Zusammengesetztes Mikroskop – Probleme und Lösungen
1.
Wie hoch ist die Gesamtvergrößerung anhand der obigen Abbildung? Gehen Sie von einem normalen Auge aus, sodass der Nahpunkt (N) = 25 cm beträgt.
Bekannt:
Die Brennweite des Objektivs (f o ) beträgt 2 cm.
Der Abstand zwischen Objekt und Objektivlinse (d o ) beträgt 2.2 cm.
Der Nahpunkt des normalen Auges (N) beträgt 25 cm.
Die Brennweite der Okularlinse (f e ) beträgt 25 cm
Gesucht: Die Gesamtvergrößerung (M)
Lösung:
Wenn das endgültige Bild durch die Okularlinse im Unendlichen erzeugt wird, ist das Auge entspannt. Wenn das endgültige Bild nicht im Unendlichen liegt, ist das Auge nicht entspannt.
Anhand der obigen Abbildung lässt sich feststellen, dass das virtuelle Bild durch die Okularlinse im Unendlichen erzeugt wird. Das endgültige Bild befindet sich im Unendlichen, sodass das Auge entspannt wird.
Zuerst berechnet man die Bildweite vom Objektiv (d o '). Das Objektiv ist eine Sammellinse, daher wird die Bildweite mithilfe der Gleichung der Sammellinse berechnet.
Die Brennweite der Sammellinse ist positiv.
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 cm
Die Gesamtvergrößerung des Mikroskops :
2.
Welchen Abstand besteht laut der obigen Abbildung zwischen dem Objektiv und dem Okular des Mikroskops?
Lösung:
Das Mikroskop besitzt sowohl ein Objektiv als auch ein Okular. Es dient zur Betrachtung von Objekten in unmittelbarer Nähe. Das vom Objektiv erzeugte Bild ist ein reelles Bild. Dieses Bild wird durch das Okular zu einem stark vergrößerten virtuellen Bild vergrößert.
Bekannt:
Die Brennweite des Objektivs (f o ) beträgt 1.8 cm (Die Brennweite ist positiv, da es sich beim Objektiv um eine Sammellinse handelt).
Die Brennweite der Okularlinse (f e ) = 6 cm (Die Brennweite ist positiv, da die Okularlinse eine Sammellinse ist)
Der Abstand zwischen Objekt und Objektivlinse (d o ) beträgt 2 cm (das Pluszeichen zeigt an, dass das Bild reell ist).
Gesucht: Der Abstand zwischen Objektivlinse und Okularlinse (Länge des Mikroskops = d)
Lösung:
Der Abstand zwischen dem Bild und der Objektivlinse ( 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 cm
Das reelle Bild entsteht durch die Objektivlinse, die sich im Brennpunkt der Okularlinse befindet, wie in der obigen Abbildung dargestellt.
Der Abstand zwischen Objektivlinse und Okularlinse:
l = d o ' + f e = 18 cm + 6 cm = 24 cm
3.
Der Abstand zwischen Objekt und Objektiv beträgt 1.1 cm, die Brennweite des Objektivs 1 cm und die Brennweite des Okulars 5 cm. Wie groß ist die Gesamtvergrößerung des Mikroskops?
Bekannt:
Der Abstand zwischen Objekt und Objektivlinse (d o ) beträgt 1.1 cm.
Die Brennweite des Objektivs (f o ) beträgt 1 cm (Die Brennweite ist positiv, da es sich beim Objektiv um eine Sammellinse handelt).
Die Brennweite der Okularlinse (f e ) = 5 cm (Die Brennweite ist positiv, da es sich bei der Okularlinse um eine Sammellinse handelt)
Gesucht: Die Gesamtvergrößerung (M)
Lösung:
Die Gesamtvergrößerung eines Mikroskops ist das Produkt aus der Vergrößerung des Objektivs (m o ) und der Winkelvergrößerung (M e ) des Okulars.
Die Vergrößerung des Objektivs:
Die Gleichung der linearen Vergrößerung des Objektivs (m ob ) :
m o = h o '/h o = d o '/d o = (l – f e )/d o
woher
h o ' = die Höhe des vom Objektiv erzeugten Bildes
h <sub>o</sub> = die Höhe des Objekts
d o ' = der Abstand zwischen dem reellen Bild, das vom Objektiv erzeugt wird, und dem Objektiv
d<sub> o</sub> = Abstand zwischen Objekt und Objektivlinse
f e = die Brennweite der Okularlinse
l = Länge des Mikroskops = Abstand zwischen den beiden Linsen = Abstand zwischen dem reellen Bild, das vom Objektiv (d o ' ) erzeugt wird, und der Brennweite des Okulars (f e )
Der Abstand zwischen dem vom Objektiv erzeugten reellen Bild und dem Objektiv ( d o ') :
Zuerst muss der Abstand zwischen dem reellen Bild und dem Objektiv bestimmt werden:
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 cm
Das vom Objektiv erzeugte reelle Bild befindet sich im Okularbrennpunkt, wie in der obigen Abbildung dargestellt.
Die Vergrößerung des Objektivs:
m o = d o ' / d o = 11 cm / 1.1 cm = 10
Die Vergrößerung der Okularlinse:
Wenn das Auge entspannt ist, dann ist die Vergrößerung der Okularlinse (M e ) :
M e = N / f e
COHO Expo bei der
N = Nahpunkt des Auges (25 cm)
f e = Brennweite der Okularlinse = 5 cm
Die Winkelvergrößerung der Okularlinse (M e ) :
M e = N / f e = 25 cm / 5 cm = 5
Die Gesamtvergrößerung des Mikroskops:
M = m o x M e = 10 x 5 = 50
4.
Der Abstand zwischen Objektiv und Okular des Mikroskops.
Bekannt:
Der Abstand zwischen Objekt und Objektivlinse (d o ) beträgt 2 cm
Die Brennweite des Objektivs (f o ) beträgt 1.8 cm.
Der Abstand zwischen dem reellen Bild und der Okularlinse (d e ) beträgt 6 cm
Die Brennweite der Okularlinse (f e ) = 6 cm
Gesucht: Der Abstand zwischen Objektiv und Okular (die Länge des Mikroskops)
Lösung:
Bei entspanntem Auge liegt das vom Okular erzeugte Endbild im Unendlichen. Das Endbild liegt im Unendlichen, wenn das vom Objektiv erzeugte reelle Bild im Brennpunkt des Okulars liegt.
Der Abstand zwischen Objektivlinse und Okularlinse (l) entspricht dem Abstand zwischen dem vom Objektiv erzeugten realen Bild (d o ' ) und der Brennweite der Okularlinse (f e ).
Der Abstand zwischen dem reellen Bild und der Objektivlinse (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 cm
Der Abstand zwischen Objektiv und Okular (die Länge des Mikroskops):
l = d o ' + f e
l = 18 cm + 6 cm
l = 24 cm
- Was ist ein zusammengesetztes Mikroskop?
- Antworten: Ein zusammengesetztes Mikroskop ist ein optisches Instrument, das mehrere Linsen verwendet, um kleine Objekte zu vergrößern und dem Betrachter so die Beobachtung von Details zu ermöglichen, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind.
- Worin unterscheidet sich ein zusammengesetztes Mikroskop von einem einfachen Mikroskop?
- Antworten: Ein einfaches Mikroskop verwendet nur eine Linse zur Vergrößerung (wie eine Lupe), während ein zusammengesetztes Mikroskop zwei Linsensätze verwendet – die Objektivlinse in der Nähe des Präparats und die Okularlinse, durch die der Betrachter schaut.
- Was sind die Hauptbestandteile eines zusammengesetzten Mikroskops und welche Funktionen haben sie?
- Antworten: Zu den Hauptteilen gehören:
- Objektivlinsen: Es handelt sich um eine Reihe von Linsen mit unterschiedlichen Vergrößerungen, die so nah wie möglich am Präparat platziert sind.
- Okularlinse: Dies ist die Linse, durch die der Betrachter schaut.
- Bühne: Die flache Plattform, auf der die Probe platziert wird.
- Kondensator: Fokussiert das Licht auf das Präparat.
- Beleuchtungskörper/Lichtquelle: Sorgt für Licht zur Betrachtung des Präparats.
- Grob- und Feinfokussierknöpfe: Passen Sie den Fokus an.
- Antworten: Zu den Hauptteilen gehören:
- Wie wird die Gesamtvergrößerung eines zusammengesetzten Mikroskops bestimmt?
- Antworten: Die Gesamtvergrößerung ergibt sich aus der Multiplikation der Vergrößerung des Objektivs mit der Vergrößerung des Okulars.
- Warum wird bei Objektiven mit hoher Vergrößerung manchmal Immersionsöl verwendet?
- Antworten: Immersionsöl wird verwendet, um die Auflösung des Mikroskops zu erhöhen. Es hat den gleichen Brechungsindex wie Glas, wodurch die Lichtstreuung reduziert und mehr Licht in das Objektiv einfallen kann.
- Was versteht man unter dem Begriff „Auflösung“ in der Mikroskopie?
- Antworten: Die Auflösung bezeichnet die Fähigkeit des Mikroskops, zwei sehr nahe beieinander liegende Punkte klar voneinander zu unterscheiden. Sie definiert die Klarheit und den Detailgrad, die sichtbar sind.
- Warum wird beim Betrachten von Präparaten unter einem Lichtmikroskop häufig eine Färbung durchgeführt?
- Antworten: Durch die Färbung wird der Kontrast zwischen verschiedenen Teilen einer Probe verstärkt, wodurch bestimmte Strukturen oder Komponenten unter dem Mikroskop besser sichtbar werden.
- Was ist ein „parfokales“ Linsensystem in einem zusammengesetzten Mikroskop?
- Antworten: Ein parfokales Linsensystem bedeutet, dass, wenn ein Objektiv scharfgestellt ist, auch die anderen Objektive annähernd scharf abgebildet werden. Dies ermöglicht einen einfacheren Wechsel zwischen den Objektiven ohne nennenswertes Nachfokussieren.
- Worin besteht der Unterschied zwischen einem monokularen und einem binokularen Mikroskop?
- Antworten: Ein monokulares zusammengesetztes Mikroskop besitzt ein Okular zur Betrachtung, während ein binokulares zusammengesetztes Mikroskop zwei Okulare besitzt, was eine komfortablere Betrachtung und Tiefenwahrnehmung ermöglicht.
- Warum muss eine Probe unter einem zusammengesetzten Mikroskop möglicherweise sehr dünn sein?
- Antworten: Dünne Proben lassen mehr Licht durch, was zu einem schärferen Bild führt. Dicke Proben hingegen sind aufgrund der begrenzten Schärfentiefe des Mikroskops möglicherweise nicht über ihre gesamte Tiefe scharf abgebildet.
