Bài 33: Kính hiển vi

I. Công dụng và cấu tạo của kính hiển vi

Định nghĩa:

Kính hiển vi là dụng cụ quang bổ trợ cho mắt làm tăng góc trông ảnh của những vật rất nhỏ với số bội giác lớn hơn rất nhiều so với kính lúp.

Ảnh phóng to khi nhìn qua kính hiển vi điện tử

Kính lúp có hai bộ phận chính là vật kính và thị kính:

+) Vật kính $L_{1}$ : là thấu kính hội tụ có tiêu cự rất ngắn khoảng vài milimet dùng để tạo ảnh lớn hơn vật nhiều lần.

+) Thị kính $L_{2}$ : là thấu kính hội tụ có tiêu cự vài xentimet.

Trục chính của $O_{1}$ và $O_{2}$ trùng nhau và khoảng cách giữa chúng không đổi.
Ngoài ra còn có bộ phận tụ sáng để chiếu sáng vật cần quan sát, thường được làm bằng gương cầu lõm.
Người ta gọi $F_{1}'F_{2}=\delta$ là độ dài quang học của kính.

II. Sự tạo ảnh bởi thấu kính hiển vi

Vật kính có tác dụng tạo ảnh thật $A_{1}'B_{1}'$ lớn hơn vật AB trong khoảng từ quang tâm đến tiêu diện vật của thị kính.
Thị kính tạo ảnh ảo sau cùng $A_{2}'B_{2}'$ lớn hơn vật nhiều lần và ngược chiều so với vật AB.
Mắt đặt sau thị kính để quan sát ảnh $A_{2}'B_{2}'$ của vật AB tạo bởi thấu kính hiển vi.
Ảnh sau cùng $A_{2}'B_{2}'$ phải được tạo ra trong khoảng nhìn rõ của mắt. Do đó phải điều chỉnh kính để thay đổi khoảng cách $d_{1}$ từ vật AB đến vật kính $O_{1}$ .
Khi quan sát vật bằng kính hiển vi phải thực hiện như sau:

+) Vật phải là vật phẳng kẹp giữa hai tấm thủy tinh mỏng trong suốt. Đó là tiêu bản.

+) Vật được đặt cố định trên giá. Ta dời toàn bộ ống kính từ vị trí sát vật ra xa dần bằng ốc vi cấp.

Nếu ảnh sau cùng $A_{2}'B_{2}'$ của vật cần được quan sát được tạo ra ở vô cực thì ta có sự ngắm chừng kính ở vô cực.

III. Số bội giác của kính hiển vi

Ta xét trong trường hợp ngắm chừng vô cực:

$G_{\infty }=\left | k_{1} \right |G_{2}$

với $k_{1}$ : số phóng đại của vật kính

$G_{2}$ : số bội giác của thị kính

$G_{\infty }=\frac{\delta .D}{f_{1}f_{2}}$

với $\delta =F_{1}'F_{2}$ : độ dài quang học

$f_{1}$ : tiêu cự của vật kính

$f_{2}$ : tiêu cự của thấu kính

$D=OC_{c}$ : khoảng nhìn rõ ngắn nhất

IV. Bài tập

Bài tập 1: Một kính hiển vi mà vật kính có tiêu cự $f_{1}=1 cm$ thị kính có tiêu cự $f_{2}=5cm$ . Độ dài quang học của kính là 18 cm. Người quan sát có mắt tốt ( giới hạn nhìn rõ từ 25 cm đến vô cực)

a) Xác định phạm vi đặt vật trước kính để người đó nhìn rõ ảnh của vật qua kính (tính chính xác tới 4 chữ số có nghĩa)

b) Tính số bội giác của kính khi người đó ngắm chừng ở điểm cực cận và ở vô cực

Lời giải: Tại đây

Bài tập 2: Vật kính của kính hiển vi có tiêu cự là $f_{1}=0,8cm$ , thị kính có tiêu cự là $f_{2}=4cm$ . Độ dài quang học của kính là 16cm. Mắt người quan sát không có tật và có khoảng nhìn rõ ngắn nhất là 20 cm.

a) Hỏi vật phải đặt trong khoảng nào trước vật kính để người ấy có thể nhùn thấy ảnh của vật qua kính. Mắt đặt sát thị kính.

b) Tính số bội giác của ảnh trong trường hợp người quan sát ngắm chừng ở vô cực và ngắm chừng ở điểm cực cận.

c) Năng suất phân li của mắt là 2’. Tính khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm trên vật mà người ấy còn phân biêt được ảnh của chúng qua kính khi ngắm chừng ở vô cực.

Lời giải: Tại đây

Bài tập 3: Một kính hiển vi gồm vật kính $O_{1}$ có tiêu cự $f_{1}=4mm$ và thị kính $O_{2}$ có tiêu cự $f_{2}=2cm$ . Mắt người quan sát không có tật và điểm cực cận cách mắt 20 cm đặt sát thị kính. Vật AB đặt cách $O_{1}$ là 4,1mm thì người quan sát ngắm chừng ở cực cận.

a) Tính độ dài quang học của kính hiển vi và số phóng đại của ảnh qua kính hiển vi.

b) Hỏi vật phải đặt trong khoảng vào trước kính để mắt có thể quan sát được.

c) Số bội giác của kính hiển vi khi ngắm chừng cực cận và ngắm chừng vô cực.

Lời giải: Tại đây

Bài tập 4: Kính hiển vi: vật kính có tiêu cự 6mm, thị kính có tiêu cự $f_{2}$ , khoảng cách giữa hai kính là 14,2 cm. Mắt nhìn rõ vật AB cao 0,1mm và ngắm chừng ở vô cực dưới góc trông là 0,125 rad.

a) Tìm tiêu cự $f_{2}$ của thị kính và khoảng cách từ vật đến vật kính.

b) Muốn thu ảnh thật trên màn cách thị kính 11,6 cm thì phải dịch chuyển vật khoảng bao nhiêu? Theo chiều nào?

Lời giải: Tại đây

Bài tập 5: Kính hiển vi có vật kính $L_{1}$ tiêu cự $f_{1}=0,8 cm$ và thị kính $L_{2}$ tiêu cự $f_{2}=2cm$ . Khoảng cách giữa hai kính $l=16cm$ .

a) Kính được ngắm chừng ở vô cực. Tính khoảng cách từ vật đến vật kính và số bội giác. Biết người quan sát có mắt bình thường với khoảng nhìn rõ ngắn nhất là 25 cm.

b) Giữ nguyên vật kính và thị kính, ta dịch thị kính một khoảng nhỏ để được ảnh của vật trên màn đặt cách thị kính 30 cm. Tính độ dịch chuyển của thị kính. Xác định chiều dịch chuyển. Tính số phóng đại ảnh.

Lời giải: Tại đây

Một số câu trắc nghiệm