מיקרוסקופ מורכב - בעיות ופתרונות
1.
בהתבסס על האיור לעיל, מהי ההגדלה הכוללת? נניח עין רגילה כך שנקודת הקרובה (N) = 25 ס"מ.
ידוע:
אורך המוקד של עדשת האובייקטיב (f o ) = 2 ס"מ
המרחק בין העצם לעדשת האובייקט (d o ) = 2.2 ס"מ
נקודת הקרובה של העין הרגילה (N) = 25 ס"מ
אורך המוקד של עדשת העינית (f e ) = 25 ס"מ
מבוקש: ההגדלה הכוללת (M)
פתרון:
אם התמונה הסופית נוצרת על ידי עדשת העינית באינסוף, אז העין רפויה. אם התמונה הסופית אינה באינסוף, אז העין אינה רפויה.
בהתבסס על האיור למעלה, מרחק התמונה הווירטואלית נוצר על ידי עדשת העינית באינסוף. התמונה הסופית באינסוף כך שהעין רגועה.
ראשית, חשבו את מרחק התמונה מעדשת האובייקטיב (d o '). עדשת האובייקטיב היא העדשה המתכנסת, כך שמרחק התמונה מחושב באמצעות משוואת העדשה המתכנסת.
אורך המוקד של העדשה המתכנסת הוא חיובי.
1/d o ' = 1/f o – 1/d o = 1/2 – 1 / 2.2 = 11 / 22 – 10/22 = 1/22
ד o ' = 22/1 = 22 ס"מ
ההגדלה הכוללת של המיקרוסקופ :
2.
בהתבסס על האיור לעיל, מהו המרחק בין עדשת האובייקטיב לעדשת העינית של המיקרוסקופ?
פתרון:
למיקרוסקופ יש גם עדשה אובייקטיבית וגם עדשה עינית (ראייה). מיקרוסקופ משמש לצפייה בעצמים קרובים מאוד. התמונה שנוצרת על ידי עדשת האובייקטיב היא התמונה האמיתית. התמונה מוגדלת על ידי עדשת העינית לתמונה וירטואלית גדולה מאוד.
ידוע:
אורך המוקד של עדשת האובייקטיב (f2o ) = 1.8 ס"מ (אורך המוקד חיובי מכיוון שעדשת האובייקטיב היא עדשה מתכנסת)
אורך המוקד של עדשת העינית (f e ) = 6 ס"מ (אורך המוקד חיובי מכיוון שעדשת העין היא עדשה מתכנסת)
המרחק בין העצם לעדשת האובייקט (d o ) = 2 ס"מ (סימן הפלוס מציין שהתמונה אמיתית)
מבוקש: המרחק בין עדשת האובייקטיב לעדשת העינית (אורך המיקרוסקופ = d)
פתרון:
המרחק בין התמונה לעדשת האובייקטיבית ( 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
עומק = 18 ס"מ
התמונה האמיתית נוצרת על ידי עדשת האובייקטיב הממוקמת בנקודת המוקד של עדשת העינית, כפי שמוצג באיור למעלה.
המרחק בין עדשת האובייקטיב לעדשת העין:
l = d o ' + f e = 18 ס"מ + 6 ס"מ = 24 ס"מ
3.
המרחק בין העצם לעדשת האובייקט הוא 1.1 ס"מ, אורך המוקד של עדשת האובייקט הוא 1 ס"מ ואורך המוקד של עדשת העין הוא 5 ס"מ. מהי ההגדלה הכוללת של המיקרוסקופ?
ידוע:
המרחק בין העצם לעדשת האובייקט (d o ) = 1.1 ס"מ
אורך המוקד של עדשת האובייקטיב (f2o ) = 1 ס"מ (אורך המוקד חיובי מכיוון שעדשת האובייקטיב היא עדשה מתכנסת)
אורך המוקד של עדשת העין (f² ) = 5 ס"מ (אורך המוקד חיובי מכיוון שעדשת העין היא העדשה המתכנסת)
מבוקש: ההגדלה הכוללת (M)
פתרון:
ההגדלה הכוללת של מיקרוסקופ היא מכפלת הגדלת עדשת האובייקטיב (m o ) כפול ההגדלה הזוויתית (M e ) של עדשת העינית.
הגדלת עדשת האובייקטיב:
משוואת ההגדלה הליניארית של עדשת האובייקטיבית (m ob ) :
m o = h o '/h o = d o '/d o = (l – f e )/d o
איפה
h o ' = גובה התמונה שנוצרת על ידי עדשת האובייקטיב
h o = גובה האובייקט
d o ' = המרחק בין התמונה האמיתית הנוצרת על ידי עדשת האובייקטיב לבין עדשת האובייקטיב
d o = המרחק בין העצם לעדשת האובייקט
f e = אורך המוקד של עדשת העין
l = אורך המיקרוסקופ = המרחק בין שתי העדשות = המרחק בין התמונה האמיתית שנוצרת על ידי עדשת האובייקטיב (d o ' ) + אורך המוקד של עדשת העין f e )
המרחק בין התמונה האמיתית שנוצרת על ידי עדשת האובייקטיב לבין עדשת האובייקטיב ( d o ') :
ראשית, יש לקבוע את המרחק בין התמונה האמיתית לעדשת האובייקטיב:
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
עומק = 11 ס"מ
התמונה האמיתית הנוצרת על ידי עדשת האובייקטיב נמצאת בנקודת המוקד של העין, כפי שמוצג באיור למעלה.
הגדלת עדשת האובייקטיב:
מוֹ = דוֹ ' / דוֹ = 11 ס"מ / 1.1 ס"מ = 10
הגדלת עדשת העין:
אם העין רגועה, אז הגדלת עדשת העין (M e ):
M e = N / f e
איפה
N = נקודת העין הקרובה ביותר (25 ס"מ)
f e = אורך המוקד של עדשת העין = 5 ס"מ
ההגדלה הזוויתית של עדשת העין (M e ) :
M e = N / f e = 25 ס"מ / 5 ס"מ = 5
ההגדלה הכוללת של המיקרוסקופ:
M = m o x M e = 10 x 5 = 50
4.
המרחק בין עדשת האובייקטיב לעדשת העין של המיקרוסקופ.
ידוע:
המרחק בין העצם לעדשת האובייקט (d o ) = 2 ס"מ
אורך המוקד של עדשת האובייקטיב (f o ) = 1.8 ס"מ
המרחק בין התמונה האמיתית לעדשת העין (d e ) = 6 ס"מ
אורך המוקד של עדשת העין (f e ) = 6 ס"מ
מבוקש: המרחק בין עדשת האובייקטיב לעדשת העין (אורך המיקרוסקופ)
פתרון:
אם העין רפויה, התמונה הסופית הנוצרת על ידי עדשת העין היא באינסוף. התמונה הסופית היא באינסוף אם התמונה האמיתית הנוצרת על ידי עדשת האובייקטיב נמצאת בנקודת המוקד של עדשת העין.
המרחק בין עדשת האובייקטיב לעדשת העין (l) = המרחק בין התמונה האמיתית הנוצרת על ידי עדשת האובייקטיב (d o ' ) + אורך המוקד של עדשת העין (fe ).
המרחק בין התמונה האמיתית לעדשת האובייקטיבית (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
עומק = 18 ס"מ
המרחק בין עדשת האובייקטיב לעדשת העין (אורך המיקרוסקופ):
l = do ' + f e
l = 18 ס"מ + 6 ס"מ
אורך = 24 ס"מ
- מהו מיקרוסקופ מורכב?
- תשובה: מיקרוסקופ מורכב הוא מכשיר אופטי המשתמש בעדשות מרובות כדי להגדיל עצמים קטנים, ומאפשר לצופה לצפות בפרטים קטנים מכדי להיראות בעין בלתי מזוינת.
- במה שונה מיקרוסקופ מורכב ממיקרוסקופ פשוט?
- תשובה: מיקרוסקופ פשוט משתמש בעדשה אחת בלבד להגדלה (כמו זכוכית מגדלת), בעוד שמיקרוסקופ מורכב משתמש בשתי קבוצות של עדשות - עדשת האובייקטיב ליד הדגימה ועדשת העינית שדרכה הצופה מסתכל.
- מהם החלקים העיקריים של מיקרוסקופ מורכב, ומהם תפקידיהם?
- תשובה: החלקים העיקריים כוללים:
- עדשות אובייקטיביות: אלו הן סדרות של עדשות עם הגדלות משתנות הממוקמות הקרובות ביותר לדגימה.
- עדשת עינית (עינית): זוהי העדשה שדרכה הצופה מסתכל.
- שלב: הפלטפורמה השטוחה שבה ממוקמת הדגימה.
- הקבל: ממקד את האור על הדגימה.
- מקור תאורה/מאיר: מספק אור לצפייה בדגימה.
- כפתורי מיקוד גס ועדין: התאם את המיקוד.
- תשובה: החלקים העיקריים כוללים:
- כיצד נקבעת ההגדלה הכוללת של מיקרוסקופ מורכב?
- תשובה: ההגדלה הכוללת נקבעת על ידי הכפלת הגדלת עדשת האובייקטיבי בהגדלת עדשת העינית.
- מדוע משתמשים לעיתים בשמן טבילה עם עדשות אובייקטיביות בעלות עוצמה גבוהה?
- תשובה: שמן טבילה משמש להגדלת הרזולוציה של המיקרוסקופ. יש לו את אותו מקדם שבירה כמו זכוכית, מה שמפחית את פיזור האור ומאפשר ליותר אור להיכנס לעדשת האובייקטיבית.
- מה פירוש המונח "רזולוציה" במיקרוסקופיה?
- תשובה: רזולוציה מתייחסת ליכולתו של המיקרוסקופ להבחין בבירור בין שתי נקודות הקרובות מאוד זו לזו. היא מגדירה את הבהירות ורמת הפירוט שניתן לראות.
- מדוע משתמשים לעתים קרובות בצביעה בעת צפייה בדגימות תחת מיקרוסקופ מורכב?
- תשובה: צביעה משפרת את הניגודיות בין חלקים שונים של הדגימה, מה שהופך מבנים או רכיבים מסוימים לגלויים יותר תחת המיקרוסקופ.
- מהי מערכת עדשות "פארפוקליות" במיקרוסקופ מורכב?
- תשובה: מערכת עדשות פרפוקליות פירושה שכאשר עדשת אובייקטיב אחת נמצאת בפוקוס, עדשות האובייקטיב האחרות גם הן יהיו בקירוב בפוקוס. זה מאפשר מעבר קל יותר בין עדשות אובייקטיב ללא מיקוד מחדש משמעותי.
- מה ההבדל בין מיקרוסקופ חד-משקפי למיקרוסקופ מורכב דו-משקפי?
- תשובה: מיקרוסקופ מורכב מונוקולרי כולל עינית אחת לצפייה, בעוד שמיקרוסקופ מורכב דו-עיני כולל שתי עיניות, המספקות צפייה ותפיסת עומק נוחות יותר.
- מדוע דגימה צריכה להיות דקה מאוד כאשר מסתכלים עליה תחת מיקרוסקופ מורכב?
- תשובה: דגימה דקה מאפשרת ליותר אור לעבור דרכה, וכתוצאה מכך תמונה ברורה יותר. בנוסף, דגימות עבות עשויות לא להיות בפוקוס לכל עומקן עקב עומק השדה המוגבל של המיקרוסקופ.
