Σύνθετο μικροσκόπιο – προβλήματα και λύσεις

Σύνθετο μικροσκόπιο – προβλήματα και λύσεις

1.

Με βάση το παραπάνω σχήμα, ποια είναι η συνολική μεγέθυνση; Υποθέστε ένα κανονικό μάτι, έτσι ώστε το κοντινό σημείο (N) να έχει απόσταση 25 cm.

Γνωστό:

Η εστιακή απόσταση του αντικειμενικού φακού (fo2 ₎ = 2 cm

Η απόσταση μεταξύ του αντικειμένου και του αντικειμενικού φακού (d₂o ₎ = 2.2 cm

Το κοντινό σημείο του φυσιολογικού ματιού (N) = 25 cm

Η εστιακή απόσταση του προσοφθάλμιου φακού (f _e ) = 25 cm

Ζητείται: Η συνολική μεγέθυνση (M)

Λύση:

Αν η τελική εικόνα σχηματίζεται από τον προσοφθάλμιο φακό στο άπειρο, τότε το μάτι είναι χαλαρό. Αν η τελική εικόνα δεν είναι στο άπειρο, τότε το μάτι δεν είναι χαλαρό.

Με βάση το παραπάνω σχήμα, η απόσταση της εικονικής εικόνας σχηματίζεται από τον προσοφθάλμιο φακό στο άπειρο. Η τελική εικόνα στο άπειρο έτσι ώστε το μάτι να είναι χαλαρό.

Αρχικά, υπολογίστε την απόσταση του ειδώλου από τον αντικειμενικό φακό (d₂o₃ ₎ . Ο αντικειμενικός φακός είναι ο συγκλίνοντας φακός, έτσι ώστε η απόσταση του ειδώλου να υπολογίζεται χρησιμοποιώντας την εξίσωση του συγκλίνοντος φακού.

Η εστιακή απόσταση του συγκλίνοντος φακού είναι θετική.

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

Η συνολική μεγέθυνση του μικροσκοπίου :

2.

Με βάση το παραπάνω σχήμα, ποια είναι η απόσταση μεταξύ του αντικειμενικού φακού και του προσοφθάλμιου φακού του μικροσκοπίου;

Λύση:

Το μικροσκόπιο διαθέτει αντικειμενικούς και προσοφθάλμιους φακούς. Ένα μικροσκόπιο χρησιμοποιείται για την παρατήρηση αντικειμένων που βρίσκονται πολύ κοντά. Η εικόνα που σχηματίζεται από τον αντικειμενικό φακό είναι η πραγματική εικόνα. Η εικόνα μεγεθύνεται από τον προσοφθάλμιο φακό σε μια πολύ μεγάλη εικονική εικόνα.

Γνωστό:

Η εστιακή απόσταση του αντικειμενικού φακού (fo2 ₎ = 1.8 cm (Η εστιακή απόσταση είναι θετική επειδή ο αντικειμενικός φακός είναι ο συγκλίνων φακός)

Η εστιακή απόσταση του προσοφθάλμιου φακού (f _e ) = 6 cm (Η εστιακή απόσταση είναι θετική επειδή ο προσοφθάλμιος φακός είναι ο συγκλίνων φακός)

Η απόσταση μεταξύ του αντικειμένου και του αντικειμενικού φακού (d₂o ₎ = 2 cm (το σύμβολο συν υποδεικνύει ότι η εικόνα είναι πραγματική)

Ζητείται: Η απόσταση μεταξύ του αντικειμενικού φακού και του προσοφθάλμιου φακού (μήκος μικροσκοπίου = d)

Λύση:

Η απόσταση μεταξύ της εικόνας και του αντικειμενικού φακού ( 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

Η πραγματική εικόνα σχηματίζεται από τον αντικειμενικό φακό που βρίσκεται στο εστιακό σημείο του προσοφθάλμιου φακού, όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα.

Η απόσταση μεταξύ του αντικειμενικού φακού και του προσοφθάλμιου φακού:

l = d _o ' + f _e = 18 cm + 6 cm = 24 cm

3.

Η απόσταση μεταξύ του αντικειμένου και του αντικειμενικού φακού είναι 1.1 cm, η εστιακή απόσταση του αντικειμενικού φακού είναι 1 cm και η εστιακή απόσταση του προσοφθάλμιου φακού είναι 5 cm. Ποια είναι η συνολική μεγέθυνση του μικροσκοπίου;

Γνωστό:

Η απόσταση μεταξύ του αντικειμένου και του αντικειμενικού φακού (d₂o ₎ = 1.1 cm

Η εστιακή απόσταση του αντικειμενικού φακού (fo2 ₎ = 1 cm (Η εστιακή απόσταση είναι θετική επειδή ο αντικειμενικός φακός είναι ο συγκλίνων φακός)

Η εστιακή απόσταση του οφθαλμικού φακού (f _e ) = 5 cm (Η εστιακή απόσταση είναι θετική επειδή ο οφθαλμικός φακός είναι ο συγκλίνων φακός)

Ζητείται: Η συνολική μεγέθυνση (M)

Λύση:

Η συνολική μεγέθυνση ενός μικροσκοπίου είναι το γινόμενο της μεγέθυνσης του αντικειμενικού φακού (m _-o ) επί τη γωνιακή μεγέθυνση (M _-e ) του προσοφθάλμιου φακού.

Η μεγέθυνση του αντικειμενικού φακού:

Η εξίσωση της γραμμικής μεγέθυνσης του αντικειμενικού φακού (m _-ob ) :

m _o = h _o '/h _o = d _o '/d o ₌ (l – f _e )/d _o

όπου

h _o ' = το ύψος της εικόνας που σχηματίζεται από τον αντικειμενικό φακό

h _o = το ύψος του αντικειμένου

d _o ' = η απόσταση μεταξύ της πραγματικής εικόνας που σχηματίζεται από τον αντικειμενικό φακό και του αντικειμενικού φακού

d _o = απόσταση μεταξύ αντικειμένου και αντικειμενικού φακού

f _e = η εστιακή απόσταση του οφθαλμικού φακού

l = το μήκος του μικροσκοπίου = η απόσταση μεταξύ των δύο φακών = η απόσταση μεταξύ του πραγματικού ειδώλου που σχηματίζεται από τον αντικειμενικό φακό (d₂o₃ ₎ + η εστιακή απόσταση του προσοφθάλμιου φακού _f₂e )

Η απόσταση μεταξύ του πραγματικού ειδώλου που σχηματίζεται από τον αντικειμενικό φακό και του αντικειμενικού φακού ( d _o ') :

Αρχικά, προσδιορίστε την απόσταση μεταξύ της πραγματικής εικόνας και του αντικειμενικού φακού:

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

Η πραγματική εικόνα που σχηματίζεται από τον αντικειμενικό φακό βρίσκεται στο εστιακό σημείο του οφθαλμού, όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα.

Η μεγέθυνση του αντικειμενικού φακού:

m _o = d _o ' / d _o = 11 cm / 1.1 cm = 10

Η μεγέθυνση του οφθαλμικού φακού:

Εάν το μάτι είναι χαλαρό, τότε η μεγέθυνση του οφθαλμικού φακού (M _e ):

M _e = N / f _e

Πού

N = το κοντινό σημείο του ματιού (25 cm)

f _e = η εστιακή απόσταση του οφθαλμικού φακού = 5 cm

Η γωνιακή μεγέθυνση του οφθαλμικού φακού ( _Me ) :

M _e = N / f _e = 25 cm / 5 cm = 5

Η συνολική μεγέθυνση του μικροσκοπίου:

M = m _o x M _e = 10 x 5 = 50

4.

Η απόσταση μεταξύ του αντικειμενικού φακού και του προσοφθάλμιου φακού του μικροσκοπίου.

Γνωστό:

Η απόσταση μεταξύ του αντικειμένου και του αντικειμενικού φακού (d₂o ₎ = 2 cm

Η εστιακή απόσταση του αντικειμενικού φακού (fo2 ₎ = 1.8 cm

Η απόσταση μεταξύ της πραγματικής εικόνας και του οφθαλμικού φακού (d _e ) = 6 cm

Η εστιακή απόσταση του οφθαλμικού φακού (f _e ) = 6 cm

Ζητείται: Η απόσταση μεταξύ του αντικειμενικού φακού και του οφθαλμικού φακού (το μήκος του μικροσκοπίου)

Λύση:

Αν το μάτι είναι χαλαρό, η τελική εικόνα που σχηματίζεται από τον οφθαλμικό φακό βρίσκεται στο άπειρο. Η τελική εικόνα βρίσκεται στο άπειρο αν η πραγματική εικόνα που σχηματίζεται από τον αντικειμενικό φακό βρίσκεται στο εστιακό σημείο του οφθαλμικού φακού.

Η απόσταση μεταξύ του αντικειμενικού φακού και του προσοφθάλμιου φακού (l) = η απόσταση μεταξύ του πραγματικού ειδώλου που σχηματίζεται από τον αντικειμενικό φακό (d o _' ) + η εστιακή απόσταση του προσοφθάλμιου φακού (f _e ).

Η απόσταση μεταξύ της πραγματικής εικόνας και του αντικειμενικού φακού (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/ημέρα _o ' = 18/10 – 18/9 = 18/1

d _o ' = 18 cm

Η απόσταση μεταξύ του αντικειμενικού φακού και του προσοφθάλμιου φακού (το μήκος του μικροσκοπίου):

l = d _o ' + f _e

l = 18 cm + 6 cm

μήκος = 24 εκ.

1. Τι είναι ένα σύνθετο μικροσκόπιο;
   • Απάντηση: Ένα σύνθετο μικροσκόπιο είναι ένα οπτικό όργανο που χρησιμοποιεί πολλαπλούς φακούς για να μεγεθύνει μικρά αντικείμενα, επιτρέποντας στον θεατή να παρατηρεί λεπτομέρειες που είναι πολύ μικρές για να γίνουν ορατές με γυμνό μάτι.
2. Πώς διαφέρει ένα σύνθετο μικροσκόπιο από ένα απλό μικροσκόπιο;
   • Απάντηση: Ένα απλό μικροσκόπιο χρησιμοποιεί μόνο έναν φακό για μεγέθυνση (όπως ένας μεγεθυντικός φακός), ενώ ένα σύνθετο μικροσκόπιο χρησιμοποιεί δύο σετ φακών - τον αντικειμενικό φακό κοντά στο δείγμα και τον προσοφθάλμιο φακό μέσω του οποίου κοιτάζει ο θεατής.
3. Ποια είναι τα κύρια μέρη ενός σύνθετου μικροσκοπίου και ποιες είναι οι λειτουργίες τους;
   • Απάντηση: Τα κύρια μέρη περιλαμβάνουν:
     • Αντικειμενικοί φακοί: Πρόκειται για μια σειρά φακών με ποικίλες μεγεθύνσεις τοποθετημένες πιο κοντά στο δείγμα.
     • Προσοφθάλμιος φακός (Προοφθάλμιος): Αυτός είναι ο φακός μέσα από τον οποίο κοιτάζει ο θεατής.
     • Στάδιο: Η επίπεδη πλατφόρμα όπου τοποθετείται το δείγμα.
     • Συμπυκνωτής: Εστιάζει το φως στο δείγμα.
     • Φωτιστικό/Πηγή φωτός: Παρέχει φως για την παρατήρηση του δείγματος.
     • Χονδροειδή και λεπτά κουμπιά εστίασης: Προσαρμόστε την εστίαση.
4. Πώς προσδιορίζεται η συνολική μεγέθυνση ενός σύνθετου μικροσκοπίου;
   • Απάντηση: Η συνολική μεγέθυνση προσδιορίζεται πολλαπλασιάζοντας τη μεγέθυνση του αντικειμενικού φακού επί τη μεγέθυνση του προσοφθάλμιου φακού.
5. Γιατί χρησιμοποιείται μερικές φορές λάδι κατάδυσης με αντικειμενικούς φακούς υψηλής ισχύος;
   • Απάντηση: Το λάδι εμβάπτισης χρησιμοποιείται για την αύξηση της ανάλυσης του μικροσκοπίου. Έχει τον ίδιο δείκτη διάθλασης με το γυαλί, γεγονός που μειώνει τη σκέδαση του φωτός και επιτρέπει σε περισσότερο φως να εισέλθει στον αντικειμενικό φακό.
6. Τι σημαίνει ο όρος «ανάλυση» στη μικροσκοπία;
   • Απάντηση: Η διακριτική ικανότητα αναφέρεται στην ικανότητα του μικροσκοπίου να διακρίνει με σαφήνεια δύο σημεία που βρίσκονται πολύ κοντά το ένα στο άλλο. Ορίζει τη σαφήνεια και το επίπεδο λεπτομέρειας που μπορεί να φανεί.
7. Γιατί χρησιμοποιείται συχνά η χρώση κατά την εξέταση δειγμάτων υπό σύνθετο μικροσκόπιο;
   • Απάντηση: Η χρώση ενισχύει την αντίθεση μεταξύ διαφορετικών τμημάτων ενός δείγματος, καθιστώντας ορισμένες δομές ή συστατικά πιο ορατά στο μικροσκόπιο.
8. Τι είναι ένα «παρεστιακό» σύστημα φακών σε ένα σύνθετο μικροσκόπιο;
   • Απάντηση: Ένα σύστημα παρεστιακών φακών σημαίνει ότι όταν ένας αντικειμενικός φακός είναι εστιασμένος, και οι άλλοι αντικειμενικοί φακοί θα είναι επίσης κατά προσέγγιση εστιασμένοι. Επιτρέπει την ευκολότερη εναλλαγή μεταξύ αντικειμενικών φακών χωρίς σημαντική επαναεστίαση.
9. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός μονοφθάλμιου και ενός διόφθαλμου σύνθετου μικροσκοπίου;
   • Απάντηση: Ένα μονοφθάλμιο σύνθετο μικροσκόπιο έχει ένα προσοφθάλμιο για παρατήρηση, ενώ ένα διόφθαλμο σύνθετο μικροσκόπιο έχει δύο προσοφθάλμιους φακούς, παρέχοντας πιο άνετη παρατήρηση και αντίληψη βάθους.
10. Γιατί ένα δείγμα μπορεί να χρειάζεται να είναι πολύ λεπτό όταν εξετάζεται με σύνθετο μικροσκόπιο;

• Απάντηση: Ένα λεπτό δείγμα επιτρέπει τη διέλευση περισσότερου φωτός, με αποτέλεσμα μια πιο καθαρή εικόνα. Επιπλέον, τα παχύτερα δείγματα ενδέχεται να μην είναι εστιασμένα σε όλο το βάθος τους λόγω του περιορισμένου βάθους πεδίου του μικροσκοπίου.