Sudėtinis mikroskopas – problemos ir sprendimai
1.
Remiantis aukščiau pateiktu paveikslėliu, koks yra bendras padidinimas? Tarkime, kad akis normali, taigi artimiausias taškas (N) = 25 cm.
Žinomas:
Objektyvo židinio nuotolis (f0 ) = 2 cm
Atstumas tarp objekto ir objektyvo lęšio (d0 ) = 2.2 cm
Artimiausias normalios akies taškas (N) = 25 cm
Okuliaro lęšio židinio nuotolis (f e ) = 25 cm
Ieškoma: bendro didinimo (M)
sprendimas:
Jei galutinis vaizdas susidaro okuliaro lęšio pagalba begalybėje, akis yra atsipalaidavusi. Jei galutinis vaizdas nėra begalybėje, akis nėra atsipalaidavusi.
Remiantis aukščiau pateiktu paveikslu, virtualaus vaizdo atstumas susidaro iš okuliaro lęšio begalybėje. Galutinis vaizdas begalybėje, kad akis būtų atsipalaidavusi.
Pirmiausia apskaičiuokite vaizdo atstumą nuo objektyvo lęšio (d o '). Objektyvas yra glaudžiamasis lęšis, todėl vaizdo atstumas apskaičiuojamas pagal glaudžiamojo lęšio lygtį.
Konverguojančio lęšio židinio nuotolis yra teigiamas.
1/ d₂o₀ = 1/ f₂o – 1/d₂o = 1/2 – 1 / 2.2 = 11 / 22 – 10/22 = 1/22
d o ' = 22/1 = 22 cm
Bendras mikroskopo didinimas :
2.
Remiantis aukščiau pateiktu paveikslu, koks yra atstumas tarp mikroskopo objektyvo lęšio ir okuliaro lęšio?
sprendimas:
Mikroskopas turi ir objektyvo, ir okuliaro lęšius. Mikroskopas naudojamas labai arti esantiems objektams stebėti. Objektyvo lęšio suformuotas vaizdas yra tikrasis vaizdas. Okuliaro lęšis vaizdą padidina į labai didelį virtualų vaizdą.
Žinomas:
Objektyvo lęšio židinio nuotolis (f0 ) = 1.8 cm (židinio nuotolis yra teigiamas, nes objektyvas yra konverguojantis lęšis).
Okuliaro lęšio židinio nuotolis (f e ) = 6 cm (židinio nuotolis yra teigiamas, nes okuliaro lęšis yra konverguojantis lęšis).
Atstumas tarp objekto ir objektyvo lęšio (d0 ) = 2 cm (pliuso ženklas rodo, kad vaizdas yra realus)
Ieškoma: atstumo tarp objektyvo lęšio ir okuliaro lęšio (mikroskopo ilgis = d)
sprendimas:
Atstumas tarp vaizdo ir objektyvo lęšio ( d o ') :
1/d₂ + 1/d₂ ' = 1/ f₂O
1/d₀ ' = 1/f₀ – 1/ d₀
1/d o ' = 1 / 1.8 – 1/2 = 10/18 – 9/18 = 1/18
d o ' = 18 cm
Tikrąjį vaizdą formuoja objektyvinis lęškis, esantis okuliaro lęšio židinio taške, kaip parodyta paveikslėlyje aukščiau.
Atstumas tarp objektyvo lęšio ir okuliaro lęšio:
l = d o ' + f e = 18 cm + 6 cm = 24 cm
3.
Atstumas tarp objekto ir objektyvo lęšio yra 1.1 cm, objektyvo lęšio židinio nuotolis yra 1 cm, o okuliaro lęšio židinio nuotolis yra 5 cm. Koks yra bendras mikroskopo didinimas?
Žinomas:
Atstumas tarp objekto ir objektyvo lęšio (d0 ) = 1.1 cm
Objektyvo lęšio židinio nuotolis (f0 ) = 1 cm (židinio nuotolis yra teigiamas, nes objektyvas yra konverguojantis lęšis).
Akies lęšiuko židinio nuotolis (f e ) = 5 cm (židinio nuotolis yra teigiamas, nes akies lęšiukas yra konverguojantis lęšis).
Ieškoma: bendro didinimo (M)
sprendimas:
Bendras mikroskopo padidinimas yra objektyvinio lęšio didinimo (m0 ) ir okuliaro lęšio kampinio didinimo (Me ) sandauga.
Objektyvo didinimas:
Objektyvo lęšio tiesinio didinimo lygtis (m ob ) :
m o = h o '/h o = d o '/d o = (l – f e )/d o
kur
h o ' = objektyvinio lęšio suformuoto vaizdo aukštis
h o = objekto aukštis
d o ' = atstumas tarp objektyvinio lęšio suformuoto tikrojo vaizdo ir objektyvinio lęšio
d o = atstumas tarp objekto ir objektyvo lęšio
f e = okuliaro lęšiuko židinio nuotolis
l = mikroskopo ilgis = atstumas tarp dviejų lęšių = atstumas tarp tikrojo objektyvinio lęšio suformuoto vaizdo (d o ' ) + okuliaro lęšio židinio nuotolis f e )
Atstumas tarp objektyvinio lęšio suformuoto tikrojo vaizdo ir objektyvinio lęšio ( d o ') :
Pirmiausia nustatykite atstumą tarp tikrojo vaizdo ir objektyvo:
1/d₂ + 1/d₂ ' = 1/ f₂O
1/d₀ ' = 1/f₀ – 1/ d₀
1/d o ' = 1/1 – 1 / 1.1 = 11/11 – 10/11 = 1/11
d o ' = 11 cm
Tikrasis objektyvo lęšio suformuotas vaizdas yra akies židinio taške, kaip parodyta paveikslėlyje aukščiau.
Objektyvo didinimas:
m o = d o ' / d o = 11 cm / 1.1 cm = 10
Akies lęšiuko didinimas:
Jei akis atsipalaidavusi, tai akies lęšiuko padidinimas (M e ):
M e = N / f e
Kur
N = artimiausias akies taškas (25 cm)
f e = okuliaro lęšiuko židinio nuotolis = 5 cm
Akies lęšiuko kampinis padidinimas (M e ) :
M e = N / f e = 25 cm / 5 cm = 5
Bendras mikroskopo didinimas:
M = m o x M e = 10 x 5 = 50
4.
Atstumas tarp mikroskopo objektyvo lęšio ir okuliaro.
Žinomas:
Atstumas tarp objekto ir objektyvo lęšio (d0 ) = 2 cm
Objektyvo židinio nuotolis (f0 ) = 1.8 cm
Atstumas tarp tikrojo vaizdo ir okuliaro lęšio (d e ) = 6 cm
Akies lęšiuko židinio nuotolis (f e ) = 6 cm
Ieškoma: atstumo tarp objektyvo lęšio ir okuliaro lęšio (mikroskopo ilgis)
sprendimas:
Jei akis atsipalaidavusi, galutinis akies lęšiuko suformuotas vaizdas yra begalybėje. Galutinis vaizdas yra begalybėje, jei tikrasis objektyvinio lęšio suformuotas vaizdas yra akies lęšiuko židinio taške.
Atstumas tarp objektyvinio lęšio ir okuliaro (l) = atstumas tarp tikrojo objektyvinio lęšio suformuoto vaizdo (d o ' ) + okuliaro lęšio židinio nuotolis (f e ).
Atstumas tarp tikrojo vaizdo ir objektyvo lęšio (d o '):
1/d₂ + 1/d₂ ' = 1/ f₂O
1/d₀ ' = 1/f₀ – 1/ d₀
1/d₀ = 1 / 1.8 – 1/2
1/d o ' = 10/18 – 9/18 = 1/18
d o ' = 18 cm
Atstumas tarp objektyvo lęšio ir okuliaro lęšio (mikroskopo ilgis):
l = d o ' + f e
ilgis = 18 cm + 6 cm
ilgis = 24 cm
- Kas yra sudėtinis mikroskopas?
- Atsakymas: Sudėtinis mikroskopas yra optinis instrumentas, kuris naudoja kelis lęšius mažiems objektams padidinti, leisdamas žiūrovui stebėti detales, kurios yra per mažos, kad būtų matomos plika akimi.
- Kuo skiriasi sudėtinis mikroskopas nuo paprasto mikroskopo?
- Atsakymas: Paprastas mikroskopas didinimui naudoja tik vieną lęšį (kaip didinamasis stiklas), o sudėtinis mikroskopas naudoja du lęšių rinkinius – objektyvinį lęšį šalia bandinio ir okuliaro lęšį, pro kurį žiūri žiūrovas.
- Kokios yra pagrindinės sudėtinio mikroskopo dalys ir kokios yra jų funkcijos?
- Atsakymas: Pagrindinės dalys apima:
- Objektyvai: Tai yra skirtingo didinimo lęšių serija, išdėstyta arčiausiai bandinio.
- Okuliaro (okuliarinio) lęšis: Tai yra lęšis, per kurį žiūri žiūrovas.
- Etapas: Plokščia platforma, ant kurios dedamas mėginys.
- Kondensatorius: Fokusuoja šviesą į mėginį.
- Apšvietimo įrenginys / šviesos šaltinis: Suteikia šviesą mėginiui apžiūrėti.
- Grubaus ir tikslaus fokusavimo rankenėlės: Sureguliuokite židinį.
- Atsakymas: Pagrindinės dalys apima:
- Kaip nustatomas bendras sudėtinio mikroskopo didinimas?
- Atsakymas: Bendras padidinimas nustatomas objektyvo lęšio padidinimą padauginus iš okuliaro lęšio padidinimo.
- Kodėl su didelio galingumo objektyvais kartais naudojama panardinimo alyva?
- Atsakymas: Imersinė alyva naudojama mikroskopo skiriamajai gebai padidinti. Jos lūžio rodiklis toks pat kaip stiklo, todėl sumažėja šviesos sklaida ir į objektyvo lęšį patenka daugiau šviesos.
- Ką mikroskopijoje reiškia terminas „skiriamoji geba“?
- Atsakymas: Skiriamoji geba reiškia mikroskopo gebėjimą aiškiai atskirti du labai arti vienas kito esančius taškus. Ji apibrėžia matomo vaizdo aiškumą ir detalumo lygį.
- Kodėl dažymas dažnai naudojamas apžiūrint mėginius sudėtiniu mikroskopu?
- Atsakymas: Dažymas padidina kontrastą tarp skirtingų mėginio dalių, todėl tam tikros struktūros ar komponentai tampa geriau matomi mikroskopu.
- Kas yra „parfokalinė“ lęšių sistema sudėtiniame mikroskope?
- Atsakymas: Parfokalinių lęšių sistema reiškia, kad kai vienas objektyvinis lęšis yra sufokusuotas, kiti objektyviniai lęšiai taip pat bus maždaug sufokusuoti. Tai leidžia lengviau perjungti objektyvinius lęšius be didelio perfokusavimo.
- Kuo skiriasi monokulinis ir binokulinis sudėtinis mikroskopas?
- Atsakymas: Monokulinis sudėtinis mikroskopas turi vieną okuliarą stebėjimui, o binokulinis sudėtinis mikroskopas – du okuliarus, kurie užtikrina patogesnį stebėjimą ir gylio suvokimą.
- Kodėl mėginys gali būti labai plonas, kai žiūrima pro sudėtinį mikroskopą?
- Atsakymas: Plonas mėginys praleidžia daugiau šviesos, todėl vaizdas yra aiškesnis. Be to, stori mėginiai gali būti nefokusuoti visame gylyje dėl riboto mikroskopo lauko gylio.
