Công thức tính số bội giác của kính hiển vi hay, chi tiết - Vật lý lớp 11

Công thức tính số bội giác của kính hiển vi - Vật lý lớp 11

1. Định nghĩa

+ Kính hiển vi là dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt để nhìn các vật rất nhỏ, bằng cách tạo ra ảnh có góc trông lớn. Số bội giác của kính hiển vi lớn hơn nhiều so với số bội giác của kính lúp.

+ Kính hiển vi gồm vật kính L₁ là thấu kính hội tụ có tiêu rất nhỏ (vài mm) và thị kính L₂ là một kính lúp dùng để quan sát ảnh tạo bởi vật kính.

 L₁ và L₂ đặt đồng trục; với O₁O₂ = l không đổi. Khoảng cách F₁’F₂ = d gọi là độ dài quang học của kính.

  Ngoài ra còn có bộ phận tụ sáng để chiếu sáng vật cần quan sát. Đó thường là một gương cầu lõm.

Sơ đồ tạo ảnh:

Cách sử dụng kính hiển vi

Sơ đồ tạo ảnh:

 

  A₁B₁ là ảnh thật lớn hơn nhiều so với vật AB. A₂B₂ là ảnh ảo lớn hơn nhiều so với ảnh trung gian A₁B₁.

Mắt đặt sau thị kính để quan sát ảnh ảo A₂B₂.

Điều chỉnh khoảng cách từ vật đến vật kính (d₁) sao cho ảnh cuối cùng (A₂B₂) hiện ra trong giới hạn nhìn rỏ của mắt và góc trông ảnh phải lớn hơn hoặc bằng năng suất phân li của mắt.

Nếu ảnh sau cùng A₂B₂ của vật quan sát được tạo ra ở vô cực thì ta có sự ngắm chừng ở vô cực.

2. Công thức – đơn vị đo

- Số bội giác: $G=\frac{\alpha }{{\alpha }_0}$

Ngắm chừng: dịch chuyển vật kính trước vật để ảnh ảo A’B’ ở trong khoảng thấy rõ của mắt:

Trường hợp tổng quát: $G=\left|k_1\right|.G_2=\left|k_1\right|.\left|k{}_2\right|\frac{O{C}_C}{\left|d_2^{\text{'}}\right|+L}$

Xét trường hợp ngắm chừng ở vô cực. Số bội giác của kính hiển vi được xác định bởi công thức:

${\mathrm{G}}_{\infty }=\left|k_1\right|G_2=\frac{\delta .O{C}_C}{f_1{f}_2}$

Trong đó:

+ G_∞ là số bội giác của kính hiển vi khi ngắm chừng ở vô cực

+ k₁ là số phóng đại ảnh của vật kính L₁

+ k₂ là số phóng đại ảnh của thị kính L₂

+ G₂ là số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực của thị kính L₂

+ δ = F₁’F₂ = O₁O₂ – f₁ – f₂ là độ dài quang học của kính

+ f₁  là tiêu cự của vật kính L₁

+ f₂ là tiêu cực của thị kính L₂

+ OC_C là khoảng cực cận của mắt người quan sát, thường lấy bằng 25 cm

+ L là khoảng cách từ thị kính tới mắt

3. Mở rộng

Khi ngắm chừng ở cực cận thì $G_C=\left|\frac{d_1^{\text{'}}.d_2^{\text{'}}}{d_1.d_2}\right|=\left|k_1\right|\left|k_2\right|$

4. Bài tập ví dụ

Bài 1: Một kính hiển vi có các  tiêu cự vật kính và thị kính là f₁ = 1 cm và f₂ = 4 cm. Độ dài quang học của kính là 16 cm. Người quan sát có mắt không bị tật và có khoảng cực cận là OC_C = 20 cm. Tính số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực.

Bài giải:

Áp dụng công thức ${\mathrm{G}}_{\infty }=\frac{\delta .O{C}_C}{f_1{f}_2}=\frac{16.20}{1.4}=80$

Đáp án: G_∞ = 80

Bài 2: Một kính hiển vi có các  tiêu cự vật kính và thị kính là f₁ = 1 cm và f₂ = 5 cm. Độ dài quang học của kính là 15 cm. Người quan sát có mắt không bị tật và có khoảng cực cận là OC_C = 25 cm. Tính số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực.

Bài giải:

Áp dụng công thức ${\mathrm{G}}_{\infty }=\frac{\delta .O{C}_C}{f_1{f}_2}=\frac{15.20}{1.5}=60$

Đáp án: G_∞ = 60

Xem thêm tổng hợp công thức môn Vật lý lớp 11 đầy đủ và chi tiết khác:

Công thức tính số bội giác của kính thiên văn

Công thức tính ảnh ảo của thấu kính hội tụ

Công thức tính ảnh ảo

Công thức tính hệ số phóng đại

Công thức tính khoảng cách từ vật đến ảnh