Microscopio composto: problemi e soluzioni
1.
In base alla figura sopra, qual è l'ingrandimento complessivo? Si assuma un occhio normale, quindi il punto prossimo (N) = 25 cm.
Conosciuto :
La lunghezza focale dell'obiettivo (f o ) = 2 cm
La distanza tra l'oggetto e la lente obiettivo (d o ) = 2.2 cm
Il punto prossimo dell'occhio normale (N) = 25 cm
La lunghezza focale della lente dell'oculare (f e ) = 25 cm
Si richiede: l'ingrandimento complessivo (M)
soluzione:
Se l'immagine finale formata dalla lente dell'oculare all'infinito, l'occhio è rilassato. Se l'immagine finale non è all'infinito, l'occhio non è rilassato.
Come si evince dalla figura sopra, la distanza dell'immagine virtuale è formata dalla lente dell'oculare all'infinito. L'immagine finale si trova all'infinito, in modo che l'occhio sia rilassato.
Innanzitutto, si calcola la distanza dell'immagine dall'obiettivo (d o '). L'obiettivo è la lente convergente, quindi la distanza dell'immagine viene calcolata utilizzando l'equazione della lente convergente.
La lunghezza focale della lente convergente è positiva.
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
L'ingrandimento complessivo del microscopio :
2.
In base alla figura qui sopra, qual è la distanza tra l'obiettivo e l'oculare del microscopio?
soluzione:
Il microscopio è dotato sia di lente obiettivo che di oculare. Il microscopio viene utilizzato per osservare oggetti molto vicini. L'immagine formata dalla lente obiettivo è l'immagine reale. L'immagine viene ingrandita dalla lente oculare, trasformandosi in un'immagine virtuale molto più grande.
Conosciuto :
La lunghezza focale dell'obiettivo (f o ) = 1.8 cm (La lunghezza focale è positiva perché l'obiettivo è una lente convergente)
La lunghezza focale della lente dell'oculare (f e ) = 6 cm (La lunghezza focale è positiva perché la lente oculare è la lente convergente)
La distanza tra l'oggetto e la lente obiettivo (d o ) = 2 cm (il segno più indica che l'immagine è reale)
Si richiede: la distanza tra l'obiettivo e l'oculare (lunghezza del microscopio = d)
soluzione:
La distanza tra l'immagine e l'obiettivo ( 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'immagine reale si forma grazie alla lente obiettivo, situata nel punto focale della lente oculare, come mostrato nella figura sopra.
La distanza tra la lente obiettivo e la lente oculare:
l = d o ' + f e = 18 cm + 6 cm = 24 cm
3.
La distanza tra l'oggetto e l'obiettivo è di 1.1 cm, la lunghezza focale dell'obiettivo è di 1 cm e la lunghezza focale dell'oculare è di 5 cm. Qual è l'ingrandimento totale del microscopio?
Conosciuto :
La distanza tra l'oggetto e la lente obiettivo (d o ) = 1.1 cm
La lunghezza focale dell'obiettivo (f o ) = 1 cm (La lunghezza focale è positiva perché l'obiettivo è una lente convergente)
La lunghezza focale della lente oculare (f e ) = 5 cm (La lunghezza focale è positiva perché la lente oculare è una lente convergente)
Si richiede: l'ingrandimento complessivo (M)
soluzione:
L'ingrandimento complessivo di un microscopio è dato dal prodotto dell'ingrandimento dell'obiettivo (m o ) per l'ingrandimento angolare (M e ) dell'oculare.
L'ingrandimento dell'obiettivo:
L'equazione dell'ingrandimento lineare dell'obiettivo (m ob ) :
m o = h o '/h o = d o '/d o = (l – f e )/d o
where
h o ' = l'altezza dell'immagine formata dall'obiettivo
h o = l'altezza dell'oggetto
d o ' = la distanza tra l'immagine reale formata dall'obiettivo e l'obiettivo
d o = distanza tra l'oggetto e la lente obiettivo
f e = la lunghezza focale della lente oculare
l = lunghezza del microscopio = distanza tra le due lenti = distanza tra l'immagine reale formata dalla lente obiettivo (d o ' ) + la lunghezza focale della lente oculare f e )
La distanza tra l'immagine reale formata dalla lente obiettivo e la lente obiettivo ( d o ') :
Innanzitutto, determina la distanza tra l'immagine reale e l'obiettivo:
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'immagine reale formata dalla lente obiettivo si trova nel punto focale dell'oculare, come mostrato nella figura sopra.
L'ingrandimento dell'obiettivo:
m o = d o ' / d o = 11 cm / 1.1 cm = 10
L'ingrandimento della lente oculare:
Se l'occhio è rilassato, l'ingrandimento della lente oculare (M e ) è:
M e = N / f e
Dove
N = punto prossimo dell'occhio (25 cm)
f e = lunghezza focale della lente oculare = 5 cm
L'ingrandimento angolare della lente oculare (M e ) :
M e = N / f e = 25 cm / 5 cm = 5
L'ingrandimento complessivo del microscopio:
M = m o x Me = 10 x 5 = 50
4.
La distanza tra l'obiettivo e l'oculare del microscopio.
Conosciuto :
La distanza tra l'oggetto e la lente obiettivo (d o ) = 2 cm
La lunghezza focale dell'obiettivo (f o ) = 1.8 cm
La distanza tra l'immagine reale e la lente oculare (d e ) = 6 cm
La lunghezza focale della lente oculare (f e ) = 6 cm
Si richiede: la distanza tra l'obiettivo e l'oculare (la lunghezza del microscopio).
soluzione:
Se l'occhio è rilassato, l'immagine finale formata dalla lente oculare si trova all'infinito. L'immagine finale si trova all'infinito se l'immagine reale formata dalla lente obiettivo si trova nel punto focale della lente oculare.
La distanza tra la lente obiettivo e la lente oculare (l) = la distanza tra l'immagine reale formata dalla lente obiettivo (d o ' ) + la lunghezza focale della lente oculare (f e ).
La distanza tra l'immagine reale e l'obiettivo (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 distanza tra l'obiettivo e l'oculare (la lunghezza del microscopio):
l = d o ' + f e
l = 18 cm + 6 cm
l = 24 cm
- Che cos'è un microscopio composto?
- Risposta: Il microscopio composto è uno strumento ottico che utilizza più lenti per ingrandire piccoli oggetti, consentendo all'osservatore di vedere dettagli troppo piccoli per essere notati a occhio nudo.
- In che cosa si differenzia un microscopio composto da un microscopio semplice?
- Risposta: Un microscopio semplice utilizza una sola lente per l'ingrandimento (come una lente d'ingrandimento), mentre un microscopio composto utilizza due serie di lenti: la lente obiettivo, vicina al campione, e l'oculare, attraverso il quale l'osservatore guarda.
- Quali sono le parti principali di un microscopio composto e quali sono le loro funzioni?
- Risposta: Le parti principali includono:
- Obiettivi: Si tratta di una serie di lenti con ingrandimenti variabili, posizionate il più vicino possibile al campione.
- Lente oculare: Questa è la lente attraverso cui lo spettatore guarda.
- Palcoscenico: La piattaforma piana su cui viene posizionato il campione.
- Condensatore: Focalizza la luce sul campione.
- Illuminatore/Sorgente luminosa: Fornisce la luce necessaria per osservare il campione.
- Manopole per la messa a fuoco grossolana e fine: Regola la messa a fuoco.
- Risposta: Le parti principali includono:
- Come si determina l'ingrandimento totale di un microscopio composto?
- Risposta: L'ingrandimento totale si ottiene moltiplicando l'ingrandimento dell'obiettivo per l'ingrandimento dell'oculare.
- Perché a volte si usa l'olio da immersione con gli obiettivi ad alto ingrandimento?
- Risposta: L'olio da immersione viene utilizzato per aumentare la risoluzione del microscopio. Ha lo stesso indice di rifrazione del vetro, il che riduce la dispersione della luce e permette a una maggiore quantità di luce di raggiungere l'obiettivo.
- Che cosa significa il termine "risoluzione" in microscopia?
- Risposta: La risoluzione si riferisce alla capacità del microscopio di distinguere chiaramente due punti molto vicini tra loro. Definisce la nitidezza e il livello di dettaglio che è possibile osservare.
- Perché si ricorre spesso alla colorazione quando si osservano i campioni al microscopio composto?
- Risposta: La colorazione accentua il contrasto tra le diverse parti di un campione, rendendo determinate strutture o componenti più visibili al microscopio.
- Che cos'è un sistema di lenti "parfocali" in un microscopio composto?
- Risposta: Un sistema di lenti parfocali significa che quando una lente obiettivo è a fuoco, anche le altre lenti obiettivo saranno approssimativamente a fuoco. Ciò facilita il passaggio da una lente obiettivo all'altra senza dover rifocalizzare in modo significativo.
- Qual è la differenza tra un microscopio composto monoculare e un microscopio composto binoculare?
- Risposta: Un microscopio composto monoculare ha un solo oculare per l'osservazione, mentre un microscopio composto binoculare ha due oculari, che offrono una visione più confortevole e una migliore percezione della profondità.
- Perché un campione deve essere molto sottile quando viene osservato al microscopio composto?
- Risposta: Un campione sottile permette il passaggio di una maggiore quantità di luce, con conseguente immagine più nitida. Inoltre, i campioni spessi potrebbero non essere a fuoco in tutta la loro profondità a causa della limitata profondità di campo del microscopio.
