Microscope composé – problèmes et solutions
1.
D'après la figure ci-dessus, quel est le grossissement global ? Supposons un œil normal, donc le point le plus proche (N) = 25 cm.
Connu :
La distance focale de l'objectif (f <sub>o</sub> ) = 2 cm
La distance entre l'objet et la lentille de l'objectif (d<sub> o</sub> ) = 2.2 cm
Le punctum proximum de l'œil normal (N) = 25 cm
La distance focale de la lentille oculaire (f e ) = 25 cm
Recherche : Le grossissement global (M)
Solution:
Si l'image finale se forme à l'infini à travers la lentille oculaire, l'œil est détendu. Dans le cas contraire, l'œil n'est pas détendu.
D'après la figure ci-dessus, la distance de l'image virtuelle est celle formée par la lentille oculaire à l'infini. L'image finale est ainsi placée à l'infini, permettant à l'œil de se détendre.
Tout d'abord, calculez la distance de l'image par rapport à la lentille d'objectif (d o '). La lentille d'objectif est une lentille convergente, donc la distance de l'image est calculée à l'aide de l'équation de la lentille convergente.
La distance focale de la lentille convergente est positive.
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
Grossissement global du microscope :
2.
D'après la figure ci-dessus, quelle est la distance entre l'objectif et l'oculaire du microscope ?
Solution:
Le microscope est composé d'un objectif et d'un oculaire. Il sert à observer des objets très proches. L'image formée par l'objectif est l'image réelle. L'oculaire agrandit cette image pour en faire une image virtuelle très grande.
Connu :
La distance focale de l'objectif (f o ) = 1.8 cm (La distance focale est positive car l'objectif est une lentille convergente)
La distance focale de la lentille oculaire (f e ) = 6 cm (La distance focale est positive car la lentille oculaire est une lentille convergente)
La distance entre l'objet et la lentille de l'objectif (d o ) = 2 cm (le signe plus indique que l'image est réelle)
Recherche : La distance entre l'objectif et l'oculaire (longueur du microscope = d)
Solution:
La distance entre l'image et la lentille de l'objectif ( 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
L'image réelle est formée par la lentille d'objectif située au foyer de la lentille oculaire, comme illustré sur la figure ci-dessus.
La distance entre la lentille objective et la lentille oculaire :
l = d o ' + f e = 18 cm + 6 cm = 24 cm
3.
La distance entre l'objet et l'objectif est de 1.1 cm, la distance focale de l'objectif est de 1 cm et la distance focale de l'oculaire est de 5 cm. Quel est le grossissement total du microscope ?
Connu :
La distance entre l'objet et la lentille de l'objectif (d <sub>o</sub> ) = 1.1 cm
La distance focale de l'objectif (f o ) = 1 cm (La distance focale est positive car l'objectif est une lentille convergente)
La distance focale de la lentille oculaire (f e ) = 5 cm (La distance focale est positive car la lentille oculaire est une lentille convergente)
Recherche : Le grossissement global (M)
Solution:
Le grossissement global d'un microscope est le produit du grossissement de l'objectif (m o ) par le grossissement angulaire (M e ) de l'oculaire.
Grossissement de l'objectif :
L'équation du grossissement linéaire de l'objectif (m ob ) :
m o = h o '/h o = d o '/d o = (l – f e )/d o
où
h o ' = la hauteur de l'image formée par l'objectif
h o = la hauteur de l'objet
d o ' = la distance entre l'image réelle formée par la lentille de l'objectif et la lentille de l'objectif
d o = distance entre l'objet et la lentille d'objectif
f e = la distance focale de la lentille oculaire
l = la longueur du microscope = distance entre les deux lentilles = la distance entre l'image réelle formée par la lentille de l'objectif (d o ' ) + la distance focale de la lentille oculaire f e )
La distance entre l'image réelle formée par la lentille de l'objectif et la lentille de l'objectif ( d o ') :
Déterminez d'abord la distance entre l'image réelle et la lentille d'objectif :
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
L'image réelle formée par la lentille d'objectif se situe au foyer oculaire, comme illustré dans la figure ci-dessus.
Grossissement de l'objectif :
m o = d o ' / d o = 11 cm / 1.1 cm = 10
Le grossissement de la lentille oculaire :
Si l'œil est détendu, alors le grossissement de la lentille oculaire (M e ) :
M e = N / f e
Destination
N = le point le plus proche de l'œil (25 cm)
f e = la distance focale de la lentille oculaire = 5 cm
Le grossissement angulaire de la lentille oculaire (M e ) :
M e = N / f e = 25 cm / 5 cm = 5
Grossissement global du microscope :
M = m o x M e = 10 x 5 = 50
4.
La distance entre l'objectif et l'oculaire du microscope.
Connu :
La distance entre l'objet et la lentille de l'objectif (d <sub>o</sub> ) = 2 cm
La distance focale de l'objectif (f <sub>o</sub> ) = 1.8 cm
La distance entre l'image réelle et la lentille oculaire (d<sub>e </sub> ) = 6 cm
La distance focale de la lentille oculaire (f e ) = 6 cm
Recherche : La distance entre l'objectif et l'oculaire (la longueur du microscope)
Solution:
Si l'œil est détendu, l'image finale formée par l'oculaire se situe à l'infini. L'image finale est à l'infini si l'image réelle formée par l'objectif se trouve au foyer de l'oculaire.
La distance entre la lentille de l'objectif et la lentille oculaire (l) = la distance entre l'image réelle formée par la lentille de l'objectif (d o ' ) + la distance focale de la lentille oculaire (f e ).
La distance entre l'image réelle et la lentille de l'objectif (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
La distance entre l'objectif et l'oculaire (la longueur du microscope) :
l = d o ' + f e
l = 18 cm + 6 cm
l = 24 cm
- Qu'est-ce qu'un microscope composé ?
- Réponse: Un microscope composé est un instrument optique qui utilise plusieurs lentilles pour agrandir de petits objets, permettant ainsi à l'observateur d'observer des détails trop petits pour être vus à l'œil nu.
- En quoi un microscope composé diffère-t-il d'un microscope simple ?
- Réponse: Un microscope simple utilise une seule lentille pour le grossissement (comme une loupe), tandis qu'un microscope composé utilise deux ensembles de lentilles : la lentille objectif près de l'échantillon et la lentille oculaire à travers laquelle l'observateur regarde.
- Quelles sont les principales parties d'un microscope composé, et quelles sont leurs fonctions ?
- Réponse: Les principales parties comprennent :
- Lentilles d'objectif: Il s'agit d'une série de lentilles de grossissements différents placées au plus près de l'échantillon.
- Lentille de l'oculaire : C'est l'objectif à travers lequel le spectateur regarde.
- Étape: La plateforme plane sur laquelle est placé l'échantillon.
- Condenseur: Concentre la lumière sur l'échantillon.
- Illuminateur/Source lumineuse : Fournit la lumière nécessaire pour observer l'échantillon.
- Boutons de mise au point grossière et fine : Ajustez la mise au point.
- Réponse: Les principales parties comprennent :
- Comment détermine-t-on le grossissement total d'un microscope composé ?
- Réponse: Le grossissement total est déterminé en multipliant le grossissement de l'objectif par le grossissement de l'oculaire.
- Pourquoi utilise-t-on parfois de l'huile à immersion avec des objectifs à fort grossissement ?
- Réponse: L'huile à immersion est utilisée pour améliorer la résolution du microscope. Son indice de réfraction étant identique à celui du verre, elle réduit la diffusion de la lumière et permet à une plus grande quantité de lumière d'atteindre l'objectif.
- Que signifie le terme « résolution » en microscopie ?
- Réponse: La résolution désigne la capacité du microscope à distinguer clairement deux points très proches l'un de l'autre. Elle définit la netteté et le niveau de détail observables.
- Pourquoi utilise-t-on souvent la coloration lors de l'observation d'échantillons au microscope optique ?
- Réponse: La coloration accentue le contraste entre les différentes parties d'un échantillon, rendant certaines structures ou certains composants plus visibles au microscope.
- Qu’est-ce qu’un système de lentilles « parfocales » dans un microscope composé ?
- Réponse: Un système de lentilles parfocales signifie que lorsqu'un objectif est net, les autres le seront également approximativement. Cela facilite le passage d'un objectif à l'autre sans nécessiter de mise au point importante.
- Quelle est la différence entre un microscope composé monoculaire et un microscope composé binoculaire ?
- Réponse: Un microscope composé monoculaire possède un seul oculaire pour l'observation, tandis qu'un microscope composé binoculaire possède deux oculaires, offrant une vision plus confortable et une meilleure perception de la profondeur.
- Pourquoi un échantillon doit-il être très mince lorsqu'on l'observe au microscope optique ?
- Réponse: Un échantillon mince laisse passer davantage de lumière, ce qui permet d'obtenir une image plus nette. Par ailleurs, les échantillons épais peuvent présenter des défauts de mise au point sur toute leur épaisseur en raison de la faible profondeur de champ du microscope.
