Samengestelde microscoop – problemen en oplossingen
1.
Wat is de totale vergroting op basis van de bovenstaande afbeelding? Ga uit van een normaal oog, dus het nabijheidspunt (N) = 25 cm.
Bekend:
De brandpuntsafstand van de objectieflens (f₀ ) = 2 cm
De afstand tussen het object en de objectieflens (d₀ ) = 2.2 cm
Het nabijheidspunt van een normaal oog (N) = 25 cm
De brandpuntsafstand van de oculairlens (f e ) = 25 cm
Gevraagd: De totale vergroting (M)
oplossing:
Als het uiteindelijke beeld door de lens van het oculair op oneindigheid wordt gevormd, is het oog ontspannen. Als het uiteindelijke beeld niet op oneindigheid wordt gevormd, is het oog niet ontspannen.
Op basis van de bovenstaande afbeelding wordt de afstand van het virtuele beeld gevormd door de lens van het oculair op oneindig. Het uiteindelijke beeld op oneindig zorgt ervoor dat het oog ontspannen is.
Bereken eerst de beeldafstand tot de objectieflens (d₀ ' ). De objectieflens is de convergerende lens, dus de beeldafstand wordt berekend met behulp van de convergerende lensvergelijking.
De brandpuntsafstand van de convergerende lens is positief.
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
De totale vergroting van de microscoop :
2.
Wat is, gebaseerd op de bovenstaande afbeelding, de afstand tussen de objectieflens en de oculairlens van de microscoop?
oplossing:
Een microscoop heeft zowel een objectieflens als een oculairlens. Een microscoop wordt gebruikt om objecten van heel dichtbij te bekijken. Het beeld dat door de objectieflens wordt gevormd, is het werkelijke beeld. Dit beeld wordt door de oculairlens vergroot tot een zeer groot virtueel beeld.
Bekend:
De brandpuntsafstand van de objectieflens (f₀ ) = 1.8 cm (De brandpuntsafstand is positief omdat de objectieflens de convergerende lens is)
De brandpuntsafstand van de oculairlens (f e ) = 6 cm (De brandpuntsafstand is positief omdat de oculairlens de convergerende lens is)
De afstand tussen het object en de objectieflens (d₀ ) = 2 cm (het plusteken geeft aan dat het beeld reëel is)
Gevraagd: De afstand tussen de objectieflens en de oculairlens (lengte van de microscoop = d)
oplossing:
De afstand tussen het beeld en de objectieflens ( d₀ ' ) :
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
Het werkelijke beeld wordt gevormd door de objectieflens die zich in het brandpunt van de oculairlens bevindt, zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding.
De afstand tussen de objectieflens en de oculairlens:
l = d o ' + f e = 18 cm + 6 cm = 24 cm
3.
De afstand tussen het object en de objectieflens is 1.1 cm, de brandpuntsafstand van de objectieflens is 1 cm en de brandpuntsafstand van de oculairlens is 5 cm. Wat is de totale vergroting van de microscoop?
Bekend:
De afstand tussen het object en de objectieflens (d₀ ) = 1.1 cm
De brandpuntsafstand van de objectieflens (f₀ ) = 1 cm (De brandpuntsafstand is positief omdat de objectieflens de convergerende lens is)
De brandpuntsafstand van de oculaire lens (f e ) = 5 cm (De brandpuntsafstand is positief omdat de oculaire lens een convergerende lens is)
Gevraagd: De totale vergroting (M)
oplossing:
De totale vergroting van een microscoop is het product van de vergroting van de objectieflens (m o ) maal de hoekvergroting (M e ) van de oculairlens.
De vergroting van de objectieflens:
De vergelijking voor de lineaire vergroting van de objectieflens (m ob ) :
m o = h o '/h o = d o '/d o = (l – f e )/d o
met de meeste
h o ' = de hoogte van het beeld gevormd door de objectieflens
h o = de hoogte van het object
d o ' = de afstand tussen het werkelijke beeld gevormd door de objectieflens en de objectieflens
d o = afstand tussen het object en de objectieflens
f e = de brandpuntsafstand van de oculaire lens
l = de lengte van de microscoop = afstand tussen de twee lenzen = de afstand tussen het reële beeld gevormd door de objectieflens (d o ' ) + de brandpuntsafstand van de oculairlens f e )
De afstand tussen het werkelijke beeld gevormd door de objectieflens en de objectieflens ( d₀ ' ) :
Bepaal eerst de afstand tussen het werkelijke beeld en de objectieflens:
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
Het werkelijke beeld dat door de objectieflens wordt gevormd, bevindt zich in het brandpunt van het oculair, zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding.
De vergroting van de objectieflens:
m o = d o ' / d o = 11 cm / 1.1 cm = 10
De vergroting van de oculaire lens:
Als het oog ontspannen is, dan is de vergroting van de ooglens (M e ):
M e = N / f e
Waar
N = het nabijheidspunt van het oog (25 cm)
f e = de brandpuntsafstand van de oculaire lens = 5 cm
De hoekvergroting van de oculaire lens (M e ) :
M e = N / f e = 25 cm / 5 cm = 5
De totale vergroting van de microscoop:
M = m o x M e = 10 x 5 = 50
4.
De afstand tussen de objectieflens en de oculairlens van de microscoop.
Bekend:
De afstand tussen het object en de objectieflens (d₀ ) = 2 cm
De brandpuntsafstand van de objectieflens (f₀ ) = 1.8 cm
De afstand tussen het werkelijke beeld en de oculaire lens (d e ) = 6 cm
De brandpuntsafstand van de oculaire lens (f e ) = 6 cm
Gevraagd: De afstand tussen de objectieflens en de oculairlens (de lengte van de microscoop)
oplossing:
Als het oog ontspannen is, bevindt het uiteindelijke beeld dat door de oculaire lens wordt gevormd zich op oneindig. Het uiteindelijke beeld bevindt zich op oneindig als het werkelijke beeld dat door de objectieflens wordt gevormd zich in het brandpunt van de oculaire lens bevindt.
De afstand tussen de objectieflens en de oculairlens (l) = de afstand tussen het reële beeld gevormd door de objectieflens (d o ' ) + de brandpuntsafstand van de oculairlens (f e ).
De afstand tussen het werkelijke beeld en de objectieflens (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
De afstand tussen de objectieflens en de oculairlens (de lengte van de microscoop):
l = d o ' + f e
l = 18 cm + 6 cm
lengte = 24 cm
- Wat is een samengestelde microscoop?
- Antwoord: Een samengestelde microscoop is een optisch instrument dat gebruikmaakt van meerdere lenzen om kleine objecten te vergroten, waardoor de gebruiker details kan waarnemen die te klein zijn om met het blote oog te zien.
- Wat is het verschil tussen een samengestelde microscoop en een eenvoudige microscoop?
- Antwoord: Een eenvoudige microscoop gebruikt slechts één lens voor vergroting (zoals een vergrootglas), terwijl een samengestelde microscoop twee sets lenzen gebruikt: de objectieflens vlakbij het preparaat en de oculairlens waardoor de waarnemer kijkt.
- Wat zijn de belangrijkste onderdelen van een samengestelde microscoop en wat is hun functie?
- Antwoord: De primaire onderdelen zijn:
- Objectieflenzen: Dit is een reeks lenzen met verschillende vergrotingen die zich het dichtst bij het preparaat bevinden.
- Oculairlens: Dit is de lens waardoor de kijker kijkt.
- Stadium: Het vlakke platform waarop het specimen wordt geplaatst.
- condensor: Richt het licht op het specimen.
- Verlichtingsbron: Geeft licht om het specimen te bekijken.
- Grove en fijne scherpstelknoppen: Pas de focus aan.
- Antwoord: De primaire onderdelen zijn:
- Hoe wordt de totale vergroting van een samengestelde microscoop bepaald?
- Antwoord: De totale vergroting wordt bepaald door de vergroting van het objectief te vermenigvuldigen met de vergroting van het oculair.
- Waarom wordt immersieolie soms gebruikt bij objectieven met een hoge vergroting?
- Antwoord: Immersionolie wordt gebruikt om de resolutie van de microscoop te verhogen. Het heeft dezelfde brekingsindex als glas, waardoor de lichtverstrooiing wordt verminderd en er meer licht in de objectieflens kan vallen.
- Wat betekent de term 'resolutie' in de microscopie?
- Antwoord: Resolutie verwijst naar het vermogen van de microscoop om twee punten die zeer dicht bij elkaar liggen duidelijk van elkaar te onderscheiden. Het definieert de helderheid en het detailniveau dat zichtbaar is.
- Waarom wordt kleuring vaak gebruikt bij het bekijken van preparaten onder een samengestelde microscoop?
- Antwoord: Door kleuring wordt het contrast tussen verschillende delen van een preparaat vergroot, waardoor bepaalde structuren of onderdelen beter zichtbaar worden onder de microscoop.
- Wat is een "parfocaal" lenssysteem in een samengestelde microscoop?
- Antwoord: Een parfocaal lenssysteem betekent dat wanneer één objectieflens scherp is, de andere objectieflenzen ook ongeveer scherp zijn. Dit maakt het gemakkelijker om tussen objectieflenzen te wisselen zonder noemenswaardige herfocussering.
- Wat is het verschil tussen een monoculaire en een binoculaire samengestelde microscoop?
- Antwoord: Een monoculaire samengestelde microscoop heeft één oculair om te kijken, terwijl een binoculaire samengestelde microscoop twee oculairen heeft, wat zorgt voor comfortabeler kijken en een betere diepteperceptie.
- Waarom moet een preparaat erg dun zijn om onder een samengestelde microscoop te kunnen worden bekeken?
- Antwoord: Een dun preparaat laat meer licht door, wat resulteert in een scherper beeld. Daarentegen zijn dikke preparaten mogelijk niet over de gehele dikte scherp door de beperkte scherptediepte van de microscoop.
