Bài 33. KÍNH HIỂN VI
A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
I. Công dụng và cấu tạo của kính hiển vi
- Kính hiển vi là dụng cụ quang bổ trợ cho mắt để quan sát những vật rất nhỏ, bằng cách tạo ảnh có góc trông lớn. Số bội giác của kính hiển vi lớn hơn rất nhiều so với số bội giác của kính lúp.
- Kính hiển vi có hai bộ phận chính:
+ Vật kính $L_{1}$ là một thấu kính hội tụ có tiêu cự rất nhỏ (cỡ milimét).
+ Thị kính $L_{2}$ là một kính lúp dùng để quan sát ảnh của vật tạo bởi vật kính.
- Hai bộ phận chính này được gắn ở hai đầu một ống hình trụ sao cho trục chính của chúng trùng nhau và khoảng cách giữa chúng $O_{1}O_{2}$ = l không đổi.
Người ta gọi $F'_{1}F_{2}$ = $\delta$ là độ dài quang học của kính.
II. Sự tạo ảnh qua kính hiển vi
- Vật kính có tác dụng tạo ảnh thật $A'_{1}B'_{1}$ lớn hơn vật AB và ở trong khoảng $O_{2}F_{2}$ 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.
- Mắt đặt sau thị kính để quan sát sẽ nhìn thấy ảnh $A'_{2}B'_{2}$ của vật AB tạo bởi 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 $O_{1}$
- Nếu ảnh sau cùng $A'_{2}B'_{2}$ của vật cần quan sát được tạo ra ở vô cực thì ta có sự ngắm chừng kính ở vô cực (hình vẽ).
.png)
III. Số bội giác của kính hiển vi
Xét trường hợp ngắm chừng ở vô cực.
Đặt $\mid k_{1}\mid$ là số phóng đại ảnh bởi vật kính; $G_{2}$ là số bội giác của thị kính ngắm chừng ở vô cực
Ta có: $G_{\infty }=\mid k_{1}\mid G_{2}$
Công thức trên có thể biến đổi và viết ở dưới dạng khác là
.png)
B. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý
1. Nêu được nguyên tắc cấu tạo kính hiển vi. Trình bày được cấu tạo và tác dụng của kính hiển vi.
2. Biết được đặc điểm về ảnh của vật qua kính hiển vi.
3. So sánh sự giống nhau và khác nhau giữa vật kính và thị kính trong kính hiển vi. So sánh về tác dụng của kính lúp với tác dụng của kính hiển vi.
4. Trình bày về cách ngắm chừng qua kính hiển vi và cách sử dụng kính.
5. Viết và vận dụng được các công thức tính độ bội giác của kính hiển vi trong các trường hợp ngắm chừng ở vô cực.
6. Nắm được sơ đồ tạo ảnh của vật qua kính hiển vi như sau:
.png)
Biết được giải bài toán về kính hiển vi là giải bài toán về hệ thống ghép hai thấu kính hội tụ đồng trục.
7. Ta cũng cần lưu ý như phần thứ 5 đã lưu ý ở bài kính lúp. Ta có:
$d'_{2c}$ = - ($OC_{c}$ - l) và $d'_{2v}$ = - ($OC_{v}$ - l)
C. ĐỀ BÀI TẬP
Bài 1
Kính hiển vi là:
A. một dụng cụ quang bổ trợ cho mắt làm tăng góc trông ảnh của những vật rất nhỏ.
B. hệ thống gồm hai kính hội tụ gắn đồng trục chính, khoảng cách giữa hai thấu kính không đổi. Vật kính có tiêu cự dài còn thị kính có tiêu cự ngắn.
C. hệ thống gồm hai thấu kính có tiêu cự ngắn, gắn đồng trục chính và khoảng cách giữa hai kính có thể thay đổi.
D. Cả A, C đều đúng.
Bài 2
Điều nào sau đây là đúng khi nói về cấu tạo của kính hiển vi?
A. Kính hiển vi là hệ hai kính lúp có cùng trục chính.
B. Kính hiển vi có vật kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn, thị kính là một kính lúp.
C. Khoảng cách giữa vật kính và thị kính có thể thay đổi khi ngắm chừng.
D. Cả B, C đều đúng.
Bài 3
Điền khuyết vào phần chấm của mệnh đề sau:
"Để ngắm chừng ở kính hiển vi, người ta ... để thay đổi vị trí vật đối với kính"
A. di chuyển vật kính
B. di chuyển thị kính
C. di chuyển vật quan sát
D. di chuyển toàn bộ vật kính và thị kính
Bài 4
Điều nào sau đây không đúng khi nói về kính hiển vi?
A. Tiêu cự của thị kính lớn hơn nhiều so với tiêu cự của vật kính.
B. Ảnh trung gian cho bởi vật kính luôn luôn là ảnh thật lớn hơn vật.
C. Ảnh cuối cùng phải hiện ra trong khoảng từ vật kính đến thị kính để không bị che khuất bởi vật kính.
D. Có phạm vi ngắm chừng nhỏ hơn nhiều so với phạm vi ngắm chừng của kính lúp.
Bài 5
Ảnh qua kính hiển vi là ảnh
A. ảo, cùng chiều và lớn hơn so với vật.
B. ảo, ngược chiều và rất lớn so với vật.
C. thật, ngược chiều và rất lớn so với vật.
D. thật, cùng chiều và nhỏ hơn vật.
Bài 6
Hai thấu kính hội tụ có tiêu cự lần lượt là 5cm và 5mm được ghép đồng trục để tạo thành kính hiển vi. Khoảng cách giữa hai kính là 25,5cm. Một người mắt không có tật, quan sát vật nhỏ qua kính hiển vi và không điều tiết. Khoảng cực cận của mắt người này là 25cm. Số bội giác thu được là bao nhiêu?
Bài 7
Vật kính và thị kính của một kính hiển vi có tiêu cự $f_{1}$ = 5mm và $f_{2}$ = 25mm, đặt cách nhau 18cm. Quan sát viên có giới hạn nhìn rõ từ 25cm đến vô cực, dùng kính này để quan sát vật nhỏ ở trạng thái không điều tiết. Tính khoảng cách từ vật đến kính.
Bài 8
Kính hiển vi có vật kính tiêu cự 5mm, thị kính tiêu cự 25cm, hai kính cách nhau 18cm. Người quan sát có mắt bình thường với cực cận cách mắt 25cm, dùng kính quan sát vật nhỏ trong trạng thái không điều tiết. Tính số bội giác và góc trông ảnh, biết vật có kích thước 2$\mu$m.
D. HƯỚNG DẪN GIẢI
Bài 1. A
Bài 2. B
Bài 3. D
Bài 4. C
Bài 5. B
Bài 6.
Số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực (mắt không điều tiết):
G = $\large \frac{\delta D}{f_{1}f_{2}}$ $\left\{\begin{matrix} D=25cm\\ \delta =l-f_{1}-f_{2}=25,5-5-0,5=20cm \end{matrix}\right.$
= $\large \frac{20.25}{5.0,5}$ = 200
Bài 7
Sơ đồ tạo ảnh:
.png)
Vì quan sát ở trạng thái không điều tiết nên $A_{2}B_{2}$ ở vô cực.
⇒ $A_{1}B_{1}$ ở tiêu diện vật của thị kính, tức là:
$d'_{1}$ = 180 - 25 = 155 mm
$d_{1}$ = $\large \frac{d'_{1}.f_{1}}{d'_{1}-f_{1}}$ = 5,1667 mm
Bài 8
Ngắm chừng ở vô cực:
.png)