расстояние объектива), за счет чего получают изображение контура объекта в виде светлой полосы с темной контурной линией внутрии нее, измеряют отношение интенсивнос тей частей светлой полосы, находящихся с разных сторон от темной линии, и размер изображения объекта по центру темной контурной линии. Недостатком известного способа я ляется то, что он не дает информации об оптических свойствах иссле дуемых микрообъектов. Целью изобретения является определение показателя преломления микр объектов. Цель достигается тем, что в спос бе дисперсионного анализа микрообъе Тов измеряют диаметр светлого пят на в центре изображения объектов, у которых отношение интенсивностей светлых полос с обеих сторон от тем ной контурной линии равно единице, а пoкiaзaтeль преломления вычисляют по формуле:

п

1 --fl-tg V где ГУ - радиус изображения микрообъекта, Ь - радиус светлого пятна в центре изображения микрообъекта V - апертурный угол объектива. На чертеже изображена схема устройства для осуществления способа. Устройство,содержит микрообъект 1, освещаемый параллельным световым пу чком 2, микрообъект 1 находится в поле зрения объектива 3, плоскость наводки 4 объектива сопряжена с апос1

(3)

п

Гц

1 tg V

28 32 костью регистратора 5. В задней фокальной плоскости объектива 3 установлен непрозрачный экран 6. Если объект 1 находится точно в плоскости наводки, то в плоскости регистратора его изображение формируется в виде темной контурной линии, окруженной светлыми полосами равной интенсивности. С другой стороны, сам прозрачный объект тоже можно рассматривать как маленькую сферическую линзу, которая фокусирует падающий на нее световой пучок в точку Fj (в идеальном случае), расположенную на оси оптической системы. Эта точка находится уже за пределами плоскости наводки объектива 3, и поэтому в плоскости регистратора ее изображение формируется в центре изображения объекта (частицы) в виде кружка диаметром 28, величина которого определяется расстоянием от плоскости наводки 4 до точки F; . А это расстояние можно определить из соотношения 2(N - 1) где г - радиус частицы линзы N - показатель преломления материала линзы относительно воздуха. Из геометрии чертежа следует, что радиус кружка 8 следукицим образом связан с параметрами объектива 3 и частицы 1 8(f-tgV,(2) где (} - увеличение объектива, таким образом из выражений (1) и (2) следует, что показатель преломления п и N может быть найден из соотношениягде Г(, - радиус изображения частицы. Поскольку в объектив 3 попадает . и участвует в формировании светлого пятна 2 лишь часть светового пучка 2, которая распространяется в непосредственной близости от оптической оси системы, то применение соотношения параксиальной оптики (1) при выводе выражений (2, 3) вполне допустимо и поэтому влиянием сферической аберрации капли на точность измерений можно пренебречь. Действительно

лучи, имеющие большой угол падения i, а следовательно и большое удаление h от оптической оси при выходе из частицы расходятся под большим углом и не попадают в объектив 3 и плоскость регистратора 5. Максимальные значения i и h, при которых лучи из пучка 2 еще попадают в регистратор, определяются величиной апертуркого угла 2V объектива 3

Таким образом, введение новой операции: измерение диаметра светлого пятна в центре тех изображений объектов, у которых интенсивность светлых полос с обеих сторон от темной контурной линии одинакова, позволяет получить информацию о показателе преломления материала, из которого состоит этот микрообъект.

Способ применим при исследовании прозрачных сферических микрообъектов, например капель жидкостей.

В качестве регистрирующей аппаратуры в устройстве для осуществления данного способа могут быть использованы фотопристабка или передающая телевизионная трубка.

При осуществлении способа, если частицы находятся во взвешенном состоянии, либо в потоке, используют импульсный источник света.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет расширить функциональные возможности способа-прототипа, поскольку измеряются не только размеры объекта, но и показатель преломления материала его вещества.

СПОСОБ ДИСПЕРСИОННОГО АНАЛИЗА ШКРООБЪЕКТОВ по авт. св. № 714241, о тличающийся тем, что, с целью определения показателя преломления микрообъектов, измеряют диаметр светлого пятна в , центре изображения объектов, у которых отношение интенсивностей светлых полос с обеих сторон от темной контурной линии равно единице, а показатель преломления вычисляют по фор муле 1 п i.b V 28 радиус изображения микрогде г. объекта, 5 радиус светлого пятна в центре изображения микрообъекта j апертурный угол объектива. V сл СХ) со О) со со со