Giải bài tập SGK Vật lý 11 Bài 33: Kính hiển vi

Nêu công dụng và cấu tạo của kính hiển vi.

Phương pháp giải

- Kính hiển vi là một công cụ để quan sát các vật rất nhỏ

- Cấu tạo gồm hai bộ phận chính là vật kính và thị kính

Hướng dẫn giải

Công dụng:

- Kính hiển vi là một công cụ phổ quang học hổ trợ cho mắt trong việc quan sát các vật rất nhỏ, bằng cách tạo ảnh có góc trông lớn.

- Số bội giác của kính hiển vi lớn hơn nhiều so với số bội giác của kính lúp.

Cấu tạo:

Bộ phận chính là thấu kính hội tụ:

- Vật kính O₁ có tiêu cự rất ngắn (cỡ vài mm)

- Thị kính O₂ có tiêu cự rất ngắn (cỡ vài cm).

Nêu đặc điểm tiêu cự của vật kính và thị kính của kính hiển vi.

Phương pháp giải

Kính hiển vi dùng để quan sát vật rất nhỏ nên thấu kính thường có tiêu cự nhỏ

Hướng dẫn giải

- Tiêu cự của vật kính rất nhỏ (cỡ milimet)

- Tiêu cự của thị kính nhỏ (cỡ xencimet)

Muốn điều chỉnh kính hiển vi, ta thực hiện ra sao? Khoảng xê dịch khi điều chỉnh kính hiển vi có giá trị như thế nào?

Phương pháp giải

Khoảng dịch chuyển của kính hiển vi rất nhỏ, khi sử dụng ta điều chỉnh sao cho ảnh của vật qua kính nằm trong khoảng giới hạn thấy rõ của mắt.

Hướng dẫn giải

- Muốn điều chỉnh kính hiển vị, ta phải điều chỉnh khoảng cách từ vật đến kính d₁ sao cho ảnh của vật qua kính nằm trong khoảng giới hạn thấy rõ C_c C_v của mắt.

- Đối với kính hiển vi, khoảng dịch chuyển Δd₁ này rất nhỏ (cỡ chừng vài chục μm).

Vẽ đường truyền của chùm tia ứng với mắt ngắm chừng kính hiển vi ở vô cực.

Phương pháp giải

Áp dụng các quy tắc vẽ đường truyền của tia sáng để vẽ ảnh:

+ Tia đi qua quang tâm O thì truyền thẳng

+ Tia tới đi qua tiêu điểm F của thấu kính thì tia ló song song với trục ∆

+ Tia tới song song với trục ∆ thì tia ló đi qua tiêu điểm F’

Hướng dẫn giải

- Đường truyền của chùm tia sáng với mắt ngắm chừng kính hiển vi ở vô cực

- Hình vẽ:

Viết công thức số bội giác của kính hiển vi khi mắt ngắm chừng ở vô cực.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi này cần nắm được công thức tính số bội giác của kính hiển vi.

Hướng dẫn giải

Số bội giác của kính hiển vi khi mắt ngắm chừng ở vô cực:

\({G_\infty } = \frac{{A{'_1}.B{'_1}}}{{AB}}.\frac{D}{{{f_2}}} = \left| {{k_1}} \right|.{G_2} = \frac{{\delta .D}}{{{f_1}.{f_2}}}\)

Vật kính của kính hiển vi tạo ảnh có tính chất nào?

A. (1) + (3)

B. (2) + (4)

C. (1) + (4) + (5)

D. (2) + (4) + (5 )

Phương pháp giải

Vật kính của kính hiển vi tạo ảnh có các tính chất:

+ Thật

+ Ngược chiều với vật

+ Lớn hơn vật

Hướng dẫn giải

- Tính chất (1) + (4) +(5) đề là tính chất của vật kính của kính hiển vi

- Chọn đáp áp C.

Hãy chọn đáp án đúng:

Thị kính của kính hiển vi tạo ảnh có các tính chất nào?

A. (1 ) + (4)

B. (2) + (4)

C. (1) + (3 ) + (5)

D. (2) + (3) +(5)

Phương pháp giải

Thị kính của kính hiển vi tạo ảnh so với vật của nó có các tính chất:

+ Ảo

+ Cùng chiều với vật

+ Lớn hơn vật

Hướng dẫn giải

- Tính chất  (2) + (3) + (5) đề là tính chất của thị kính của kính hiển vi

- Chọn đáp án D.

Hãy chọn đáp án đúng.

Khi quan sát một vật nhỏ thì ảnh của vật tạo bởi kính hiển vi có các tính chất?

A. (1) + (5)

B. (2) + (3)

C. (1) + (3) + (5)

D. (2) + (4) + (5)

Phương pháp giải

Khi quan sát một vật nhỏ thì ảnh của vật tạo bởi kính hiển vi có các tính chất sau:

+ Ảo

+ Ngược chiều với vật

+ Lớn hơn vật

Hướng dẫn giải

- Tính chất  (2) + (4) + (5) đề là tính chất của ảnh tạo bởi kính hiển vi

⇒ (2) + (4) + (5)

- Chọn đáp án D.

Một kính hiển vi có tiêu cự vật kính và thị kính là f₁ = 1cm; f₂ = 4cm. Độ dài quang học của kính là 16cm. Người quan sát có mắt không bị tật và có khoảng cực cận OC_c = 20cm. Người này ngắm chừng ở vô cực.

a) Tính số bội giác của ảnh.

b) Năng suất phân li của mắt người quan sát là 2'. Tính khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm của vật mà mắt người quan sát còn phân biệt được ảnh.

Phương pháp giải

- Áp dụng công thức:

 \({G_\infty } = \frac{{\delta .O{C_C}}}{{{f_1}.{f_2}}}\) để tính số bội giác

- Góc trông vật nhỏ nhất:

 \({\alpha _{\min }} = 2' = \frac{\pi }{{5400}}rad\)

- Áp dụng công thức:

\(A{B_{\min }} = \frac{{{\alpha _{\min }}.D}}{{{G_\infty }}}\) tính khoảng cách AB ngắn nhất

Hướng dẫn giải

- Khi ngắm chừng ở vô cực:

⇒ Số bội giác là: 

\({G_\infty } = \frac{{\delta .O{C_C}}}{{{f_1}.{f_2}}} = \frac{{16.20}}{{1.4}} = 80\)

- Khoảng cách ngắn nhất AB_min

+ Số bội giác: 

\({G_\infty } = \frac{{\tan \alpha }}{{\tan \alpha }} = \frac{{\tan \alpha }}{{\frac{{AB}}{{O{C_V}}}}} = \frac{{\tan \alpha .O{C_V}}}{{AB}}\)

+ Khoảng cách AB:

\(AB = \frac{{\tan \alpha .D}}{{{G_\infty }}} = \frac{{\alpha .D}}{{{G_\infty }}}\)

+ Khoảng cách AB ngắn nhất:

\(A{B_{\min }} = \frac{{{\alpha _{\min }}.D}}{{{G_\infty }}}\)

+ Góc trông vật nhỏ nhất:

\({\alpha _{\min }} = 2' = \frac{2}{{60}}.\frac{\pi }{{180}}rad = \frac{\pi }{{5400}}rad\)

⇒ Khoảng cách AB ngắn nhất là:

\(A{B_{\min }} = \frac{{{\alpha _{\min }}.D}}{{{G_\infty }}} = \frac{{\frac{\pi }{{5400}}.20}}{{80}} = {1,45.10^{ - 4}}cm = 1,45\mu m\)