Kính hiển vi vật lý 11: Nguyên lý và ứng dụng thực tiễn

Kính hiển vi là một trong những dụng cụ quang học quan trọng được giảng dạy trong chương trình Vật Lý 11. Nó giúp học sinh hiểu rõ về cách thức phóng đại hình ảnh của các vật thể nhỏ không thể quan sát được bằng mắt thường. Bài học này không chỉ cung cấp lý thuyết mà còn đi kèm với các bài tập tính toán liên quan đến kính hiển vi.

Cấu tạo kính hiển vi

• Vật kính: Có tiêu cự nhỏ, giúp tạo ra ảnh thật phóng đại.
• Thị kính: Có tiêu cự lớn hơn vật kính, giúp phóng đại thêm ảnh do vật kính tạo ra.
• Ống kính: Giữ cho vật kính và thị kính nằm đồng trục.
• Bộ phận tụ sáng: Dùng để chiếu sáng vật cần quan sát.

Nguyên lý hoạt động của kính hiển vi

Khi quan sát bằng kính hiển vi:

1. Vật cần quan sát được đặt ở trước tiêu điểm của vật kính. Vật kính tạo ra ảnh thật lớn hơn nhiều so với vật.
2. Ảnh thật này được đặt trong khoảng tiêu cự của thị kính, thị kính sẽ phóng đại và tạo ra ảnh ảo cuối cùng để mắt người quan sát.

Công thức tính số bội giác của kính hiển vi

Công thức số bội giác (G) của kính hiển vi khi ngắm chừng ở vô cực:

[ G_{infty} = left| k_1 right| G_2 = frac{delta cdot Đ}{f_1 f_2} ]

Trong đó:

• (k_1): Số phóng đại của vật kính.
• (G_2): Số bội giác của thị kính.
• (delta): Độ dài quang học của kính.
• (f_1), (f_2): Tiêu cự của vật kính và thị kính.
• (Đ): Khoảng cách ngắm chừng của mắt (thường lấy là 25 cm đối với mắt bình thường).

Các ví dụ bài tập điển hình

Dưới đây là một số dạng bài tập thường gặp:

1. Một kính hiển vi có vật kính tiêu cự ( f_1 = 1 , text{cm} ), thị kính tiêu cự ( f_2 = 4 , text{cm} ), độ dài quang học ( delta = 16 , text{cm} ). Tính số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực.
2. Một người có mắt không bị tật quan sát qua kính hiển vi có vật kính tiêu cự ( 0,5 , text{cm} ) và thị kính tiêu cự ( 2 , text{cm} ). Biết khoảng cách giữa hai kính là ( 12,5 , text{cm} ), tính số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực.

Kết luận

Việc học về kính hiển vi giúp học sinh không chỉ hiểu về cách hoạt động của các dụng cụ quang học mà còn ứng dụng vào thực tế để giải quyết các bài toán liên quan. Bên cạnh lý thuyết, học sinh cần rèn luyện kỹ năng tính toán qua các bài tập đa dạng.