Yhdistelmämikroskooppi – ongelmat ja ratkaisut

Yhdistelmämikroskooppi – ongelmat ja ratkaisut

1.

Mikä on kokonaissuurennus yllä olevan kuvan perusteella? Oletetaan, että silmä on normaali, joten lähipiste (N) = 25 cm.

Tunnettu:

Objektiivin polttoväli (f_o) = 2 cm

Kohteen ja objektiivin välinen etäisyys (d_o) = 2.2 cm

Normaalin silmän lähipiste (N) = 25 cm

Okulaarin linssin polttoväli (f_e) = 25 cm

Halusi: Kokonaissuurennus (M)

ratkaisu:

Jos lopullinen kuva muodostuu okulaarin linssistä äärettömyydessä, silmä on rentoutunut. Jos lopullinen kuva ei ole äärettömyydessä, silmä ei ole rentoutunut.

Yllä olevan kuvan perusteella virtuaalikuvan etäisyys muodostuu okulaarin linssistä äärettömyydessä. Lopullinen kuva äärettömyydessä, jotta silmä on rentoutunut.

Laske ensin kuvan etäisyys objektiivista (d_o'). Objektiivi on kokoava linssi, joten kuvan etäisyys lasketaan käyttämällä yhtälöä kokoava linssi.

Kokoavan linssin polttoväli on positiivinen.

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

d_o' = 1 1/2 = 22 cm

Kokonaissuurennus mikroskooppi :

2.

Yllä olevan kuvan perusteella, mikä on mikroskoopin objektiivin ja okulaarin linssin välinen etäisyys?

ratkaisu:

Mikroskoopissa on sekä objektiivi- että okulaarilinssit. Mikroskooppia käytetään hyvin lähellä olevien kohteiden tarkastelemiseen. Objektiivin muodostama kuva on todellinen kuva. Okulaarin linssi suurentaa kuvan erittäin suureksi virtuaalikuvaksi.

Tunnettu:

Objektiivin polttoväli (f_o) = 1.8 cm (Polttoväli on positiivinen, koska objektiivi on kokoava linssi)

Okulaarin linssin polttoväli (f_e) = 6 cm (Polttoväli on positiivinen, koska silmän linssi on kokoava linssi)

Kohteen ja objektiivin välinen etäisyys (d_o) = 2 cm (plus-merkki osoittaa, että kuva on todellinen)

Etsitään: Objektiivin ja okulaarin linssin välinen etäisyys (mikroskoopin pituus = d)

ratkaisu:

Kuvan ja objektiivin välinen etäisyys (d_o') :

1 / d_o + 1/pv_o' = 1/f_o

1 / d_o' = 1/f_o – 1/pv_o

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

d_o' = 18 cm

Todellinen kuva muodostuu okulaarin linssin polttopisteessä sijaitsevasta objektiivista, kuten yllä olevassa kuvassa näkyy.

Objektiivin ja okulaarin välinen etäisyys:

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

3.

Kohteen ja objektiivin välinen etäisyys on 1.1 cm, objektiivin polttoväli on 1 cm ja okulaarin polttoväli on 5 cm. Mikä on mikroskoopin kokonaissuurennus?

Tunnettu:

Kohteen ja objektiivin välinen etäisyys (d_o) = 1.1 cm

Objektiivin polttoväli (f_o) = 1 cm (Polttoväli on positiivinen, koska objektiivi on kokoava linssi)

Silmälinssin polttoväli (f_e) = 5 cm (Polttoväli on positiivinen, koska silmän linssi on kokoava linssi)

Halusi: Kokonaissuurennus (M)

ratkaisu:

Mikroskoopin kokonaissuurennus on objektiivin suurennuksen (m) tulo_o) kertaa kulmasuurennus (M_e) okulaarin linssistä.

Objektiivin suurennus:

Objektiivin lineaarisen suurennuksen yhtälö (m_ob) :

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

jossa

h_o' = objektiivin muodostaman kuvan korkeus

h_o = esineen korkeus

d_o' = objektiivin muodostaman todellisen kuvan ja objektiivin välinen etäisyys

d_o = kohteen ja objektiivin välinen etäisyys

f_e = silmän linssin polttoväli

l = mikroskoopin pituus = kahden linssin välinen etäisyys = objektiivin muodostaman todellisen kuvan ja valon välinen etäisyys (d_o') + silmän linssin polttoväli f_e)

Objektiivin muodostaman todellisen kuvan ja objektiivin välinen etäisyys (d_o') :

Ensin määritetään todellisen kuvan ja objektiivin välinen etäisyys:

1 / d_o + 1/pv_o' = 1/f_o

1 / d_o' = 1/f_o – 1/pv_o

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

d_o' = 11 cm

Objektiivin muodostama todellinen kuva on silmän polttopisteessä, kuten yllä olevassa kuvassa on esitetty.

Objektiivin suurennus:

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

Silmälinssin suurennus:

Jos silmä on rentoutunut, silmän linssin suurennus (M_e):

M_e = N / f_e

Missä

N = silmän lähipiste (25 cm)

f_e = silmän linssin polttoväli = 5 cm

Silmälinssin kulmasuurennus (M_e) :

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

Mikroskoopin kokonaissuurennus:

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

4.

Mikroskoopin objektiivin ja okulaarin välinen etäisyys.

Tunnettu:

Objektiivin ja kohteen välinen etäisyys (d_o) = 2 cm

Objektiivin polttoväli (f_o) = 1.8 cm

Todellisen kuvan ja okulaarin linssin välinen etäisyys (d_e) = 6 cm

Silmälinssin polttoväli (f_e) = 6 cm

Halusi: Objektiivin ja okulaarin välinen etäisyys (mikroskoopin pituus)

ratkaisu:

Jos silmä on rentoutunut, silmän linssin muodostama lopullinen kuva on äärettömässä. Lopullinen kuva on äärettömässä, jos objektiivin muodostama todellinen kuva on silmän linssin polttopisteessä.

Objektiivin ja okulaarin välinen etäisyys (l) = objektiivin muodostaman todellisen kuvan välinen etäisyys (d_o') + silmän linssin polttoväli (f_e).

Todellisen kuvan ja objektiivin välinen etäisyys (d_o') :

1 / d_o + 1/pv_o' = 1/f_o

1 / d_o' = 1/f_o – 1/pv_o

1 / d_o' = 1 / 1.8 – 1/2

1 / d_o' = 10/18 – 9/18 = 1/18

d_o' = 18 cm

Objektiivin ja okulaarin välinen etäisyys (mikroskoopin pituus):

l = d_o' + f_e

p = 18 cm + 6 cm

pituus = 24 cm

1. Mikä on yhdistelmämikroskooppi?
   • Vastaus: Yhdistelmämikroskooppi on optinen instrumentti, joka käyttää useita linssejä pienten kohteiden suurentamiseen, jolloin katsoja voi havaita yksityiskohtia, jotka ovat liian pieniä paljaalla silmällä nähtäväksi.
2. Miten yhdistelmämikroskooppi eroaa yksinkertaisesta mikroskoopista?
   • Vastaus: Yksinkertainen mikroskooppi käyttää suurennukseen vain yhtä linssiä (kuten suurennuslasia), kun taas yhdistelmämikroskoopissa on kaksi linssiä – näytteen lähellä oleva objektiivilinssi ja okulaarilinssi, jonka läpi katsoja katsoo.
3. Mitkä ovat yhdistelmämikroskoopin pääosat ja mitkä ovat niiden toiminnot?
   • Vastaus: Pääosat sisältävät:
     • Objektiivit: Nämä ovat sarja eri suurennussuhteilla varustettuja linssejä, jotka on sijoitettu lähimmäksi näytettä.
     • Okulaari (silmä) Linssi: Tämä on linssi, jonka läpi katsoja katsoo.
     • vaihe: Tasainen alusta, jolle näyte asetetaan.
     • lauhdutin: Keskittää valon näytteeseen.
     • Valaisin/Valonlähde: Tarjoaa valoa näytteen tarkastelua varten.
     • Karkean ja hienon tarkennuksen nupit: Säädä tarkennusta.
4. Miten yhdistelmämikroskoopin kokonaissuurennus määritetään?
   • Vastaus: Kokonaissuurennus määritetään kertomalla objektiivin suurennus okulaarin linssin suurennuksella.
5. Miksi immersioöljyä käytetään joskus suurtehoisten objektiivien kanssa?
   • Vastaus: Immersioöljyä käytetään mikroskoopin erotuskyvyn parantamiseen. Sen taitekerroin on sama kuin lasilla, mikä vähentää valon sirontaa ja päästää enemmän valoa objektiiviin.
6. Mitä termi "resoluutio" tarkoittaa mikroskopiassa?
   • Vastaus: Resoluutio viittaa mikroskoopin kykyyn erottaa selvästi kaksi hyvin lähellä toisiaan olevaa pistettä. Se määrittelee havaittavan kuvan selkeyden ja yksityiskohtien tason.
7. Miksi värjäystä käytetään usein näytteitä tarkasteltaessa yhdistelmämikroskoopilla?
   • Vastaus: Värjäys parantaa näytteen eri osien välistä kontrastia, jolloin tietyt rakenteet tai komponentit näkyvät paremmin mikroskoopilla.
8. Mikä on yhdistelmämikroskoopin "parfokaalinen" linssijärjestelmä?
   • Vastaus: Parfokaalinen linssijärjestelmä tarkoittaa, että kun yksi objektiivilinssi on tarkentunut, myös muut objektiivit ovat suunnilleen tarkentuneet. Se helpottaa objektiivien vaihtamista ilman merkittävää uudelleentarkennusta.
9. Mitä eroa on monokulaarisella ja binokulaarisella yhdistelmämikroskoopilla?
   • Vastaus: Monokulaarisessa yhdistelmämikroskoopissa on yksi okulaari katselua varten, kun taas binokulaarisessa yhdistelmämikroskoopissa on kaksi okulaaria, mikä tarjoaa mukavamman katselun ja syvyysvaikutelman.
10. Miksi näytteen täytyy olla hyvin ohut, kun sitä tarkastellaan yhdistelmämikroskoopilla?

• Vastaus: Ohut näyte päästää läpi enemmän valoa, mikä johtaa selkeämpään kuvaan. Lisäksi paksut näytteet eivät välttämättä ole tarkkoja koko syvyydeltään mikroskoopin rajallisen syväterävyysalueen vuoksi.