Составной микроскоп – проблемы и решения

Составной микроскоп – проблемы и решения

1.

Исходя из приведенного выше рисунка, каково общее увеличение? Предположим, что глаз нормальный, поэтому ближняя точка (N) = 25 см.

Известно:

Фокусное расстояние объектива (f _o ) = 2 см

Расстояние между объектом и объективом (d _o ) = 2.2 см

Ближняя точка нормального глаза (Н) = 25 см

Фокусное расстояние окулярной линзы (f _e ) = 25 см.

Требуется: общее увеличение (M)

решение:

Если конечное изображение формируется окуляром, расположенным на бесконечности, то глаз находится в расслабленном состоянии. Если конечное изображение не находится на бесконечности, то глаз не расслаблен.

Исходя из приведенного выше рисунка, расстояние до виртуального изображения, формируемого окулярной линзой на бесконечности, определяется этим расстоянием. В конечном итоге, изображение на бесконечности обеспечивает комфорт для глаза.

Сначала рассчитайте расстояние до изображения от объектива (d _o '). Объектив является собирающей линзой, поэтому расстояние до изображения рассчитывается с использованием уравнения собирающей линзы.

Фокусное расстояние собирающей линзы положительное.

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 см

Общее увеличение микроскопа :

2.

Исходя из приведенного выше рисунка, каково расстояние между объективом и окуляром микроскопа?

решение:

Микроскоп имеет как объектив, так и окуляр. Микроскоп используется для наблюдения за объектами, расположенными очень близко. Изображение, формируемое объективом, является действительным изображением. Изображение увеличивается окуляром, превращаясь в очень большое мнимое изображение.

Известно:

Фокусное расстояние объектива (f _o ) = 1.8 см (Фокусное расстояние положительное, поскольку объектив является собирающей линзой).

Фокусное расстояние окулярной линзы (f _e ) = 6 см (Фокусное расстояние положительное, поскольку окулярная линза является собирающей линзой).

Расстояние между объектом и объективом (d₀ ₎ = 2 см (знак плюс указывает на то, что изображение действительное).

Требуется: расстояние между объективом и окуляром (длина микроскопа = d)

решение:

Расстояние между изображением и объективом ( 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 см

Действительное изображение формируется объективом, расположенным в фокусе окуляра, как показано на рисунке выше.

Расстояние между объективом и окуляром:

l = d _o ' + f _e = 18 см + 6 см = 24 см

3.

Расстояние между объектом и объективом составляет 1.1 см, фокусное расстояние объектива — 1 см, а фокусное расстояние окуляра — 5 см. Каково общее увеличение микроскопа?

Известно:

Расстояние между объектом и объективом (d _o ) = 1.1 см

Фокусное расстояние объектива (f _o ) = 1 см (Фокусное расстояние положительное, поскольку объектив является собирающей линзой).

Фокусное расстояние окуляра (f _e ) = 5 см (Фокусное расстояние положительное, поскольку окуляр является собирающей линзой).

Требуется: общее увеличение (M)

решение:

Общее увеличение микроскопа — это произведение увеличения объектива (m _o ) на угловое увеличение (M _e ) окуляра.

Увеличение объектива:

Уравнение линейного увеличения объектива (м _ob ) :

m _o = h _o '/h _o = d _o '/d o ₌ (l – f _e )/d _o

в котором

h _o ' = высота изображения, образованного объективом.

h _o = высота объекта

d _o ' = расстояние между действительным изображением, сформированным объективом, и объективом

d _o = расстояние между объектом и объективом

f _e = фокусное расстояние окулярной линзы

l = длина микроскопа = расстояние между двумя линзами = расстояние между действительным изображением, сформированным объективной линзой (d o _' ) + фокусное расстояние окулярной линзы f _e )

Расстояние между действительным изображением, сформированным объективом, и самим объективом ( d _o ') :

Сначала определите расстояние между действительным изображением и объективом:

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 см

Действительное изображение, формируемое объективом, находится в фокусе окуляра, как показано на рисунке выше.

Увеличение объектива:

m _o = d _o ' / d _o = 11 см / 1.1 см = 10

Увеличение хрусталика глаза:

Если глаз расслаблен, то увеличение хрусталика (M _e ):

Me ₌ N / f _e

где

N = ближняя точка зрения (25 см)

f _e = фокусное расстояние окуляра = 5 см

Угловое увеличение хрусталика глаза (M _e ) :

Me ₌ N / f _e = 25 см / 5 см = 5

Общее увеличение микроскопа:

M = m _o x M _e = 10 x 5 = 50

4.

Расстояние между объективом и окуляром микроскопа.

Известно:

Расстояние между объектом и объективом (d _o ) = 2 см

Фокусное расстояние объектива (f _o ) = 1.8 см

Расстояние между действительным изображением и окулярной линзой (d _e ) = 6 см

Фокусное расстояние окулярной линзы (f _e ) = 6 см

Требуется: расстояние между объективом и окуляром (длина микроскопа).

решение:

Если глаз расслаблен, конечное изображение, сформированное окулярной линзой, находится в бесконечности. Конечное изображение находится в бесконечности, если действительное изображение, сформированное объективной линзой, находится в фокусе окулярной линзы.

Расстояние между объективом и окуляром (l) = расстояние между действительным изображением, сформированным объективом (d o _' ) + фокусное расстояние окуляра (f _e ).

Расстояние между действительным изображением и объективом (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 см

Расстояние между объективом и окуляром (длина микроскопа):

l = d _o ' + f _e

l = 18 см + 6 см

д = 24 см

1. Что такое составной микроскоп?
   • Ответ: Составной микроскоп — это оптический прибор, использующий множество линз для увеличения мелких объектов, что позволяет наблюдателю рассматривать детали, слишком мелкие для того, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.
2. Чем отличается составной микроскоп от простого микроскопа?
   • Ответ: В простом микроскопе для увеличения используется всего одна линза (например, увеличительное стекло), тогда как в составном микроскопе используются два набора линз – объектив, расположенный рядом с образцом, и окуляр, через который смотрит наблюдатель.
3. Из каких основных частей состоит составной микроскоп и каковы их функции?
   • Ответ: Основные части включают в себя:
     • Объективы: Это ряд линз с различным увеличением, расположенных как можно ближе к образцу.
     • Окуляр (окуляр) Объектив: Это линза, через которую смотрит зритель.
     • Стадия: Плоская платформа, на которую помещается образец.
     • Конденсатор: Направляет свет на образец.
     • Осветитель/Источник света: Обеспечивает освещение для осмотра образца.
     • Ручки грубой и точной фокусировки: Отрегулируйте фокус.
4. Как определяется общее увеличение составного микроскопа?
   • Ответ: Общее увеличение определяется путем умножения увеличения объектива на увеличение окуляра.
5. Почему иммерсионное масло иногда используется с объективами большого увеличения?
   • Ответ: Иммерсионное масло используется для повышения разрешения микроскопа. Оно имеет тот же показатель преломления, что и стекло, что уменьшает рассеяние света и позволяет большему количеству света попадать в объектив.
6. Что означает термин «разрешение» в микроскопии?
   • Ответ: Разрешение — это способность микроскопа четко различать две точки, расположенные очень близко друг к другу. Оно определяет четкость и уровень детализации изображения.
7. Почему при исследовании образцов под световым микроскопом часто используется окрашивание?
   • Ответ: Окрашивание усиливает контраст между различными частями образца, делая определенные структуры или компоненты более заметными под микроскопом.
8. Что представляет собой «парфокальная» линзовая система в составном микроскопе?
   • Ответ: Парфокальная линзовая система означает, что когда один объектив находится в фокусе, другие объективы также будут приблизительно в фокусе. Это позволяет легче переключаться между объективами без существенной перефокусировки.
9. В чём разница между монокулярным и бинокулярным составным микроскопом?
   • Ответ: Монокулярный составной микроскоп имеет один окуляр для наблюдения, тогда как бинокулярный составной микроскоп имеет два окуляра, что обеспечивает более комфортное наблюдение и восприятие глубины.
10. Почему образец может быть очень тонким при рассмотрении под составным микроскопом?

• Ответ: Тонкий образец пропускает больше света, что приводит к более четкому изображению. Кроме того, толстые образцы могут быть не в фокусе по всей своей глубине из-за ограниченной глубины резкости микроскопа.