Kính hiển vi phức hợp: Hai thấu kính cho độ phóng đại cao
1 · Dự đoán
Kính hiển vi phức hợp sử dụng một vật kính có tiêu cự ngắn đặt gần mẫu vật, sau đó là thị kính. Việc sử dụng hai thấu kính theo thứ tự có đạt được độ phóng đại cao hơn nhiều so với việc sử dụng riêng một thấu kính không?
- Có - việc ghép hai độ phóng đại vừa phải sẽ nhân chúng lại với nhau, mang lại độ phóng đại tổng thể cao hơn nhiều so với một ống kính đơn lẻ.
- Không — sử dụng hai ống kính không tăng độ phóng đại vượt quá giới hạn của một ống kính.
- Độ phóng đại chỉ phụ thuộc vào thị kính chứ không phụ thuộc vào vật kính.
2 · Thiết lập
- Mở cài đặt trước của kính hiển vi phức hợp và nhấn Đặt lại. Vật kính có f = 6 cm; thị kính có f = 8 cm, cách nhau 22 cm.
- Kích hoạt số đọc khoảng cách ảnh của vật kính và độ phóng đại của hệ thống.
- Đặt khoảng cách của mẫu vật với vật kính cho mỗi lần thử và ghi lại khoảng cách hình ảnh của vật kính cũng như độ phóng đại tổng thể của hệ thống.
3 · Thu thập dữ liệu
| Khoảng cách mẫu từ mục tiêu (cm) | Khoảng cách hình ảnh của mục tiêu (cm) | Độ phóng đại hệ thống M |
|---|---|---|
| 10.00 | ||
| 12.00 | ||
| 14.00 |
Vẽ biểu đồ độ phóng đại của hệ thống M (trục y) theo khoảng cách mẫu vật (trục x) cho ba lần thử của bạn.
4 · Phân tích
- ...sau đó tính khoảng cách vật của THỊ KÍNH d_o2 = 22 − d_i1, rồi khoảng cách ảnh của nó d_i2...
- Khoảng cách mẫu vật mặc định của cài đặt sẵn này (12 cm) cho M = 4.
5 · Gia hạn
- Một mẫu vật được đặt vừa đủ bên ngoài tiêu cự của vật kính (như trong thí nghiệm này) sẽ tạo ra độ phóng đại lớn ở giai đoạn đầu. Giải thích tại sao vật kính của kính hiển vi được thiết kế với tiêu cự rất ngắn (vài mm trong thiết bị thật) để tối đa hóa hiệu ứng này.
- Kính hiển vi phức hợp không thể phóng đại vô thời hạn - vượt quá một điểm nhất định, phóng đại hơn nữa chỉ phóng to độ mờ mà không để lộ chi tiết mới, bị giới hạn bởi bước sóng của ánh sáng (nhiễu xạ). Tại sao việc thêm nhiều tầng thấu kính hơn có thể không giải quyết được giới hạn cơ bản này?
Vật lý đằng sau thí nghiệm này
Độ phóng đại kính hiển vi hai giai đoạn
Độ phóng đại tổng thể của kính hiển vi phức hợp là tích số của độ phóng đại của vật kính (chụp ảnh mẫu vật) và độ phóng đại của thị kính (chụp lại hình ảnh trung gian đó): M = m_objective × m_thị kính.
Quang học
- Thấu kính hội tụ: Ảnh thật ngoài 2f
- Tiêu điểm: Nơi hình ảnh thoát ra vô tận
- Một ống kính như một chiếc kính lúp
- Thấu kính phân kì: Luôn ảo, Luôn thu nhỏ
- Gương cầu lõm: Ảnh thật giống như thấu kính hội tụ
- Gương Cầu Lồi: Luôn là ảnh ảo thu nhỏ
- Gương phẳng: Một trường hợp đặc biệt, bất biến
- Độ sâu biểu kiến: Tại sao hồ bơi trông nông hơn thực tế
- Phản xạ nội toàn phần: Góc tới hạn
- Hệ chuyển tiếp hai thấu kính: Xâu chuỗi các ảnh lại với nhau
- Máy phóng ảnh: Hai thấu kính cho ảnh THẬT, lớn hơn
- Lăng kính uốn cong ánh sáng: Góc lệch