Tailieumoi.vn giới thiệu Giải bài tập Vật Lí lớp 11 Bài 33: Kính hiển vi chính xác, chi tiết nhất giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Kính hiển vi lớp 11.

Giải bài tập Vật Lí lớp 11 Bài 33: Kính hiển vi

Trả lời câu hỏi giữa bài

Trả lời 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?

Lời giải:

Để quan sát được ảnh của vật qua kinh hiển vi, ta phải điều chỉnh khoảng cách từ vật đến kính d1sao cho ảnh của vật qua kính nằm trong khoảng giới hạn thấy rõ Cc Cv 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

Trả lời câu C2 trang 211 SGK Vật lí 11: Dựa vào hình 33.5, hãy thiết lập hệ thức: $G_{\mathrm{\infty }}=\left|k_1\right|G_2$
Phương pháp giải:

Lời giải:

+ Ta có, độ bội giác $G_{\mathrm{\infty }}={\displaystyle \frac{\alpha }{{\alpha }_0}}={\displaystyle \frac{\tan \alpha }{\tan {\alpha }_0}}$ (do góc $\alpha ,{\alpha }_0$ rất nhỏ)

Từ hình, ta có: $\tan {\alpha }_0={\displaystyle \frac{AB}{O{C}_C}}={\displaystyle \frac{AB}{Đ}}$, $\tan \alpha ={\displaystyle \frac{{A_1}^{\prime }{B_1}^{\prime }}{O_2{A_1}^{\prime }}}={\displaystyle \frac{{A_1}^{\prime }{B_1}^{\prime }}{f_2}}$

=> Độ bội giác: $G_{\mathrm{\infty }}={\displaystyle \frac{{\displaystyle \frac{{A_1}^{\prime }{B_1}^{\prime }}{f_2}}}{{\displaystyle \frac{AB}{Đ}}}}={\displaystyle \frac{{A_1}^{\prime }{B_1}^{\prime }}{AB}}{\displaystyle \frac{Đ}{f_2}}=\left|k_1\right|G_2$

Trả lời câu C3 trang 212 SGK Vật lí 11: Hãy thiết lập hệ thức:

Phương pháp giải:

Lời giải:

Cũng như hình 33.5 ta có:

ΔA1 B1 F'1 đồng dạng với ΔIO1 F1 '. Do đó:

${\displaystyle \frac{A_1{B}_1}{I{O}_1}}={\displaystyle \frac{A_1{B}_1}{AB}}={\displaystyle \frac{F_1{F}_2}{O{F}_1}}={\displaystyle \frac{\delta }{f_1}}$

Trong đó: δ = F1' F2 là độ dài quang học của kính hiển vi.

Thế vào công thức:

Câu hỏi và bài tập (trang 212 sgk Vật lí 11)

Bài 1 trang 212 SGK Vật lí 11: Nêu công dụng và cấu tạo của kính hiển vi.

Lời giải:

 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 L1 là một thấu kính hội tụ (thực ra là một hệ thấu kính tác dụng như thấu kính hội tụ) có tiêu cự rất nhỏ (cỡ milimét).
• Thị kính L2 là một kính lúp dùng để quan sát ảnh của vật tạo bởi vật kính.

Khoảng cách giữa hai quang tâm O1O2 = l không đổi.

Khoảng cách F'1F2 = δ là độ dài quang học.

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:

Vật kính có tiêu cự rất nhỏ (mm).

  Thị kính L2 là một kính lúp có tiêu cự khoảng vài cm.

Bài 3 trang 212 SGK Vật lí 11: Muốn điều chỉnh kính hiển vi, ta thực hiện ra sao ? Khoảng xê dịch điều chỉnh kính hiển vi có giá trị như thế nào ?

Lời giải:

Cách điều chỉnh kính hiển vi:

- Vật phẳng cần quan sát kẹp giữa hai tấm thủy tinh mỏng trong suốt (gọi là tiêu bản)

- Đặt vật cố định trên giá đồng thời di chuyển toàn bộ ống kính (cả vật kính và thị kính) từ vị trí sát vật ra xa dần bằng ốc vít vi cấp.

Khoảng xê dịch điều chỉnh kính hiển vi có giá trị rất nhỏ. Đó là khoảng cách mà ta có thể quan sát rõ vật.

Bài 4 trang 212 SGK Vật lí 11: Vẽ đường truyền của chùm tia sáng ứng với mắt ngắm chừng kính hiển vi ở vô cực.

Lời giải:

Đường truyền của chùm tia sáng ứng với 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:

$$G_{\mathrm{\infty }}=|k_1|G_{2}hay{G}_{\mathrm{\infty }}=\frac{\delta Đ}{f_1{f}_2}$$

Bài 6 trang 212 SGK Vật lí 11: 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. Vật kính của kính hiển vi tạo ảnh có các tính chất nào ?

A. (1) + (3).                              B. (2) + (4).

C. (1) + (4) + (5).                     D. (2) + (4) + (5).

Phương pháp giải:

Lời giải:

Đáp án C.

Vật kính của kính hiển vi tạo ảnh có các tính chất sau: là ảnh thật, ngược chiều với vật và lớn hơn vật.

Bài 7 trang 212 SGK Vật lí 11: 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. 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).

Phương pháp giải:

Lời giải:

Đáp án D.

Thị kính của kính hiển vi tạo ảnh có các tính chất: là ảnh ảo, cùng chiều với vật và lớn hơn vật. 

Bài 8 trang 212 SGK Vật lí 11: 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. Khi quan sát một vật nhỏ thì ảnh của vật tạo bởi kính hiển vi có các tính chất nào ?

A. (1) + (5).                              B. (2) + (3).

C. (1) + (3) + (5).                     D. (2) + (4) + (5).

Phương pháp giải:

Lời giải:

Đáp án D. 

Khi quan sát một vật nhỏ thì ảnh của vật tạo bởi kính hiển vi có các tính chất: là ảnh ảo, ngược chiều với vật và lớn hơn vật. 

Bài 9 trang 212 SGK Vật lí 11: Một kính hiển vi có các tiêu cự vật kính và thị kính là f1 = 1 cm, 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 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.

Phương pháp giải:

Lời giải:

Sơ đồ tạo ảnh: 

$AB\underset{d_1;{d_1}^{\prime }}{\overset{L_1}{⟶}}{A_1}^{\prime }{B_1}^{\prime }\underset{d_2;{d_2}^{\prime }}{\overset{L_2}{⟶}}{A_2}^{\prime }{B_2}^{\prime }$

Độ dài quang học:  δ = 16cm;

Tiêu cự của vật kính và thị kính: f1 = 1 cm, f2 = 4 cm.

Khoảng cực cận: Đ = OCc = 20cm.

a) Số bội giác của ảnh khi người này ngắm chừng ở vô cực: $G_{\mathrm{\infty }}=\frac{\delta Đ}{f_1{f}_2}=\frac{16.20}{1.4}=80$

b) 

Số bội giác: $G_{\mathrm{\infty }}=\frac{\tan {\alpha }^{\prime }}{\tan \alpha }\approx \frac{{\alpha }^{\prime }}{\alpha }\Rightarrow {\alpha }^{\prime }=\alpha .G_{\mathrm{\infty }}=\frac{AB}{Đ}{G}_{\mathrm{\infty }}$

(α': góc trông ảnh; α: góc trông vật khi đặt tại Cc)

${\alpha }^{\prime }\ge 2^{\prime }\iff \frac{AB}{Đ}{G}_{\mathrm{\infty }}\ge 2^{\prime }$

$\begin{array}{rl}& 2^{\prime }={\left(\frac{2}{60}\right)}^0={\left(\frac{1}{30}\right)}^0=\left(\frac{1}{30}.\frac{\pi }{180}\right)rad\\ & =5,{8.10}^{-4}\left(rad\right)\\ & \Rightarrow \frac{AB}{Đ}{G}_{\mathrm{\infty }}\ge 5,{8.10}^{-4}\\ & \Rightarrow AB\ge \frac{{5,8.10}^{-4}.Đ}{G_{\mathrm{\infty }}}=1,{45.10}^{-4}cm=1,45\mu m\end{array}$

Lý thuyết Bài 33: Kính hiển vi

Kính hiển vi là dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt để quan sát những vật rất nhỏ.

Số bội giác của kính hiển vi lớn hơn rất nhiều lần so với số bội giác của kính lúp

- Vật kính $L_1$: là một thấu kính hội tụ (hoặc hệ thấu kính có tác dụng như thấu kính hội tụ) có tiêu cự rất nhỏ (cỡ milimét)

- Thị kính $L_2$: là kính lúp dùng để quan sát ảnh của vật tạo bởi vật kính.

            Vật kính và thị kính gắn đồng trục 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 $\delta =F_1^{\prime }{F}_2$ (khoảng cách từ tiêu điểm ảnh của thấu kính $L_1$ đến tiêu điểm vật của thấu kính $L_2$) là độ dài quang học.

- Ngoài ra còn có các bộ phận phụ khác như bộ phận tụ sáng, bộ phận nâng hạ ống kính, …

- Vật kính $L_1$ có tác dụng tạo ảnh thật $A_1{B}_1$ lớn hơn vật $AB$ nằm trong khoảng $O_2{F}_2$

- Thị kính $L_2$ 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 $L_2$ để quan sát sẽ nhìn thấy ảnh $A_2{B}_2$ của vật $AB$ tạo bơi 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 của vật cần quan sát được tạo ra ở vô cực thì ta có sự ngắm chừng ở vô cực.

* Khi quan sát vật bằng kính hiển vi phải thực hiện như sau:

- Vật phải được kẹp giữa hai tấm thủy tinh mỏng trong suốt, đó là tiêu bản.

- Vật được cố định trên giá, ta dời toàn bộ ống kính từ vị trí sát vật ra xa dần bằng ốc vi cấp.

IV - SỐ BỘI GIÁC KHI NGẮM CHỪNG Ở VÔ CỰC

 $G_{\mathrm{\infty }}=\left|k_1\right|G_2=\frac{\delta Đ}{f_1{f}_2}$

Trong đó:

+ $G_{\mathrm{\infty }}$: số bội giác của kính hiển vi khi ngắm chừng ở vô cực

+ $k_1$: số phóng đại của vật kính $L_1$

+ $G_2$: số bộ giác của thị kính $L_2$

+ $\delta$: độ dài quang học

+ $f_1$: tiêu cự của vật kính $L_1$

+ $f_2$: tiêu cự của thị kính $L_2$

+ $Đ=O{C}_C$: khoảng nhìn rõ gần nhất của mắt

Sơ đồ tư duy về kính hiển vi