光学顕微鏡 – 問題点と解決策

1. 対物レンズの焦点距離は2cm、接眼レンズの焦点距離は5cmです。対物レンズと接眼レンズ間の距離は30cmです。眼がリラックスした状態のときの全体の倍率と対物レンズから物体までの距離を求めなさい。

既知:

対物レンズの焦点距離 (fob ) = 2 cm

接眼レンズの焦点距離 (f oc ) = 5 cm

レンズ間の距離(l)=30cm

近接点(N)=25cm

解決策:

(a)全体の倍率

全体の倍率の計算式:

M = m ob M oc

M = 全体倍率、m ob = 対物レンズの倍率、M oc = 接眼レンズの角倍率

眼球がリラックスした状態の対物レンズの倍率(m ob ):

光学顕微鏡 – 問題点と解決策 1

対物レンズからの像距離(d ob '):

d ob ' = l – f oc = 30 cm – 5 cm = 25 cm

対物レンズからの物体距離(d ob ):

光学顕微鏡 – 問題点と解決策 2

対物レンズは収束レンズなので、焦点距離にはプラスの符号が付きます。

像距離にプラス記号が付いているのは、像が実像であるか、光線が像を通過するためです。

対物レンズの倍率:

光学顕微鏡 – 問題点と解決策 1

眼球がリラックスした状態のときの眼球の角度倍率(M ok):

M oc = N / f oc = 25 cm / 5 cm = 5X

全体の倍率:

M = m ob M oc = (12.5)(5) = 62.5X

(b)対物レンズからの物体距離(d ob )

対物レンズから物体までの距離は2cmです。

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2.顕微鏡は5倍対物レンズと20倍接眼レンズで構成されています。レンズ間の距離は15cmです。(a) 目がリラックスしている状態での全体の倍率を求めなさい。(b) 接眼レンズの焦点距離を求めなさい。(c) 対物レンズの焦点距離を求めなさい。

既知:

対物レンズの倍率(m ob ) = 5X

接眼レンズの倍率(Moc )=20倍

近接点(N)=25cm

レンズ間の距離(l)=15cm

解決策:

(a)全体の倍率(M)

M = m ob M oc

M = (5)(20) = 100X

(b)眼球レンズの焦点距離(f oc )

眼球がリラックスしているときの眼球レンズの角倍率(Moc)の式:

M oc = N / f oc

眼球レンズの焦点距離:

f oc = N / M oc = 25 cm / 20 = 1.25 cm

(c)対物レンズの焦点距離(f ob )

目がリラックスした状態における対物レンズの倍率を求める式:

光学顕微鏡 – 問題点と解決策 4

実像と対物レンズとの距離(d ob '):

d ob ' = l – f oc = 15 cm – 1.25 cm = 13.75 cm

対物レンズからの物体距離(d ob ):

光学顕微鏡 – 問題点と解決策 2

対物レンズの焦点距離 (fob ) :

光学顕微鏡 – 問題点と解決策 3

対物レンズの焦点距離 = 2.29 cm

3.対物レンズの焦点距離は0.9cm、接眼レンズの焦点距離は2.5cmです。この顕微鏡は調節機能のない正常な目で使用され、全体の倍率は90倍です。物体と対物レンズ間の距離を求めなさい。N = 25cm。

既知:

対物レンズの焦点距離 (fob ) = 0.9 cm

接眼レンズの焦点距離 (f ok ) = 2,5 cm

全体の倍率(M)=90倍

正常な目の近点(N)=25cm

目の調節機能は最小限である。

求める値:物体と対物レンズ間の距離(s ob)

解決策:

調節力が最小となる場合の全角倍率の式:

顕微鏡 – 問題点と解決策 1

対物レンズの焦点距離(f ob )、物体と対物レンズ間の距離 (s ob)、像と対物レンズ間の距離 (s ob ') の関係式を用いて、対物レンズ周りの物体距離 (s ob ) を計算します。

顕微鏡 – 問題点と解決策 2

4. 対物レンズの焦点距離は1.8cm、接眼レンズの焦点距離は6cmです。調節機能のない正常な目で顕微鏡を使用する場合、対物レンズと接眼レンズ間の距離は24cmです。対物レンズから物体までの距離を求めなさい。

既知:

対物レンズの焦点距離 (fob ) = 1.8 cm

接眼レンズの焦点距離 (f ok ) = 6 cm

対物レンズと接眼レンズ間の距離=顕微鏡の長さ(l)=24cm

宿泊施設は最低限のものです。

求む:物体と対物レンズ間の距離(s ob)

解決策:

調節力が最小の場合、最終像と接眼レンズとの距離は無限大になります。これは下の図に示されています。

顕微鏡 – 問題点と解決策 3

対物レンズと接眼レンズ間の距離 (l) = 接眼レンズの焦点距離 (f ok ) + 像と対物レンズ間の距離 (s ob ')。

s ob ' = l – f ok = 24 cm – 6 cm = 18 cm

対物レンズの焦点距離 (f ob)、物体と対物レンズ間の距離( s ob ) 、および像と対物レンズ間の距離(s ob ')の関係式を使用して、物体と対物レンズ間の距離 (s ob ) を計算します。

顕微鏡 – 問題点と解決策 4

物体と対物レンズ間の距離は2cmです。

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