Giải bài tập SGK Vật lý 11 Nâng cao Bài 53: Kính hiển vi

Điều chỉnh kính hiển vi khi ngắm chừng phải

A. thay đổi khoảng cách giữa vật và vật kính bằng cách đưa, toàn bộ ống kính lên hay xuống sao cho nhìn thấy ảnh của vật to và rõ nhất.

B. thay đổi khoảng cách giữa vật và vật kính bằng cách giữ nguyên toàn bộ ống kính, đưa vật lại gần vật kính sao cho nhìn thấy ảnh của vật to và rõ nhất.

C. thay đổi khoảng cách giữa vật kính và thị kính sao cho nhìn thấy ảnh của vật to và rõ nhất.

D. thay đổi khoảng cách giữa vật và thị kính sao cho nhìn thấy ảnh của vật to và rõ nhất.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi này cần nắm được cách thực hiện khi quan sát vật bằng kính hiển vi

Hướng dẫn giải

- Điều chỉnh kính hiển vi khi ngắm chừng phải thay đổi khoảng cách giữa vật và vật kính bằng cách đưa, toàn bộ ống kính lên hay xuống sao cho nhìn thấy ảnh của vật to và rõ nhất.

- Chọn câu A

Chọn câu đúng.

Công thức về số bội giác của kính hiển vi trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực là:

\(\begin{array}{l} A.\,\,{G_\infty } = \frac{{2\delta .D}}{{{f_1}{f_2}}}\\ B.\,\,{G_\infty } = \frac{{\delta .D}}{{2{f_1}{f_2}}}\\ C.\,\,{G_\infty } = \frac{{{f_1}{f_2}}}{{\delta .D}}\\ D.\,\,{G_\infty } = \frac{{\delta .D}}{{{f_1}{f_2}}} \end{array}\)

Phương pháp giải

Sử dụng công thức: 

\({G_\infty } = \frac{{\delta .D}}{{{f_1}{f_2}}}\) để tính số bội giác của kính hiển vi khi ngắm chừng ở vô cực

Hướng dẫn giải

- Công thức về số bộ giác của kính hiển vi trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực:

\({G_\infty } = \frac{{\delta .D}}{{{f_1}{f_2}}}\)

- Chọn D

Một kính hiển vi có vật kính với tiêu cự f₁=1 cm và tai kính với tiêu cự f₂=4 cm. Hai thấu kính cách nhau 17cm. Tính độ bội giác khi ngắm chừng ở vô cực. Lấy D=25 cm

Phương pháp giải

Áp dụng công thức:

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

Hướng dẫn giải

f_1­=1cm, f₂=4cm, O₁O₂ = 17 cm

Ta có:

\(\begin{array}{l} \Rightarrow \delta = {O_1}{O_2} - \left( {{f_1} + {f_2}} \right)\\ = 17 - 5 = 12\left( {cm} \right)\\ \Rightarrow {G_\infty } = \frac{{\delta D}}{{{f_1}{f_2}}} = \frac{{12.25}}{{1.4}} = 75 \end{array}\)

Vậy số bội giác của kính là: 75

Một kính hiển vi có vật kính với tiêu cự f₁=4mm, thị kính với tiêu cự f₂=20mm và độ dài quang học δ= 156 mm. Người quan sát có mắt bình thường với điểm cực cận cách mắt 1 khoảng D=250mm, Mắt đặt tại tiêu điểm ảnh của thị kính. Hãy xác định:

a) Khoảng cách từ vật đến vật kính trong trường hợp ngắm chừng này.

b) Số bội giác trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực.

c) Góc trông ảnh, biết AB=2μm

Phương pháp giải

a) Áp dụng công thức:

\({{d_1} = \frac{{{d_1}^\prime .{f_1}}}{{{d_1}^\prime - {f_1}}}}\) để tính khoảng cách từ vật đến vật kính

b) Số bội giác được tính theo công thức:

\({G_\infty } = \frac{{\delta .D}}{{{f_1}{f_2}}}\)

c) Góc trông ảnh được tính theo công thức:

\(\alpha = {G_\infty }.{\alpha _0} \)

Hướng dẫn giải

f₁=4mm = 0,4 cm, f₂=20mm=2cm, δ=15,6 cm

O₁O₂ = f₁ + δ + f₂ = 18cm

a) Mắt bình thường có D=25 cm đặt tại tiêu điểm ảnh của thị kính 

=> l=2cm

Ta có sơ đồ tạo ảnh

- Ngắm chừng ở cực cận:

\(\begin{array}{l} d_2^\prime = - (D - l)\\ = - (25 - 2) = - 23cm\\ \Rightarrow {d_2} = \frac{{{d_2}^\prime {f_2}}}{{{d_2}^\prime - {f_2}}} = \frac{{ - 23.2}}{{ - 23 - 2}} = 1,84cm\\ \Rightarrow d_1^\prime = {O_1}{O_2} - {d_2} = \left( {{f_1} + {f_2} + \delta } \right) - {d_2}\\ = \left( {0,4 + 2 + 15,6} \right) - 1,84 = 16,16cm\\ \Rightarrow {d_1} = \frac{{{d_1}^\prime {f_1}}}{{{d_1}^\prime - {f_1}}} = \frac{{16,16.0,4}}{{16,16 - 0,4}} = 0,41015cm \end{array}\)

Vậy khoảng cách từ vật đến vật kính là 0,41015 cm.

- Ngắm chừng ở cực viễn (vô cực):

\(\begin{array}{l} {d_2}^\prime = - \left( {O{C_V} - l} \right) = - \infty \\ \Rightarrow {d_2} = {f_2} = 2cm\\ {d_1}^\prime = {O_1}{O_2} - {d_2} = 18 - 2 = 16cm\\ {d_1} = \frac{{{d_1}^\prime .{f_1}}}{{{d_1}^\prime - {f_1}}} = 0,41026 \end{array}\)

Vậy khoảng cách từ vật dên vật kính trong trường hợp này là:

0,41015cm ≤d ≤ 0,41026cm.

b) Số bội giác là:

\({G_\infty } = \frac{{\delta .D}}{{{f_1}{f_2}}} = \frac{{15,6.25}}{{0,4.2}} = 487,5\)

c)  Cho AB=2μm=2.10⁻⁶(m)

Ta có:

\({G_\infty } = \frac{{\tan \alpha }}{{\tan {\alpha _0}}} = \frac{\alpha }{{{\alpha _0}}} \Rightarrow \alpha = {G_\infty }.{\alpha _0}\)

Với:

\({\alpha _0} = \frac{{AB}}{D} = \frac{{{{2.10}^{ - 6}}}}{{25}} = {8.10^{ - 6}}\left( {rad} \right)\)

Vậy  

\(\alpha = {G_\infty }.{\alpha _0} = 487,5 \times {8.10^{ - 6}} = {3,9.10^{ - 3}}\left( {rad} \right)\)