Složený mikroskop – problémy a řešení

Složený mikroskop – problémy a řešení

1.

Na základě výše uvedeného obrázku, jaké je celkové zvětšení? Předpokládejme normální oko, takže blízký bod (N) = 25 cm.

Známý:

Ohnisková vzdálenost objektivu (f_o) = 2 cm

Vzdálenost mezi objektem a objektivem (d_o) = 2.2 cm

Blízký bod normálního oka (N) = 25 cm

Ohnisková vzdálenost čočky okuláru (f_e) = 25 cm

Hledám: Celkové zvětšení (M)

Řešení:

Pokud je výsledný obraz vytvořen čočkou okuláru v nekonečnu, pak je oko uvolněné. Pokud výsledný obraz není v nekonečnu, pak oko uvolněné není.

Na základě výše uvedeného obrázku je vzdálenost virtuálního obrazu tvořena čočkou okuláru v nekonečnu. Výsledný obraz v nekonečnu tak, aby oko bylo uvolněné.

Nejprve vypočítejte vzdálenost obrazu od objektivu (d_o'). Objektiv je spojná čočka, takže obrazová vzdálenost se vypočítá pomocí rovnice spojná čočka.

Ohnisková vzdálenost spojné čočky je kladná.

1 / d_o' = 1/f_o – 1/den_o = 1/2 – 1 / 2.2 = 11 / 22 – 10/22 = 1/22

d_o' = 22/1 = 22 cm

Celkové zvětšení mikroskop :

2.

Na základě výše uvedeného obrázku, jaká je vzdálenost mezi objektivem a okulárem mikroskopu?

Řešení:

Mikroskop má objektiv i okulár (okulární čočky). Mikroskop se používá k pozorování objektů, které jsou velmi blízké. Obraz vytvořený objektivem je skutečný obraz. Obraz je zvětšen okulárem do velmi velkého virtuálního obrazu.

Známý:

Ohnisková vzdálenost objektivu (f_o) = 1.8 cm (Ohnisková vzdálenost je kladná, protože objektiv je spojná čočka)

Ohnisková vzdálenost čočky okuláru (f_e) = 6 cm (Ohnisková vzdálenost je kladná, protože oční čočka je spojná čočka)

Vzdálenost mezi objektem a objektivem (d_o) = 2 cm (znaménko plus označuje, že obrázek je skutečný)

Hledá se: Vzdálenost mezi objektivem a okulárem (délka mikroskopu = d)

Řešení:

Vzdálenost mezi obrazem a objektivem (d_o') :

1 / d_o + 1/den_o' = 1/f_o

1 / d_o' = 1/f_o – 1/den_o

1 / d_o' = 1 / 1.8 – 1/2 = 10/18 – 9/18 = 1/18

d_o' = 18 cm

Skutečný obraz je tvořen objektivem umístěným v ohnisku okuláru, jak je znázorněno na obrázku výše.

Vzdálenost mezi objektivem a okulárem:

l = d_o' + f_e = 18 cm + 6 cm = 24 cm

3.

Vzdálenost mezi předmětem a objektivem je 1.1 cm, ohnisková vzdálenost objektivu je 1 cm a ohnisková vzdálenost okuláru je 5 cm. Jaké je celkové zvětšení mikroskopu?

Známý:

Vzdálenost mezi objektem a objektivem (d_o) = 1.1 cm

Ohnisková vzdálenost objektivu (f_o) = 1 cm (Ohnisková vzdálenost je kladná, protože objektiv je spojná čočka)

Ohnisková vzdálenost oční čočky (f_e) = 5 cm (Ohnisková vzdálenost je kladná, protože oční čočka je spojná čočka)

Hledám: Celkové zvětšení (M)

Řešení:

Celkové zvětšení mikroskopu je součinem zvětšení objektivu (m_o) krát úhlové zvětšení (M_e) čočky okuláru.

Zvětšení objektivu:

Rovnice lineárního zvětšení objektivu (m_ob) :

m_o =h_o'/h_o =d_o'/d_o = (l – f_e)/d_o

kde

h_o' = výška obrazu vytvořeného objektivem

h_o = výška objektu

d_o' = vzdálenost mezi skutečným obrazem vytvořeným objektivem a objektivem

d_o = vzdálenost mezi objektem a objektivem

f_e = ohnisková vzdálenost okuláru

l = délka mikroskopu = vzdálenost mezi oběma čočkami = vzdálenost mezi skutečným obrazem vytvořeným objektivem (d_o') + ohnisková vzdálenost oční čočky f_e)

Vzdálenost mezi skutečným obrazem vytvořeným objektivem a objektivem (d_o') :

Nejprve určete vzdálenost mezi skutečným obrazem a objektivem:

1 / d_o + 1/den_o' = 1/f_o

1 / d_o' = 1/f_o – 1/den_o

1 / d_o' = 1/1 – 1 / 1.1 = 11/11 – 10/11 = 1/11

d_o' = 11 cm

Skutečný obraz vytvořený objektivem se nachází v ohnisku oka, jak je znázorněno na obrázku výše.

Zvětšení objektivu:

m_o =d_o' / d_o = 11 cm / 1.1 cm = 10

Zvětšení oční čočky:

Pokud je oko uvolněné, pak zvětšení oční čočky (M_e):

M_e = N / f_e

Kde

N = blízký bod oka (25 cm)

f_e = ohnisková vzdálenost okuláru = 5 cm

Úhlové zvětšení oční čočky (M_e) :

M_e = N / f_e = 25 cm / 5 cm = 5

Celkové zvětšení mikroskopu:

M = m_o x M_e = 10 x 5 50 = XNUMX XNUMX

4.

Vzdálenost mezi objektivem a okulárem mikroskopu.

Známý:

Vzdálenost mezi objektem a objektivem (d_o) = 2 cm

Ohnisková vzdálenost objektivu (f_o) = 1.8 cm

Vzdálenost mezi skutečným obrazem a okulárovou čočkou (d_e) = 6 cm

Ohnisková vzdálenost oční čočky (f_e) = 6 cm

Hledám: Vzdálenost mezi objektivem a okulárem (délka mikroskopu)

Řešení:

Pokud je oko uvolněné, výsledný obraz vytvořený objektivem je v nekonečnu. Výsledný obraz je v nekonečnu, pokud se skutečný obraz vytvořený objektivem nachází v ohnisku okuláru.

Vzdálenost mezi objektivem a okulárem (l) = vzdálenost mezi skutečným obrazem vytvořeným objektivem (d_o') + ohnisková vzdálenost oční čočky (f_e).

Vzdálenost mezi skutečným obrazem a objektivem (d_o') :

1 / d_o + 1/den_o' = 1/f_o

1 / d_o' = 1/f_o – 1/den_o

1 / d_o' = 1 / 1.8 – 1/2

1 / d_o' = 10/18 – 9/18 = 1/18

d_o' = 18 cm

Vzdálenost mezi objektivem a okulárem (délka mikroskopu):

l = d_o' + f_e

l = 18 cm + 6 cm

l = 24 cm

1. Co je to složený mikroskop?
   • Odpověď: Složený mikroskop je optický přístroj, který používá více čoček ke zvětšení malých objektů, což umožňuje pozorovateli pozorovat detaily, které jsou příliš malé na to, aby byly viditelné pouhým okem.
2. Jak se liší složený mikroskop od jednoduchého mikroskopu?
   • Odpověď: Jednoduchý mikroskop používá pro zvětšení pouze jednu čočku (jako lupa), zatímco složený mikroskop používá dvě sady čoček – objektiv poblíž preparátu a okulár, skrz který se pozorovatel dívá.
3. Jaké jsou hlavní části složeného mikroskopu a jaké jsou jejich funkce?
   • Odpověď: Mezi hlavní části patří:
     • Objektivy: Jedná se o sérii čoček s různým zvětšením umístěných nejblíže k preparátu.
     • Okulár (okulár) Čočka: Toto je čočka, skrze kterou se divák dívá.
     • Etapa: Rovná plošina, na kterou je umístěn vzorek.
     • Kondenzátor: Zaostřuje světlo na preparát.
     • Iluminátor/zdroj světla: Poskytuje světlo pro pozorování vzorku.
     • Knoflíky hrubého a jemného ostření: Upravte zaostření.
4. Jak se určuje celkové zvětšení složeného mikroskopu?
   • Odpověď: Celkové zvětšení se určí vynásobením zvětšení objektivu zvětšením okuláru.
5. Proč se imerzní olej někdy používá s objektivy s vysokým zvětšením?
   • Odpověď: Imerzní olej se používá ke zvýšení rozlišení mikroskopu. Má stejný index lomu jako sklo, což snižuje rozptyl světla a umožňuje většímu množství světla proniknout do objektivu.
6. Co znamená pojem „rozlišení“ v mikroskopii?
   • Odpověď: Rozlišení se vztahuje k schopnosti mikroskopu jasně rozlišit dva body, které jsou velmi blízko sebe. Definuje jasnost a úroveň detailů, které lze pozorovat.
7. Proč se při prohlížení preparátů pod složeným mikroskopem často používá barvení?
   • Odpověď: Barvení zvyšuje kontrast mezi různými částmi vzorku, čímž se určité struktury nebo komponenty stanou pod mikroskopem viditelnějšími.
8. Co je to „parfokální“ systém čoček ve složeném mikroskopu?
   • Odpověď: Parfokální systém čoček znamená, že když je jeden objektiv zaostřený, ostatní objektivy budou také přibližně zaostřené. Umožňuje to snadnější přepínání mezi objektivy bez nutnosti výrazného přeostřování.
9. Jaký je rozdíl mezi monokulárním a binokulárním složeným mikroskopem?
   • Odpověď: Monokulární složený mikroskop má pro pozorování jeden okulár, zatímco binokulární složený mikroskop má dva okuláry, což umožňuje pohodlnější pozorování a vnímání hloubky.
10. Proč musí být vzorek při prohlížení pod složeným mikroskopem velmi tenký?

• Odpověď: Tenký preparát propouští více světla, což vede k jasnějšímu obrazu. Silné preparáty navíc nemusí být zaostřené po celé své hloubce kvůli omezené hloubce ostrosti mikroskopu.