複式顯微鏡—問題與解決方案
1.
根據上圖，總放大倍率是多少？假設眼睛正常，近點 (N) = 25 cm。
已知：
物鏡焦距 (f <sub>o</sub> ) = 2 cm
物體與物鏡之間的距離 (d <sub>o</sub> ) = 2.2 厘米
正常眼的近點 (N) = 25 厘米
目鏡透鏡的焦距 (f <sub>e</sub> ) = 25 厘米
所需參數：總放大倍率（M）
解決方案：
如果目鏡最終成像於無窮遠處，則眼睛處於放鬆狀態。如果最終成像不在無窮遠處，則眼睛處於未放鬆狀態。
根據上圖，虛像的距離由目鏡透鏡在無限遠處形成。最終成像在無窮遠處，以便眼睛放鬆。
首先，計算物鏡到像距（d o '）。物鏡是會聚透鏡，因此像距可以使用會聚透鏡的公式計算。
會聚透鏡的焦距為正值。
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 厘米
顯微鏡的總放大倍率：
2.
根據上圖，顯微鏡物鏡和目鏡之間的距離是多少？
解決方案：
顯微鏡由物鏡和目鏡（也稱為目鏡）組成。顯微鏡用於觀察近距離物體。物鏡所成的像是實像。目鏡將實像放大，形成一個很大的虛像。
已知：
物鏡焦距（f o）= 1.8 cm（焦距為正值，因為物鏡是會聚透鏡）
目鏡焦距（f e）= 6 cm（焦距為正值，因為目鏡是會聚透鏡）
物體與物鏡之間的距離（d o）= 2 cm（加號表示像是實像）
求：物鏡與目鏡之間的距離（顯微鏡長度 = d）
解決方案：
像距（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 厘米
如圖所示，物鏡位於目鏡的焦點處，從而形成實像。
物鏡與目鏡之間的距離：
l = d o ' + f e = 18 厘米 + 6 厘米 = 24 厘米
3.
物體到物鏡的距離為 1.1 cm，物鏡的焦距為 1 cm，目鏡的焦距為 5 cm。該顯微鏡的總放大倍率是多少？
已知：
物體與物鏡之間的距離 (d <sub>o</sub> ) = 1.1 厘米
物鏡焦距（f o）= 1 cm（焦距為正值，因為物鏡是會聚透鏡）
目鏡焦距（f e）= 5 cm（焦距為正值，因為目鏡是會聚透鏡）
所需參數：總放大倍率（M）
解決方案：
顯微鏡的總放大倍率是物鏡放大倍率 (m o ) 與目鏡角放大倍率 (M e ) 的乘積。
物鏡的放大倍率：
物鏡線性放大率（m <sub>ob</sub>）的方程式：
m o = h o '/h o = d o '/d o = (l – f e )/d o
哪裡
h o ' = 物鏡所成影像的高度
h o = 物體的高度
d o ' = 物鏡所成實像與物鏡之間的距離
d o = 物體與物鏡之間的距離
f e = 目鏡的焦距
l = 顯微鏡的長度 = 兩個透鏡之間的距離 = 物鏡所成實像的距離 (d o ' ) + 目鏡的焦距 f e )
物鏡所成實像與物鏡之間的距離（d o '）：
首先，確定實像與物鏡之間的距離：
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 厘米
如圖所示，物鏡形成的實像位於目鏡的焦點。
物鏡的放大倍率：
m o = d o ' / d o = 11 cm / 1.1 cm = 10
目鏡的放大倍率：
如果眼睛處於放鬆狀態，則眼球晶狀體的放大倍率（M e）：
Me = N / fe
地點
N = 眼睛的近點（25 公分）
f <sub>e</sub> = 目鏡焦距 = 5 厘米
目鏡的角放大率（M e）：
Me = N / f e = 25 cm / 5 cm = 5
顯微鏡的總放大倍率：
M = m o x M e = 10 x 5 = 50
4.
顯微鏡物鏡與目鏡之間的距離。
已知：
物體與物鏡之間的距離 (d <sub>o</sub> ) = 2 厘米
物鏡焦距 (f <sub>o</sub> ) = 1.8 cm
實像到目鏡的距離 (d e ) = 6 厘米
目鏡焦距 (f <sub>e</sub> ) = 6 厘米
求：物鏡到目鏡之間的距離（顯微鏡的長度）
解決方案：
若眼睛處於放鬆狀態，則目鏡所形成的最終像位於無窮遠處。當物鏡所形成的實像位於目鏡的焦點上時，最終像也位於無限遠處。
物鏡與目鏡之間的距離 (l) = 物鏡形成的實像與目鏡之間的距離 (d o ' ) + 目鏡的焦距 (f e )。
實像與物鏡之間的距離（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 厘米
物鏡與目鏡之間的距離（顯微鏡的長度）：
l = d o ' + f e
l = 18 厘米 + 6 厘米
長 = 24 厘米
- 什麼是複式顯微鏡？
- 答： 複式顯微鏡是一種利用多個透鏡放大微小物體的光學儀器，使觀察者能夠觀察到肉眼無法看到的微小細節。
- 複式顯微鏡與單式顯微鏡有何不同？
- 答： 簡單的顯微鏡只使用一個透鏡進行放大（就像放大鏡一樣），而複式顯微鏡則使用兩組透鏡——靠近標本的物鏡和觀察者觀察的目鏡。
- 複式顯微鏡的主要組成有哪些？它們的功能是什麼？
- 答： 主要部分包括：
- 物鏡： 這是一系列放大倍率不同的透鏡，放置在離標本最近的地方。
- 目鏡（目鏡）： 這是觀看者透過過來看世界的視角。
- 階段： 放置標本的平坦平台。
- 冷凝器： 將光線聚焦到樣本上。
- 照明器/光源： 提供光線以便觀察標本。
- 粗調和微調對焦旋鈕： 調整焦距。
- 答： 主要部分包括：
- 如何確定複式顯微鏡的總放大倍率？
- 答： 總放大倍率由物鏡放大倍率乘以目鏡放大倍率得出。
- 為什麼有時會在高倍物鏡中使用浸油？
- 答： 浸油用於提高顯微鏡的分辨率。它的折射率與玻璃相同，可以減少光散射，使更多光線進入物鏡。
- 在顯微鏡學中，「分辨率」一詞是什麼意思？
- 答： 解析度是指顯微鏡清晰分辨兩個非常接近的點的能力。它決定了影像的清晰度和細節程度。
- 為什麼在複式顯微鏡下觀察標本時常需要染色？
- 答： 染色可以增強標本不同部分之間的對比度，使某些結構或成分在顯微鏡下更清晰可見。
- 複式顯微鏡中的「齊焦」透鏡系統是什麼？
- 答： 齊焦透鏡系統是指當一個物鏡對焦清晰時，其他物鏡也大致對焦清晰。這使得在切換物鏡時無需進行大幅度的重新對焦即可輕鬆操作。
- 單眼複式顯微鏡和雙目複式顯微鏡有什麼不同？
- 答： 單目複式顯微鏡只有一個目鏡用於觀察，而雙目複式顯微鏡有兩個目鏡，可提供更舒適的觀察和深度感知。
- 為什麼在複式顯微鏡下觀察標本時，標本需要非常薄？
- 答： 較薄的標本可以讓更多光線穿過，從而獲得更清晰的影像。此外，由於顯微鏡景深有限，較厚的標本可能無法在其整個深度範圍內保持清晰成像。
