BÀI 33. KÍNH HIỂN VI
I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. Định nghĩa
+ Kính hiển vi là một dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt, làm tăng góc trông ảnh của những vật rất nhỏ, có số bội giác lớn hơn rất nhiều so với số bội giác của kính lúp.
2. Cấu tạo và tác dụng của các bộ phận
Kính hiển vi có hai bộ phận chính là vật kính và thị kính:
– Vật kính O1 là thấu kính hội tụ có tiêu cự rất ngắn (cỡ milimét), có tác dụng tạo ra một ảnh thật, lớn hơn vật cần quan sát.
– Thị kính O2 là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (cỡ xentimét), có tác dụng như một kính lúp dùng để quan sát ảnh thật nói trên.
Vật kính và thị kính được gắn vào hai đầu một ống hình trụ sao cho trục chính trùng nhau và khoảng cách L giữa chúng là không thay đổi.
3. Hoạt động
Đặt vật AB nằm ngoài khoảng O1F1 và gần tiêu điểm F1 của vật kính, qua vật kính cho ảnh thật A1B1. Ảnh thật A1B1 nằm trong khoảng O2F2 của thị kính, cho ảnh ảo A2B2 nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt.
4. Số bội giác
Đối với mắt không tật, điểm cực viễn ở vô cực thì \({G_\infty } = \frac{{\deltaĐ }}{{{f_1}{f_2}}} \cdot \)
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
Sự tạo ảnh qua kính hiển vi.
Vật AB nằm ngoài và ở gần tiêu điểm F1 của vật kính, qua vật kính cho ảnh thật A1B1. Ảnh thật A1B1 nằm trong khoảng O2F2 của thị kính, cho ảnh ảo A2B2 nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt.
Số bội giác khi ngắm chừng ở điểm bất kì: \(\mathrm{G=}\left| {{\mathrm{k}}_{\mathrm{1}}} \right|\mathrm{.}{{\mathrm{G}}_{\mathrm{2}}}\mathrm{=}\left| {{\mathrm{k}}_{\mathrm{1}}}.{{\mathrm{k}}_{2}} \right|\cdot \frac{\mathrm{Đ}}{\left| \mathrm{d}_{2}^{/} \right|\mathrm{+}\ell }\)
Trong đó k1, k2 là số phóng đại của vật kính và thị kính, G2 là số bội giác của thị kính.
– Khi ngắm chừng ở cực cận: \(\left| \mathrm{d}_{2}^{/} \right|\mathrm{+}\ell \,\text{=Đ }\) nên \({{G}_{{{C}_{C}}}}=\left| {{k}_{1}}.{{k}_{2}} \right|.\)
– Khi ngắm chừng ở cực viễn: \({{\mathrm{G}}_{{{\mathrm{C}}_{\mathrm{V}}}}}\mathrm{=}\left| {{\mathrm{k}}_{\mathrm{1V}}}.{{\mathrm{k}}_{2V}} \right|\cdot \frac{\mathrm{Đ}}{\left| \mathrm{d}_{2}^{/} \right|\mathrm{+}\ell }\cdot\)
® Nếu mắt không tật, điểm cực viễn ở vô cực thì: \({G_\infty } = \frac{{\deltaĐ }}{{{f_1}{f_2}}} \cdot \)
với \(\delta =L\left( {{f}_{1}}+{{f}_{2}} \right)\) là độ dài quang học của kính hiển vi.
III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Câu C1 (trang 210 SGK Vật lí 11):
Tại sao phải kẹp vật giữa hai bản thủy tinh mỏng khi quan sát vật bằng kính hiển vi?
Trả lời:
Để quan sát được ảnh của vật qua kinh hiển vi, 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 CcCv của mắt.
Đối với kính hiển vi, khoảng cách dịch chuyển Δd1 này rất nhỏ (cỡ chừng vài chục μm). Do đó, ta phải kẹp vật giữa hai bản thủy tinh mỏng khi quan sát vật bằng kính hiểu vi, để khi điều chỉnh vật kính không chạm vật.
Câu C1 (trang 211 SGK Vật lí 11):
Dựa vào hình 33.5, hãy thiết lập hệ thức: G∞ = |k1|.G2
Trả lời:
+ Ta có:
\(\tan {{\alpha }_{0}}=\frac{\text{AB}}{Đ}\)
\(\tan \alpha =\frac{\text{A}_{1}^{/}\text{B}_{1}^{/}}{{{\text{f}}_{2}}}\)
+ Số bội giác là: \({{\rm{G}}_\infty } = \frac{{\tan \alpha }}{{\tan {\alpha _0}}} = \frac{{{\rm{A}}_1^/{\rm{B}}_1^/{\rm{.Đ}}}}{{{{\rm{f}}_2} \cdot {\rm{AB}}}} = \frac{{{\rm{A}}_1^/{\rm{B}}_1^/}}{{{\rm{AB}}}} \cdot \frac{Đ}{{{{\rm{f}}_2}}} = \left| {{{\rm{k}}_1}} \right|.{{\rm{G}}_2}\)
Câu C3 (trang 213 SGK Vật lí 11):
Hãy thiết lập hệ thức \({G_\infty } = \frac{{\deltaĐ }}{{{f_1}{f_2}}} \cdot \)
Trả lời:
Ta có: \(\frac{\text{A}_{1}^{/}\text{B}_{1}^{/}}{\text{AB}}=\frac{\text{F}_{1}^{/}{{\text{F}}_{2}}}{{{\text{O}}_{1}}\text{F}_{1}^{/}}=\frac{\delta }{{{\text{f}}_{1}}}\Rightarrow {{\text{G}}_{\infty }}=\frac{\delta .\text{D}}{{{\text{f}}_{1}}\text{.}{{\text{f}}_{2}}}\)
Bài 1 (trang 212 SGK Vật Lí 11):
Nêu công dụng và cấu tạo của kính hiển vi.
Lời giải:
+ Công dụng: Kính hiển vi là một dụng cụ quang học bổ 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).
Bài 2 (trang 212 SGK Vật Lí 11):
Nêu đặc điểm tiêu cự của vật kính và thị kính của kính hiển vi.
Lời giải:
– Tiêu cự của vật kính rất nhỏ (cỡ milimét)
– Tiêu cự của thị kính nhỏ (cỡ xentimét)
Bài 3 (trang 212 SGK Vật Lí 11):
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?
Lời giải:
+ Muốn điều chỉnh kính hiển vị, ta phải điều chỉnh khoảng cách từ vật đến kính d1 sao cho ảnh của bật qua kính nằm trong khoảng giới hạn thấy rõ CcCv của mắt.
+ Đối với kính hiển vi, khoảng dịch chuyển Δd1 này rất nhỏ (cỡ chừng vài chục μm).
Bài 4 (trang 212 SGK Vật Lí 11):
Vẽ đường truyền của chùm tia ứng với mắt ngắm chừng kính hiển vi ở vô cực.
Lời giải:
Đường truyền của chùm tia ứng với mắt ngắm chừng kính hiển vi ở vô cực.
Bài 5 (trang 212 SGK Vật Lí 11):
Viết công thức số bội giác của kính hiển vi khi mắt ngắm chừng ở vô cực.
Lời giải:
Số bội giác của kính hiển vi khi mắt ngắm chừng ở vô cực: \({{\text{G}}_{\infty }}=\frac{\delta .\text{Đ}}{{{\text{f}}_{1}}\text{.}{{\text{f}}_{2}}}\)
Xét các tính chất kể sau của ảnh tạo bởi thấu kính:
(1) : thật; (2): ảo; (3): cùng chiều với vật; (4): ngược chiều với vật; (5): lớn hơn vật.
Hãy chọn đáp án đúng ở các bài tập 6,7,8 dưới đây.
Bài 6 (trang 212 SGK Vật Lí 11):
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).
Lời giải: Chọn C.
Vật kính của kính hiển vi có công dụng tạo ảnh thật, ngược chiều với vật và lớn hơn vật.
Bài 7 (trang 212 SGK Vật Lí 11):
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).
Lời giải: Chọn D.
Thị kính của kính hiển vi có công dụng tạo ảnh ảo, cùng chiều với vật và lớn hơn vật.
Bài 8 (trang 212 SGK Vật Lí 11):
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).
Lời giải: Chọn D.
Khi quan sát một vật nhỏ thì ảnh của vật tạo bởi kính hiển vi là ảnh ảo, ngược chiều và lớn hơn vật gấp nhiều lần.
Bài 9 (trang 212 SGK Vật Lí 11):
Một kính hiển vi có tiêu cự vật kính và thị kính là \({{f}_{1}}=1\,cm;{{f}_{2}}=4\,cm.\) Độ dài quang học của kính là 16 cm. Người quan sát có mắt không bị tật và có khoảng cực cận OCc = 20 cm. 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.
Lời giải:
a) Số bội giác của ảnh là: \({{\text{G}}_{\infty }}=\frac{\delta .\text{Đ}}{{{\text{f}}_{1}}{{\text{f}}_{2}}}=\frac{16.20}{1.4}=80.\)
b) Ta có
\({{\rm{G}}_\infty } = \frac{{\tan \alpha }}{{\tan {\alpha _0}}} = \frac{{\tan \alpha }}{{\frac{{{\rm{AB}}}}{Đ}}} = \frac{{\tan \alpha .Đ}}{{{\rm{AB}}}} \Rightarrow {\rm{AB}} = \frac{{\tan \alpha .Đ}}{{{{\rm{G}}_\infty }}} = \frac{{\alpha .Đ}}{{{{\rm{G}}_\infty }}}\)
\({\rm{A}}{{\rm{B}}_{\min }} = \frac{{{\alpha _{\min }}.Đ}}{{{{\rm{G}}_\infty }}} = 2 \cdot \frac{1}{{3500}} \cdot \frac{{20}}{{80}} = 1,{43.10^{ - 4}}\,{\rm{cm}} = 1,43\,\mu {\rm{m}}.\)
Trên đây là gợi ý giải bài tập Vật Lý 11 bài kính hiển vi vật lý 11 do giáo viên Ican trực tiếp biên soạn theo chương trình mới nhất. Chúc các bạn học tập vui vẻ