Összetett mikroszkóp – problémák és megoldások
1.
A fenti ábra alapján mekkora a teljes nagyítás? Tegyük fel, hogy egy normál szemről van szó, tehát a közeli pont (N) = 25 cm.
Ismert:
Az objektív fókusztávolsága (f0 ) = 2 cm
A tárgy és az objektív közötti távolság (d0 ) = 2.2 cm
A normális szem közelpontja (N) = 25 cm
A szemlencse fókusztávolsága (f e ) = 25 cm
Keresett érték: A teljes nagyítás (M)
megoldás:
Ha a végső képet a szemlencse végtelenben alkotja, akkor a szem ellazult. Ha a végső kép nem végtelenben van, akkor a szem nincs ellazulva.
A fenti ábra alapján a virtuális kép távolságát a végtelenben lévő szemlencse alkotja. A végső kép végtelenben, így a szem ellazult.
Először számítsa ki a kép távolságát az objektívtől (d o '). Az objektív a gyűjtőlencse, így a kép távolságát a gyűjtőlencse egyenletével számítjuk ki.
A gyűjtőlencse fókusztávolsága pozitív.
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
A mikroszkóp teljes nagyítása :
2.
A fenti ábra alapján mekkora a távolság a mikroszkóp objektívlencséje és okulárlencséje között?
megoldás:
A mikroszkóp objektív- és okulárlencsékkel (okulár) is rendelkezik. A mikroszkópot nagyon közeli tárgyak vizsgálatára használják. Az objektívlencse által alkotott kép a valódi kép. A képet a okulárlencse egy nagyon nagy virtuális képpé nagyítja fel.
Ismert:
Az objektív fókusztávolsága (f0 ) = 1.8 cm (A fókusztávolság pozitív, mivel az objektív a gyűjtőlencse).
A szemlencse fókusztávolsága (f e ) = 6 cm (A fókusztávolság pozitív, mivel a szemlencse a gyűjtőlencse)
A tárgy és az objektív közötti távolság (d0 ) = 2 cm (a pluszjel a kép valós voltát jelzi).
Keresett: Az objektívlencse és a szemlencse közötti távolság (mikroszkóp hossza = d)
megoldás:
A kép és az objektív közötti távolság ( 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
A valódi képet az okulárlencse fókuszpontjában elhelyezkedő objektívlencse alkotja, ahogy az a fenti ábrán is látható.
Az objektívlencse és az okulárlencse közötti távolság:
l = d o ' + f e = 18 cm + 6 cm = 24 cm
3.
A tárgy és az objektívlencse közötti távolság 1.1 cm, az objektívlencse fókusztávolsága 1 cm, az okulárlencse fókusztávolsága pedig 5 cm. Mekkora a mikroszkóp teljes nagyítása?
Ismert:
A tárgy és az objektív közötti távolság (d0 ) = 1.1 cm
Az objektív fókusztávolsága (f0 ) = 1 cm (A fókusztávolság pozitív, mivel az objektív a gyűjtőlencse).
A szemlencse fókusztávolsága (f e ) = 5 cm (A fókusztávolság pozitív, mivel a szemlencse a gyűjtőlencse)
Keresett érték: A teljes nagyítás (M)
megoldás:
A mikroszkóp teljes nagyítása az objektívlencse nagyításának (m0 ) és a szemlencse lencséjének szögnagyításának (Me ) szorzata.
Az objektív nagyítása:
Az objektív lineáris nagyításának egyenlete (m ob ) :
m o = h o '/h o = d o '/d o = (l – f e )/d o
ahol
h o ' = az objektívlencse által alkotott kép magassága
h o = a tárgy magassága
d o ' = az objektívlencse által alkotott valós kép és az objektívlencse közötti távolság
d o = a tárgy és az objektív közötti távolság
f e = a szemlencse fókusztávolsága
l = a mikroszkóp hossza = a két lencse közötti távolság = az objektívlencse által alkotott valós kép távolsága (d o ' ) + az okulárlencse fókusztávolsága (f e )
Az objektívlencse által alkotott valós kép és az objektívlencse közötti távolság ( d o ') :
Először is, határozzuk meg a valós kép és az objektív közötti távolságot:
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
Az objektívlencse által alkotott valódi kép a szem fókuszpontjában található, ahogy a fenti ábra is mutatja.
Az objektív nagyítása:
m o = d o ' / d o = 11 cm / 1.1 cm = 10
A szemlencse nagyítása:
Ha a szem ellazult, akkor a szemlencse nagyítása (M e ):
M e = N / f e
Hol
N = a szem legközelebbi pontja (25 cm)
f e = a szemlencse fókusztávolsága = 5 cm
A szemlencse szögnagyítása (M e ) :
M e = N / f e = 25 cm / 5 cm = 5
A mikroszkóp teljes nagyítása:
M = m o x M e = 10 x 5 = 50
4.
A mikroszkóp objektívlencséje és okulárlencséje közötti távolság.
Ismert:
A tárgy és az objektív közötti távolság (d0 ) = 2 cm
Az objektív fókusztávolsága (f0 ) = 1.8 cm
A valós kép és a szemlencse közötti távolság (d e ) = 6 cm
A szemlencse fókusztávolsága (f e ) = 6 cm
Keresett: Az objektívlencse és az okulárlencse közötti távolság (a mikroszkóp hossza)
megoldás:
Ha a szem ellazult, a szemlencse által alkotott végső kép a végtelenben van. A végső kép a végtelenben van, ha az objektívlencse által alkotott valódi kép a szemlencse fókuszpontjában van.
Az objektívlencse és a szemlencse közötti távolság (l) = az objektívlencse által alkotott valós kép távolsága (d o ' ) + a szemlencse fókusztávolsága (f e ).
A valós kép és az objektív közötti távolság (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
Az objektívlencse és az okulárlencse közötti távolság (a mikroszkóp hossza):
l = d o ' + f e
h = 18 cm + 6 cm
h = 24 cm
- Mi az az összetett mikroszkóp?
- Válasz: Az összetett mikroszkóp egy optikai eszköz, amely több lencsét használ apró tárgyak nagyítására, lehetővé téve a néző számára, hogy olyan részleteket is megfigyeljen, amelyek túl kicsik ahhoz, hogy szabad szemmel láthatók legyenek.
- Miben különbözik az összetett mikroszkóp az egyszerű mikroszkóptól?
- Válasz: Egy egyszerű mikroszkóp csak egy lencsét használ a nagyításhoz (mint egy nagyítóüveg), míg egy összetett mikroszkóp két lencsekészletet – az objektívlencsét a minta közelében és a szemlencsét, amelyen keresztül a néző néz.
- Melyek egy összetett mikroszkóp fő részei, és mi a funkciójuk?
- Válasz: Az elsődleges részek a következők:
- Objektív lencsék: Ezek különböző nagyítású lencsék sorozata, amelyeket a mintához legközelebb helyeznek el.
- Szemlencse (okulár): Ez az a lencse, amelyen keresztül a néző lát.
- Színpad: A lapos platform, ahová a mintát helyezik.
- Kondenzátor: A fényt a mintára fókuszálja.
- Megvilágító/Fényforrás: Fényt biztosít a minta megtekintéséhez.
- Durva és finom fókusz gombok: Állítsa be a fókuszt.
- Válasz: Az elsődleges részek a következők:
- Hogyan határozzák meg egy összetett mikroszkóp teljes nagyítását?
- Válasz: A teljes nagyítást az objektívlencse nagyításának és a szemlencse lencséjének nagyításának szorzatával kapjuk meg.
- Miért használnak néha immerziós olajat nagy teljesítményű objektívekhez?
- Válasz: Az immerziós olajat a mikroszkóp felbontásának növelésére használják. Ugyanolyan törésmutatóval rendelkezik, mint az üveg, ami csökkenti a fény szórását, és lehetővé teszi, hogy több fény jusson be az objektívlencsébe.
- Mit jelent a „felbontás” kifejezés a mikroszkópiában?
- Válasz: A felbontás a mikroszkóp azon képességére utal, hogy két, egymáshoz nagyon közel lévő pontot képes egyértelműen megkülönböztetni. Meghatározza a látható képek tisztaságát és részletességét.
- Miért alkalmaznak gyakran festést, amikor a mintákat összetett mikroszkóp alatt vizsgálják?
- Válasz: A festés fokozza a kontrasztot a minta különböző részei között, így bizonyos struktúrák vagy komponensek jobban láthatóvá válnak a mikroszkóp alatt.
- Mi a „parfokális” lencserendszer egy összetett mikroszkópban?
- Válasz: A parfokális lencserendszer azt jelenti, hogy amikor az egyik objektív fókuszban van, a többi objektív is megközelítőleg fókuszban lesz. Ez lehetővé teszi az objektívlencsék közötti könnyebb váltást jelentős újrafókuszálás nélkül.
- Mi a különbség a monokuláris és a binokuláris összetett mikroszkóp között?
- Válasz: A monokuláris összetett mikroszkóp egy szemlencsével rendelkezik a megtekintéshez, míg a binokuláris összetett mikroszkóp két szemlencsével rendelkezik, ami kényelmesebb megtekintést és mélységérzékelést biztosít.
- Miért kell egy mintának nagyon vékonynak lennie összetett mikroszkóp alatt vizsgálva?
- Válasz: Egy vékony minta több fényt enged át, ami tisztább képet eredményez. Ezenkívül a vastag minták a mikroszkóp korlátozott mélységélessége miatt előfordulhat, hogy nem lesznek teljes mélységükben fókuszban.
