Sammensatt mikroskop – problemer og løsninger

Sammensatt mikroskop – problemer og løsninger

1.

Basert på figuren ovenfor, hva er den totale forstørrelsen? Anta et normalt øye, slik at nærpunktet (N) = 25 cm.

Kjent:

Brennvidden til objektivlinsen (f_o) = 2 cm

Avstanden mellom objektet og objektivlinsen (d_o) = 2.2 cm

Nærpunktet for det normale øyet (N) = 25 cm

Brennvidden til okularlinsen (f_e) = 25 cm

Wanted: Den totale forstørrelsen (M)

løsning:

Hvis det endelige bildet dannes av okularlinsen i uendelig, er øyet avslappet. Hvis det endelige bildet ikke er i uendelig, er ikke øyet avslappet.

Basert på figuren ovenfor, dannes avstanden til det virtuelle bildet av okularlinsen i uendelig. Det endelige bildet i uendelig slik at øyet er avslappet.

Beregn først bildeavstanden fra objektivlinsen (d_oObjektivlinsen er den konvergerende linsen, slik at bildeavstanden beregnes ved hjelp av ligningen til konvergerende linse.

Brennvidden til den konvergerende linsen er positiv.

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

Den totale forstørrelsen av mikroskop :

2.

Basert på figuren ovenfor, hva er avstanden mellom objektivlinsen og okularlinsen på mikroskopet?

løsning:

Mikroskopet har både objektivlinser og okularlinser (okularlinser). Et mikroskop brukes til å se på objekter som er svært nærme. Bildet som dannes av objektivlinsen er det virkelige bildet. Bildet forstørres av okularlinsen til et veldig stort virtuelt bilde.

Kjent:

Brennvidden til objektivlinsen (f_o) = 1.8 cm (Brennvidden er positiv fordi objektivlinsen er den konvergerende linsen)

Brennvidden til okularlinsen (f_e) = 6 cm (Brennvidden er positiv fordi okularlinsen er den konvergerende linsen)

Avstanden mellom objektet og objektivlinsen (d_o) = 2 cm (plusstegnet indikerer at bildet er ekte)

Ønsket: Avstanden mellom objektivlinsen og okularlinsen (mikroskopets lengde = d)

løsning:

Avstanden mellom bildet og objektivlinsen (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

Det virkelige bildet dannes av objektivlinsen som er plassert i fokuspunktet til okularlinsen, som vist på figuren ovenfor.

Avstanden mellom objektivlinsen og okularlinsen:

l = d_o' + f_e = 18 cm + 6 cm = 24 cm

3.

Avstanden mellom objektet og objektivlinsen er 1.1 cm, brennvidden til objektivlinsen er 1 cm og brennvidden til okularlinsen er 5 cm. Hva er mikroskopets totale forstørrelse?

Kjent:

Avstanden mellom objektet og objektivlinsen (d_o) = 1.1 cm

Brennvidden til objektivlinsen (f_o) = 1 cm (Brennvidden er positiv fordi objektivlinsen er den konvergerende linsen)

Brennvidden til okularlinsen (f_e) = 5 cm (Brennvidden er positiv fordi okularlinsen er den konvergerende linsen)

Wanted: Den totale forstørrelsen (M)

løsning:

Den totale forstørrelsen til et mikroskop er produktet av forstørrelsen til objektivlinsen (m_o) ganger vinkelforstørrelsen (M_e) av okularlinsen.

Forstørrelsen av objektivlinsen:

Ligningen for den lineære forstørrelsen av objektivlinsen (m_ob) :

m_o = t_o'/t_o =d_o'/d_o = (l – f_e)/d_o

hvor

h_o' = høyden på bildet som dannes av objektivlinsen

h_o = høyden på objektet

d_o' = avstanden mellom det virkelige bildet dannet av objektivlinsen og objektivlinsen

d_o = avstanden mellom objektet og objektivlinsen

f_e = brennvidden til øyelinsen

l = mikroskopets lengde = avstanden mellom de to linsene = avstanden mellom det virkelige bildet som dannes av objektivlinsen (d)_o') + brennvidden til okularlinsen f_e)

Avstanden mellom det virkelige bildet dannet av objektivlinsen og objektivlinsen (d_o') :

Bestem først avstanden mellom det virkelige bildet og objektivlinsen:

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

Det virkelige bildet som dannes av objektivlinsen er i øyets fokuspunkt, som vist i figuren ovenfor.

Forstørrelsen av objektivlinsen:

m_o =d_o' / d_o = 11 cm / 1.1 cm = 10

Forstørrelsen av øyelinsen:

Hvis øyet er avslappet, vil forstørrelsen av øyelinsen (M_e):

M_e = N / f_e

Hvor

N = det nærmeste øyepunktet (25 cm)

f_e = brennvidden til okularlinsen = 5 cm

Vinkelforstørrelsen til øyelinsen (M_e) :

M_e = N / f_e = 25 cm / 5 cm = 5

Mikroskopets totale forstørrelse:

M = m_o x M_e = 10 x 5 50 = XNUMX XNUMX

4.

Avstanden mellom objektivlinsen og okularlinsen på mikroskopet.

Kjent:

Avstanden mellom objektet og objektivlinsen (d_o) = 2 cm

Brennvidden til objektivlinsen (f_o) = 1.8 cm

Avstanden mellom det virkelige bildet og okularlinsen (d_e) = 6 cm

Brennvidden til okularlinsen (f_e) = 6 cm

Wanted: Avstanden mellom objektivlinsen og okularlinsen (mikroskopets lengde)

løsning:

Hvis øyet er avslappet, er det endelige bildet som dannes av okularlinsen uendelig. Det endelige bildet er uendelig hvis det virkelige bildet som dannes av objektivlinsen er i okularlinsens fokuspunkt.

Avstanden mellom objektivlinsen og okularlinsen (l) = avstanden mellom det virkelige bildet som dannes av objektivlinsen (d_o') + brennvidden til okularlinsen (f_e).

Avstanden mellom det virkelige bildet og objektivlinsen (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

Avstanden mellom objektivlinsen og okularlinsen (mikroskopets lengde):

l = d_o' + f_e

l = 18 cm + 6 cm

l = 24 cm

1. Hva er et sammensatt mikroskop?
   • Svar: Et sammensatt mikroskop er et optisk instrument som bruker flere linser for å forstørre små objekter, slik at betrakteren kan observere detaljer som er for små til å sees med det blotte øye.
2. Hvordan er et sammensatt mikroskop forskjellig fra et enkelt mikroskop?
   • Svar: Et enkelt mikroskop bruker bare én linse for forstørrelse (som et forstørrelsesglass), mens et sammensatt mikroskop bruker to sett med linser – objektivlinsen nær prøven og okularlinsen som betrakteren ser gjennom.
3. Hva er hoveddelene i et sammensatt mikroskop, og hva er deres funksjoner?
   • Svar: De primære delene inkluderer:
     • Objektivlinser: Dette er en serie linser med varierende forstørrelsesgrad plassert nærmest prøven.
     • Okularlinse (okular): Dette er linsen betrakteren ser gjennom.
     • Scene: Den flate plattformen der prøven plasseres.
     • kondensator: Fokuserer lyset på prøven.
     • Belysning/lyskilde: Gir lys for å se prøven.
     • Grov- og finfokusknapper: Juster fokuset.
4. Hvordan bestemmes den totale forstørrelsen til et sammensatt mikroskop?
   • Svar: Den totale forstørrelsen bestemmes ved å multiplisere forstørrelsen av objektivlinsen med forstørrelsen av okularlinsen.
5. Hvorfor brukes immersionsolje noen ganger med kraftige objektivlinser?
   • Svar: Immersionsolje brukes til å øke mikroskopets oppløsning. Den har samme brytningsindeks som glass, noe som reduserer spredning av lys og slipper inn mer lys i objektivlinsen.
6. Hva betyr begrepet «oppløsning» i mikroskopi?
   • Svar: Oppløsning refererer til mikroskopets evne til å tydelig skille mellom to punkter som er svært nær hverandre. Det definerer klarheten og detaljnivået som kan sees.
7. Hvorfor brukes farging ofte når man ser på prøver under et sammensatt mikroskop?
   • Svar: Farging forsterker kontrasten mellom ulike deler av en prøve, noe som gjør visse strukturer eller komponenter mer synlige under mikroskopet.
8. Hva er et «parfokalt» linsesystem i et sammensatt mikroskop?
   • Svar: Et parfokalt linsesystem betyr at når én objektivlinse er i fokus, vil de andre objektivlinsene også være omtrent i fokus. Det gjør det enklere å bytte mellom objektivlinser uten vesentlig refokusering.
9. Hva er forskjellen mellom et monokulært og et binokulært sammensatt mikroskop?
   • Svar: Et monokulært sammensatt mikroskop har ett okular for visning, mens et binokulært sammensatt mikroskop har to okularer, noe som gir mer komfortabel visning og dybdesyn.
10. Hvorfor kan en prøve trenge å være veldig tynn når den ses under et sammensatt mikroskop?

• Svar: En tynn prøve slipper gjennom mer lys, noe som resulterer i et klarere bilde. I tillegg kan det hende at tykke prøver ikke er i fokus gjennom hele dybden på grunn av mikroskopets begrensede dybdeskarphet.