المجهر المركب - المشاكل والحلول
1.
بناءً على الشكل أعلاه، ما هو التكبير الكلي؟ افترض أن العين طبيعية وأن النقطة القريبة (N) = 25 سم.
معروف :
البعد البؤري للعدسة الشيئية (f o ) = 2 سم
المسافة بين الجسم والعدسة الشيئية (d o ) = 2.2 سم
النقطة القريبة للعين الطبيعية (N) = 25 سم
البعد البؤري لعدسة العينية (f e ) = 25 سم
المطلوب: التكبير الكلي (م)
الحل:
إذا تشكلت الصورة النهائية بواسطة عدسة العين عند اللانهاية، فإن العين تكون مرتاحة. أما إذا لم تتشكل الصورة النهائية عند اللانهاية، فإن العين لا تكون مرتاحة.
استنادًا إلى الشكل أعلاه، تتشكل الصورة الوهمية على مسافة اللانهاية بواسطة عدسة العين. وتكون الصورة النهائية عند اللانهاية بحيث ترتاح العين.
أولاً، احسب بُعد الصورة عن العدسة الشيئية (d o '). العدسة الشيئية هي العدسة المجمعة، لذا يتم حساب بُعد الصورة باستخدام معادلة العدسة المجمعة.
البعد البؤري للعدسة المجمعة موجب.
1/d o ' = 1/f o – 1/d o = 1/2 – 1 / 2.2 = 11 / 22 – 10/22 = 1/22
d o ' = 22/1 = 22 سم
التكبير الكلي للمجهر :
2.
بناءً على الشكل أعلاه، ما هي المسافة بين العدسة الشيئية وعدسة العين في المجهر؟
الحل:
يحتوي المجهر على عدستين: عدسة موضوعية وعدسة عينية. يُستخدم المجهر لرؤية الأجسام القريبة جدًا. الصورة التي تُكوّنها العدسة الموضوعية هي الصورة الحقيقية، بينما تُكبّرها العدسة العينية لتُشكّل صورة وهمية كبيرة جدًا.
معروف :
البعد البؤري للعدسة الشيئية (f o ) = 1.8 سم (البعد البؤري موجب لأن العدسة الشيئية هي عدسة مجمعة)
البعد البؤري لعدسة العين (f e ) = 6 سم (البعد البؤري موجب لأن العدسة العينية هي العدسة المجمعة)
المسافة بين الجسم والعدسة الشيئية (d o ) = 2 سم (تشير علامة الزائد إلى أن الصورة حقيقية)
المطلوب: المسافة بين العدسة الشيئية وعدسة العين (طول المجهر = د)
الحل:
المسافة بين الصورة والعدسة الشيئية ( d o ') :
1/d o + 1/d o ' = 1/f o
1/d o ' = 1/f o – 1/d o
1/d o ' = 1 / 1.8 – 1/2 = 10/18 – 9/18 = 1/18
d o ' = 18 سم
تتكون الصورة الحقيقية بواسطة العدسة الشيئية الموجودة في النقطة البؤرية لعدسة العين، كما هو موضح في الشكل أعلاه.
المسافة بين العدسة الشيئية والعدسة العينية:
ل = د د أو ' + ف هـ = 18 سم + 6 سم = 24 سم
3.
المسافة بين الجسم والعدسة الشيئية 1.1 سم، والبعد البؤري للعدسة الشيئية 1 سم، والبعد البؤري للعدسة العينية 5 سم. ما هو التكبير الكلي للمجهر؟
معروف :
المسافة بين الجسم والعدسة الشيئية (d o ) = 1.1 سم
البعد البؤري للعدسة الشيئية (f o ) = 1 سم (البعد البؤري موجب لأن العدسة الشيئية هي عدسة مجمعة)
البعد البؤري للعدسة العينية (f e ) = 5 سم (البعد البؤري موجب لأن العدسة العينية هي عدسة مجمعة)
المطلوب: التكبير الكلي (م)
الحل:
إن التكبير الكلي للمجهر هو ناتج تكبير العدسة الشيئية (mo ) مضروبًا في التكبير الزاوي (Me ) لعدسة العين.
تكبير العدسة الشيئية:
معادلة التكبير الخطي للعدسة الشيئية (m ob ) :
m o = h o '/h o = d o '/d o = (l – f e )/d o
أين
h o ' = ارتفاع الصورة المتكونة بواسطة العدسة الشيئية
h o = ارتفاع الجسم
d o ' = المسافة بين الصورة الحقيقية المتكونة بواسطة العدسة الشيئية والعدسة الشيئية
d o = المسافة بين الجسم والعدسة الشيئية
f e = البعد البؤري للعدسة العينية
l = طول المجهر = المسافة بين العدستين = المسافة بين الصورة الحقيقية المتكونة بواسطة العدسة الشيئية (d o ' ) + البعد البؤري للعدسة العينية f e )
المسافة بين الصورة الحقيقية المتكونة بواسطة العدسة الشيئية والعدسة الشيئية ( d o ') :
أولاً، حدد المسافة بين الصورة الحقيقية والعدسة الشيئية:
1/d o + 1/d o ' = 1/f o
1/d o ' = 1/f o – 1/d o
1/d o ' = 1/1 – 1 / 1.1 = 11/11 – 10/11 = 1/11
d o ' = 11 سم
تتكون الصورة الحقيقية بواسطة العدسة الشيئية عند نقطة التركيز البؤري للعين، كما هو موضح في الشكل أعلاه.
تكبير العدسة الشيئية:
m o = d o ' / d o = 11 سم / 1.1 سم = 10
تكبير العدسة العينية:
إذا كانت العين مسترخية، فإن تكبير عدسة العين (Me ) :
Me = N / fe
في
N = أقرب نقطة للعين (25 سم)
f e = البعد البؤري للعدسة العينية = 5 سم
التكبير الزاوي للعدسة العينية ( Me ) :
Me = N / Fe = 25 سم / 5 سم = 5
التكبير الكلي للمجهر:
M = m o x Me = 10 × 5 = 50
4.
المسافة بين العدسة الشيئية والعدسة العينية للمجهر.
معروف :
المسافة بين الجسم والعدسة الشيئية (d o ) = 2 سم
البعد البؤري للعدسة الشيئية (f o ) = 1.8 سم
المسافة بين الصورة الحقيقية والعدسة العينية (d e ) = 6 سم
البعد البؤري للعدسة العينية (f e ) = 6 سم
المطلوب: المسافة بين العدسة الشيئية والعدسة العينية (طول المجهر)
الحل:
إذا كانت العين مسترخية، فإن الصورة النهائية المتكونة بواسطة العدسة العينية تكون في اللانهاية. وتكون الصورة النهائية في اللانهاية إذا كانت الصورة الحقيقية المتكونة بواسطة العدسة الشيئية عند البؤرة البؤرية للعدسة العينية.
المسافة بين العدسة الشيئية والعدسة العينية (l) = المسافة بين الصورة الحقيقية التي تشكلها العدسة الشيئية (d o ' ) + البعد البؤري للعدسة العينية (f e ).
المسافة بين الصورة الحقيقية والعدسة الشيئية (d o '):
1/d o + 1/d o ' = 1/f o
1/d o ' = 1/f o – 1/d o
1/d o ' = 1 / 1.8 – 1/2
1/d o ' = 10/18 – 9/18 = 1/18
d o ' = 18 سم
المسافة بين العدسة الشيئية والعدسة العينية (طول المجهر):
ل = د دو ' + ف إي
الطول = 18 سم + 6 سم
ل = 24 سم
- ما هو المجهر المركب؟
- الجواب: المجهر المركب هو أداة بصرية تستخدم عدسات متعددة لتكبير الأشياء الصغيرة، مما يتيح للمشاهد ملاحظة التفاصيل الصغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة.
- كيف يختلف المجهر المركب عن المجهر البسيط؟
- الجواب: يستخدم المجهر البسيط عدسة واحدة فقط للتكبير (مثل العدسة المكبرة)، بينما يستخدم المجهر المركب مجموعتين من العدسات - العدسة الشيئية القريبة من العينة وعدسة العينية التي ينظر من خلالها المشاهد.
- ما هي الأجزاء الرئيسية للمجهر المركب، وما هي وظائفها؟
- الجواب: تتضمن الأجزاء الأساسية ما يلي:
- العدسات الموضوعية: هذه سلسلة من العدسات ذات التكبيرات المختلفة موضوعة بالقرب من العينة.
- عدسة العين (العدسة العينية): هذه هي العدسة التي ينظر من خلالها المشاهد.
- المسرح: المنصة المسطحة التي توضع عليها العينة.
- مكثف: يركز الضوء على العينة.
- مصدر الإضاءة/المصباح: يوفر الضوء لرؤية العينة.
- مقابض التركيز الخشن والدقيق: ضبط التركيز.
- الجواب: تتضمن الأجزاء الأساسية ما يلي:
- كيف يتم تحديد التكبير الكلي للمجهر المركب؟
- الجواب: يتم تحديد التكبير الكلي عن طريق ضرب تكبير العدسة الشيئية في تكبير عدسة العين.
- لماذا يُستخدم زيت الغمر أحيانًا مع العدسات الموضوعية ذات التكبير العالي؟
- الجواب: يُستخدم زيت الغمر لزيادة دقة المجهر. يتميز بنفس معامل انكسار الزجاج، مما يقلل من تشتت الضوء ويسمح بدخول المزيد من الضوء إلى العدسة الشيئية.
- ماذا يعني مصطلح "الدقة" في علم المجهر؟
- الجواب: تشير الدقة إلى قدرة المجهر على التمييز بوضوح بين نقطتين متقاربتين للغاية. وهي تحدد مدى وضوح الصورة ومستوى التفاصيل التي يمكن رؤيتها.
- لماذا يُستخدم التلوين غالبًا عند فحص العينات تحت المجهر المركب؟
- الجواب: يعمل التلوين على تحسين التباين بين الأجزاء المختلفة من العينة، مما يجعل بعض الهياكل أو المكونات أكثر وضوحًا تحت المجهر.
- ما هو نظام العدسات "المتماثل البؤري" في المجهر المركب؟
- الجواب: يعني نظام العدسات البؤرية المتزامنة أنه عندما تكون إحدى العدسات الشيئية في بؤرة التركيز، ستكون العدسات الشيئية الأخرى في بؤرة التركيز تقريبًا أيضًا. وهذا يُسهّل عملية التبديل بين العدسات الشيئية دون الحاجة إلى إعادة ضبط التركيز بشكل كبير.
- ما الفرق بين المجهر المركب أحادي العدسة والمجهر المركب ثنائي العدسة؟
- الجواب: يحتوي المجهر المركب أحادي العدسة على عدسة عينية واحدة للمشاهدة، بينما يحتوي المجهر المركب ثنائي العدسة على عدستين عينية، مما يوفر مشاهدة أكثر راحة وإدراكًا أفضل للعمق.
- لماذا قد تحتاج العينة إلى أن تكون رقيقة جدًا عند فحصها تحت المجهر المركب؟
- الجواب: تسمح العينة الرقيقة بمرور المزيد من الضوء، مما ينتج عنه صورة أكثر وضوحًا. بالإضافة إلى ذلك، قد لا تكون العينات السميكة واضحة تمامًا على امتداد عمقها نظرًا لمحدودية مجال رؤية المجهر.
