Microscopul compus – probleme și soluții

Microscopul compus – probleme și soluții

1.

Pe baza figurii de mai sus, care este mărirea totală? Presupunem un ochi normal, astfel încât punctul de apropiere (N) = 25 cm.

Cunoscut:

Distanța focală a lentilei obiectivului (f _o ) = 2 cm

Distanța dintre obiect și lentila obiectiv (d)_o) = 2.2 cm

Punctul apropiat al ochiului normal (N) = 25 cm

Distanța focală a lentilei ocularului (f_e) = 25 cm

dorit: Mărirea totală (M)

soluţie:

Dacă imaginea finală este formată de lentila ocularului la infinit, atunci ochiul este relaxat. Dacă imaginea finală nu este la infinit, atunci ochiul nu este relaxat.

Pe baza figurii de mai sus, distanța imaginii virtuale este formată de lentila ocularului la infinit. Imaginea finală la infinit, astfel încât ochiul este relaxat.

Mai întâi, calculați distanța imaginii față de lentila obiectivului (d_o'). Lentila obiectiv este lentila convergentă, astfel încât distanța față de imagine este calculată folosind ecuația lentilă convergentă.

Distanța focală a lentilei convergente este pozitivă.

1 / zi_o' = 1/f_o – 1/zi_o = 1/2 – 1 / 2.2 = 11 / 22 – 10/22 = 1/22

d_o' = 22/1 = 22 cm

Mărirea generală a microscop :

2.

Pe baza figurii de mai sus, care este distanța dintre lentila obiectiv și lentila ocularului microscopului?

soluţie:

Microscopul are atât lentile obiectiv, cât și lentile oculare. Un microscop este folosit pentru a vizualiza obiecte foarte apropiate. Imaginea formată de lentila obiectiv este imaginea reală. Imaginea este mărită de lentila oculară într-o imagine virtuală foarte mare.

Cunoscut:

Distanța focală a lentilei obiectivului (f_o) = 1.8 cm (Distanța focală este pozitivă deoarece lentila obiectivului este lentila convergentă)

Distanța focală a lentilei ocularului (f_e) = 6 cm (Distanța focală este pozitivă deoarece lentila oculară este lentila convergentă)

Distanța dintre obiect și lentila obiectiv (d)_o) = 2 cm (semnul plus indică faptul că imaginea este reală)

Cerința este: Distanța dintre lentila obiectiv și lentila ocularului (lungimea microscopului = d)

soluţie:

Distanța dintre imagine și lentila obiectivului (d_o„) :

1 / zi_o + 1/zi_o' = 1/f_o

1 / zi_o' = 1/f_o – 1/zi_o

1 / zi_o' = 1 / 1.8 – 1/2 = 10/18 – 9/18 = 1/18

d_o' = 18 cm

Imaginea reală este formată de lentila obiectiv situată în punctul focal al ocularului, așa cum se arată în figura de mai sus.

Distanța dintre lentila obiectiv și lentila oculară:

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

3.

Distanța dintre obiect și lentila obiectiv este de 1.1 cm, distanța focală a lentilei obiectiv este de 1 cm, iar distanța focală a lentilei oculare este de 5 cm. Care este mărirea totală a microscopului?

Cunoscut:

Distanța dintre obiect și lentila obiectiv (d)_o) = 1.1 cm

Distanța focală a lentilei obiectivului (f_o) = 1 cm (Distanța focală este pozitivă deoarece lentila obiectivului este lentila convergentă)

Distanța focală a lentilei oculare (f)_e) = 5 cm (Distanța focală este pozitivă deoarece lentila oculară este lentila convergentă)

dorit: Mărirea totală (M)

soluţie:

Mărirea totală a unui microscop este produsul măririi lentilei obiectivului (m_o) ori mărirea unghiulară (M_e) a lentilei ocularului.

Mărirea lentilei obiectivului:

Ecuația măririi liniare a lentilei obiectivului (m_ob) :

m_o =h_o'/h_o =d_o'/d_o = (l – f)_e) / D_o

Unde

h_o' = înălțimea imaginii formate de lentila obiectiv

h_o = înălțimea obiectului

d_o' = distanța dintre imaginea reală formată de lentila obiectiv și lentila obiectiv

d_o = distanța dintre obiect și lentila obiectivului

f_e = distanța focală a lentilei oculare

l = lungimea microscopului = distanța dintre cele două lentile = distanța dintre imaginea reală formată de lentila obiectiv (d_o') + distanța focală a lentilei oculare f_e)

Distanța dintre imaginea reală formată de lentila obiectiv și lentila obiectiv (d_o„) :

Mai întâi, determinați distanța dintre imaginea reală și lentila obiectivului:

1 / zi_o + 1/zi_o' = 1/f_o

1 / zi_o' = 1/f_o – 1/zi_o

1 / zi_o' = 1/1 – 1 / 1.1 = 11/11 – 10/11 = 1/11

d_o' = 11 cm

Imaginea reală formată de lentila obiectiv se află în punctul focal ocular, așa cum se arată în figura de mai sus.

Mărirea lentilei obiectivului:

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

Mărirea lentilei oculare:

Dacă ochiul este relaxat, atunci mărirea cristalinului ocular (M_e):

M_e = N / f_e

Unde

N = punctul apropiat al ochiului (25 cm)

f_e = distanța focală a lentilei oculare = 5 cm

Mărirea unghiulară a lentilei oculare (M_e) :

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

Mărirea totală a microscopului:

M = m_o x M_e = 10 x 5 = 50

4.

Distanța dintre lentila obiectiv și lentila oculară a microscopului.

Cunoscut:

Distanța dintre obiect și lentila obiectiv (d)_o) = 2 cm

Distanța focală a lentilei obiectivului (f _o ) = 1.8 cm

Distanța dintre imaginea reală și lentila oculară (d_e) = 6 cm

Distanța focală a lentilei oculare (f)_e) = 6 cm

dorit: Distanța dintre lentila obiectiv și lentila oculară (lungimea microscopului)

soluţie:

Dacă ochiul este relaxat, imaginea finală formată de lentila oculară este la infinit. Imaginea finală este la infinit dacă imaginea reală formată de lentila obiectivului se află în punctul focal al lentilei oculare.

Distanța dintre lentila obiectiv și lentila oculară (l) = distanța dintre imaginea reală formată de lentila obiectivă (d_o') + distanța focală a lentilei oculare (f_e).

Distanța dintre imaginea reală și lentila obiectivului (d_o') :

1 / zi_o + 1/zi_o' = 1/f_o

1 / zi_o' = 1/f_o – 1/zi_o

1 / zi_o' = 1 / 1.8 – 1/2

1 / zi_o' = 10/18 – 9/18 = 1/18

d_o' = 18 cm

Distanța dintre lentila obiectiv și lentila oculară (lungimea microscopului):

l = d_o' + f_e

l = 18 cm + 6 cm

l = 24 cm

1. Ce este un microscop compus?
   • Răspuns: Un microscop compus este un instrument optic care folosește mai multe lentile pentru a mări obiecte mici, permițând privitorului să observe detalii prea mici pentru a fi văzute cu ochiul liber.
2. Prin ce diferă un microscop compus de un microscop simplu?
   • Răspuns: Un microscop simplu folosește o singură lentilă pentru mărire (ca o lupă), în timp ce un microscop compus folosește două seturi de lentile - lentila obiectiv din apropierea specimenului și lentila oculară prin care privește privitorul.
3. Care sunt părțile principale ale unui microscop compus și care sunt funcțiile lor?
   • Răspuns: Părțile principale includ:
     • Lentile obiective: Acestea sunt o serie de lentile cu măriri diferite, plasate cel mai aproape de specimen.
     • Lentila oculară (oculară): Aceasta este lentila prin care privește privitorul.
     • Etapă: Platforma plană pe care este plasată specimenul.
     • Condensator: Concentrează lumina asupra specimenului.
     • Iluminator/Sursă de lumină: Oferă lumină pentru vizualizarea specimenului.
     • Butoane de focalizare grosieră și fină: Reglați focalizarea.
4. Cum se determină mărirea totală a unui microscop compus?
   • Răspuns: Mărirea totală se determină prin înmulțirea măririi lentilei obiectivului cu mărirea lentilei ocularului.
5. De ce se folosește uneori ulei de imersie cu lentile obiectiv de mare putere?
   • Răspuns: Uleiul de imersie este folosit pentru a crește rezoluția microscopului. Are același indice de refracție ca sticla, ceea ce reduce împrăștierea luminii și permite pătrunderea unei cantități mai mari de lumină în lentila obiectivului.
6. Ce înseamnă termenul „rezoluție” în microscopie?
   • Răspuns: Rezoluția se referă la capacitatea microscopului de a distinge clar două puncte care sunt foarte apropiate unul de celălalt. Definește claritatea și nivelul de detaliu care poate fi observat.
7. De ce se folosește adesea colorarea atunci când se vizualizează specimenele la microscopul compus?
   • Răspuns: Colorarea sporește contrastul dintre diferitele părți ale unui specimen, făcând anumite structuri sau componente mai vizibile la microscop.
8. Ce este un sistem de lentile „parfocale” într-un microscop compus?
   • Răspuns: Un sistem de lentile parfocale înseamnă că atunci când o lentilă obiectiv este focalizată, celelalte lentile obiectiv vor fi, de asemenea, aproximativ focalizate. Permite o comutare mai ușoară între lentilele obiectiv fără o refocalizare semnificativă.
9. Care este diferența dintre un microscop compus monocular și unul binocular?
   • Răspuns: Un microscop compus monocular are un ocular pentru vizualizare, în timp ce un microscop compus binocular are două oculare, oferind o vizualizare mai confortabilă și o percepție a adâncimii.
10. De ce ar putea fi nevoie ca o mostră să fie foarte subțire atunci când este privită la un microscop compus?

• Răspuns: O mostră subțire permite trecerea unei cantități mai mari de lumină, rezultând o imagine mai clară. În plus, specimenele groase s-ar putea să nu fie focalizate pe toată adâncimea lor din cauza adâncimii limitate a câmpului microscopului.