Kính hiển vi

I, Tóm tắt lí thuyết

• Kính hiển vi là dụng cụ quang học hỗ trợ cho mắt làm tăng góc trông ảnh của những vật rất nhỏ, với số bội giác lớn hơn rất nhiều so với số bội giác của kính lúp.

• Cấu tạo: gồm 2 bộ phận chính

▪ Vật kính \[{{L}_{1}}\] là một thấu kính hội tụ có tiêu cự \[{{f}_{1}}\] rất nhỏ (cỡ mm).

▪ Thị kính \[{{L}_{2}}\] là kính lúp có tiêu cự \[{{f}_{2}}\] dùng để qua sát ảnh của vật tạo bởi vật kính.

Vật kính và thị kính được ghép đồng trục: \[{{O}_{1}}{{O}_{2}}=l\] không đổi và \[F_{1}^{'}{{F}_{2}}=\delta \] : được gọi là độ dài quang học.

Luôn có: \[{{O}_{1}}{{O}_{2}}={{f}_{1}}+{{f}_{2}}+\delta \]

• Cách ngắm chừng: vật kính có tác dụng tạo ra ảnh thật \[A_{1}^{'}B_{1}^{'}\] (lớn hơn vật AB) ở trong khoảng \[{{O}_{2}}{{F}_{2}}\] (từ quang tâm đến tiêu diện vật của thị kính). Khác với kính lúp quan sát vật trực tiếp thì kính hiển vi dùng kính lúp \[{{L}_{2}}\] quan sát ảnh \[A_{1}^{'}B_{1}^{'}\] do \[{{L}_{1}}\] tạo ra.

Thông thường, để cho đỡ mỏi mắt, người mắt bình thường ngắm chừng ở vô cực (mắt không điều tiết) bằng cách đưa ảnh \[A_{1}^{'}B_{1}^{'}\] tới tiêu điểm vật của thị kính. Số bội giác kính hiển vi khi ngắm chừng ở vô cực là:

\[{{G}_{\infty }}=\left| {{k}_{1}} \right|{{G}_{2}}=\frac{\delta D}{{{f}_{1}}{{f}_{2}}}\]

Hai số liệu: số phóng đại ảnh qua vật kính \[\left| {{k}_{1}} \right|\] và số bội giác của thị kính khi ngắm chừng ở vô cực \[{{G}_{2}}\] thường được ghi trên vành của vật kính và thị kính.

II, Các ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Khi nói về cấu tạo của kính hiển vi, phát biểu nào sau đây đúng?

A.Vật kính là thấu kính phân kì có tiêu cự rất ngắn, thị kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn

B.Vật kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự rất ngắn, thị kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn

C. Vật kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự dài, thị kính là thấu kính phân kì có tiêu cự rất ngắn

D.Vật kính là thấu kính phân kì có tiêu cự dài, thị kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn

Hướng dẫn

Kính hiển vi gồm vật kính và thị kính. Vật kính \[{{O}_{1}}\]là một thấu kính hội tụ có tiêu cự rất ngắn (vài mm), dùng để tạo ra một ảnh thật rất lớn của vật cần quan sát. Thị kính \[{{O}_{2}}\]cũng là một thấu kính hội tụ có

tiêu cự ngắn (vài cm), dùng như một kính lúp đểquan sát ảnh thật nói trên.

Chọn đáp án B

Ví dụ 2: Khi nói về cách ngắm chừng qua kính hiển vi, phát biểu nào sau đây đúng?

A. Điều chỉnh khoảng cách giữa vật kính và thị kính sao cho ảnh của vật qua kính hiển vi nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt

B. Điều chỉnh khoảng cách giữa mắt và thịkính sao cho ảnh của vật qua kính hiển vi nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt

C. Điều chỉnh khoảng cách giữa vật và kính sao cho ảnh của vật qua kính hiển vi nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt

D. Điều chỉnh tiêu cựcủa thịkính sao cho ảnh cuối cùng của vật qua kính hiển vi nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt

Hướng dẫn

Khoảng cách giữa vật kính và thị kính bằng \[{{O}_{1}}{{O}_{2}}\] không đổi. Điều chỉnh khoảng cách giữa vật và kính sao cho ảnh của vật qua kính hiển vi nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt.

Chọn đáp án C

Ví dụ 3: Số bội giác của kính hiển vi khi ngắm chừng ở vô cực

A.tỉ lệ thuận với tiêu cự của vật kính và thị kính

B.tỉ lệ thuận với tiêu cự của vật kính và tỉ lệ nghịch với tiêu cự của thị kính

C.tỉ lệ nghịch với tiêu cự của vật kính và tỉ lệ thuận với tiêu cự của thị kính

D.tỉ lệ nghịch với tiêu cự của vật kính và tiêu cự của thị kính

Hướng dẫn

Số bội giác của kính hiển vi khi ngắm chừng ở vô cực: \[{{G}_{\infty }}=\left| {{k}_{1}} \right|{{G}_{2}}=\frac{\delta D}{{{f}_{1}}{{f}_{2}}}\]

Trong đó: \[{{k}_{1}}\] là số phóng đại của vật kính \[{{L}_{1}}\]

\[{{G}_{2}}\] là số bội giác của thị kính \[{{L}_{2}}\]

\[\delta \] là độ dài quang học

\[{{f}_{1}},{{f}_{2}}\] là tiêu cự của vật kính và thị kính

\[D=O{{C}_{C}}\] là khoảng nhìn rõ gần nhất của mắt.

Chọn đáp án D

Ví dụ 4: Một kính hiển vi gồm vật kính có tiêu cự 5 mm và thị kính có tiêu cự20 mm. Vật AB cách vật kính 5,2 mm. Vị trí ảnh của vật cho bởi vật kính là

A.6,67cm B. 13cm C. 19,67cm D.25cm

Hướng dẫn

\[{{d}_{1}}=5,2mm\]

Ảnh cho bởi vật kính: \[\frac{1}{{{d}_{2}}}=\frac{1}{{{f}_{1}}}-\frac{1}{{{d}_{1}}}=\frac{1}{5}-\frac{1}{5,2}=\frac{1}{130}\Rightarrow {{d}_{2}}=130mm=13cm\]

Chọn đáp án B

Ví dụ 5: Số phóng đại của vật kính của kính hiển vi bằng 30. Biết tiêu cự của thị kính là 2 cm, khoảng nhìn rõ ngắn nhất của người quan sát là 30 cm. Số bội giác của kính hiển vi đó khi ngắm chừng ở vô cực là

A.75 B.180 C. 450 D.900

Hướng dẫn

\[{{G}_{\infty }}=\left| {{k}_{1}} \right|{{G}_{2\infty }}=\left| {{k}_{1}} \right|\frac{O{{C}_{C}}}{{{f}_{2}}}=30\frac{30}{2}=450\]

Chọn đáp án C

Ví dụ 6: Một kính hiển vi gồm vật kính có tiêu cự 0,5 cm và thị kính có tiêu cự 2 cm. Biết khoảng cách giữa vật kính và thị kính là 12,5 cm; khoảng nhìn rõ ngắn nhất của người quan sát là 25 cm. Khi ngắm chừng ởvô cực, số bội giác của kính hiển vi là

A. 200 B. 350 C. 250 D.175

Hướng dẫn

\[{{f}_{1}}=0,5cm,{{f}_{2}}=2cm,{{O}_{1}}{{O}_{2}}=12,5cm\Rightarrow \delta =10cm,D=25cm\]

Số bội giác của kính khi ngắm chừng ở vô cực là: \[{{G}_{\infty }}=\frac{\delta D}{{{f}_{1}}{{f}_{2}}}=\frac{10.25}{0,5.2}=250\]

Chọn đáp án C

Ví dụ 7: Một người mắt tốt có khoảng nhìn rõ từ24 cm đến vô cực, quan sát một vật nhỏ qua kính hiển vi có vật kính \[{{O}_{1}}\] có tiêu cự 1cm và thị kính \[{{O}_{2}}\] có tiêu cự 5 cm. Biết khoảng cách \[{{O}_{1}}{{O}_{2}}=20cm\] . Số bội giác của kính hiển vi trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực là

A.67,2 B. 70 C. 96 D.100

Hướng dẫn

\[{{f}_{1}}=1cm,{{f}_{2}}=5cm,{{O}_{1}}{{O}_{2}}=20cm\Rightarrow \delta =14cm,D=24cm\]

Số bội giác của kính khi ngắm chừng ở vô cực là:

\[{{G}_{\infty }}=\frac{\delta D}{{{f}_{1}}{{f}_{2}}}=\frac{14.24}{1.5}=67,2\]

Chọn đáp án A

Ví dụ 8: Một người mắt tốt có khoảng nhìn rõ từ 25cm đến vô cực, quan sát một vật nhỏqua kính hiển vi có vật kính \[{{O}_{1}}\] có tiêu cự 1cm và thị kính \[{{O}_{2}}\] có tiêu cự 5 cm. Biết khoảng cách \[{{O}_{1}}{{O}_{2}}=20cm\] . Số bội giác của kính hiển vi trong trường hợp ngắm chừng ở điểm cực cận là

A.75 B. 70 C.89 D. 110

Hướng dẫn

\[{{f}_{1}}=1cm,{{f}_{2}}=5cm,D=25cm\]

Số bội giác khi ngắm chừng ở điểm cực cận là: \[{{G}_{C}}=\left| {{k}_{1}}{{k}_{2}} \right|\]

Trong đó: \[{{k}_{2}}=-\frac{-D-{{f}_{2}}}{{{f}_{2}}}=6\left( d_{2}^{'}=-D \right)\]

\[{{k}_{1}}=-\frac{-d_{1}^{'}-{{f}_{1}}}{{{f}_{1}}}\] với \[d_{1}^{'}={{O}_{1}}{{O}_{2}}-{{d}_{2}}={{O}_{1}}{{O}_{2}}-\frac{d_{2}^{'}{{f}_{2}}}{d_{2}^{'}-{{f}_{2}}}=\frac{96}{5}cm\]

\[\Rightarrow {{k}_{1}}=\frac{-89}{6}\Rightarrow {{G}_{C}}=89\]

Chọn đáp án C

Ví dụ 9: Một kính hiển vi với vật kính có tiêu cự 4mm, thị kính có tiêu cự 20 mm. Biệt độ dài quang học bằng 156 mm. Khoảng cách từ vật tới vật kính khi ngắm chừng ở vô cực là

A. 4,00000 mm B. 4,10256 mm C.1,10165 mm D.4,10354 mm

Hướng dẫn

\[{{f}_{1}}=4mm,{{f}_{2}}=20mm,\delta =156mm,D=25cm\]

Khi ngắm chừng ở vô cực thì ảnh của vật qua vật kính tại tiêu diện của thị kính:

\[d_{1}^{'}=\delta -{{f}_{1}}=16cm\Rightarrow {{d}_{1}}=\frac{d_{1}^{'}{{f}_{1}}}{d_{1}^{'}-f}=\text{4,102256 mm}\text{.}\]

Chọn đáp án B

Ví dụ 10: Một kính hiển vi gồm vật kính có tiêu cự 1,00 cm và thịkính có tiêu cự 2,50 cm. Hai kính này đặt cách nhau một khoảng 15,0 cm. Cho biết mắt quan sát có khoảng cực cận bằng 25,0 cm. Số bội giác của kính hiển vi này khi ngắm chừng ở vô cực có giá trị

A. 115. B. 150. C. 200. D. 250.

Hướng dẫn

\[{{f}_{1}}=1cm,{{f}_{2}}=2,5cm,{{O}_{1}}{{O}_{2}}=15cm\Rightarrow \delta =11,5cm,D=25cm\]

Khi ngắm chừng ở vô cực, kính hiển vi có độ bội giác: \[{{G}_{\infty }}=\frac{\delta D}{{{f}_{1}}{{f}_{2}}}=\frac{11,5.25}{1.2,5}=115\]

Chọn đáp án A

III, Bài tập tự luyện

Câu 1: Trong trường hợp nào sau đây, bạn phải sử dụng kính hiển vi?

A. Bạn muốn quan sát ảnh của một tế bào.

B. Bạn muốn quan sát ảnh của Mặt Trăng.

C. Mắt bạn bịcận thị và bạn muốn quan sát một dòng chữ rất nhỏtrên một đơn thuốc.

D. Mắt bạn bị tật cận thị và bạn muốn chụp ảnh của một tòa nhà ở rất xa.

Câu 2: Chọn câu nhận xét đúng về trường hợp mắt quan sát ảnh qua kính hiển vi.

A. Vật kính và thị kính đều có tác dụng cho ảnh thật rất lớn so với vật.

B. Vật kính cho ảnh thật được phóng đại so với vật, thị kính cho ảnh thật được phóng đại nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt.

C. Vật kính cho ảnh thật được phóng đại so với vật, thị kính cho ảnh ảo được phóng đại nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt.

D. Vật kính đặt sát vật, mắt đặt sát thị kính đểquan sát ảnh cuối ởtrong khoảng nhìn rõ của mắt.

Câu 3: Một kính hiển vi được xem là “tốt” nếu kính hiển vi này

A. có các vật kính và thịkính đều có tiêu cựrất lớn.

B. cho sốbội giác lớn.

C. có khoảng cách giữa vật kính và thịkính rất lớn.

D. có sốphóng đại của ảnh cuối rất lớn so với vật đầu tiên.

Câu 4: Khi một mắt bị tật cận thị quan sát ảnh của một vật rất nhỏqua kính hiển vi thì

A. đặt mắt sát với thị kính và vật phải đặt sát với vật kính.

B. đặt mắt sát với vật kính và vật phải đặt sát với thị kính.

C. ngắm chừng để ảnh cuối nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt.

D. điều chỉnh để vật nằm trong khoảng từ điểm cực cận đến điểm cực viễn của mắt.

Câu 5: Một mắt có khoảng cực cận bằng 25,0 cm ngắm chừng ở vô cực qua một kính hiển vi, thấy số bội giác của ảnh là 200. Khoảng cách giữa vật kính và thị kính của kính hiển vi là 23,0 cm và độ dài quang học của kính là 18,0 cm. Tiêu cự của vật kính và của thị kính lần lượt bằng

A. 4,5 cm và 0,50 cm. B. 0,50 cm và 4,5 cm.

C. 0,60 cm và 4,4 cm. D. 0,40 cm và 4,6 cm

Câu 6: Bạn Việt quan sát ảnh của một vi khuẩn qua một kính hiển vi có số bội giác bằng 525 khi ngắm chừng không điều tiết. Khi này, số bội giác của thị kính là 12. Cho biết khoảng cách giữa vật kính và thịkính bằng 23,0 cm và mắt bạn Việt không bị tật, có khoảng cực cận bằng 25,0 cm. Vật kính của kính hiển vi này có tiêu cự bằng

A. 6,68 mm. B. 2,08 cm. C. 4,68 mm. D. 2,08 mm.

Câu 7: Khoảng cách giữa hai thấu kính của kính hiển vi bằng 18 cm. Vật kính có tiêu cự 1 cm, thị kính có tiêu cự 3cm. Ban đầu vật cần quan sát cách vật kính 1,06 cm. Cần dịch chuyển thấu kính theo chiều nào, một đoạn bằng bao nhiêu để ngắm chừng ở vô cực?

A. Dịch chuyển kính gần vật thêm 0,022 cm

B. Dịch chuyển kính xa vật thêm 0,022 cm

C. Dịch chuyển kính gần vật thêm 0,011 cm

D. Dịch chuyển kính xa vật thêm 0,011 cm.

Câu 8: Một kính hiển vi quang học gồm vật kính và thị kính có tiêu cự lần lượt là 0,5 cm và 4 cm.Khoảng cách giữa vật kính và thị kính bằng 20 cm. Một người mắt không có tật, có điểm cực cận cách mắt 25 cm, sử dụng kính hiển vi này để quan sát một vật nhỏ. Độ bội giác của kính khi ngắm chừng ở vô cực là

A. 19,75. B. 25,25. C. 193,75. D. 250,25.

Câu 9: Một kính hiển vi gồm vật kính có\[{{f}_{1}}\] = 6 mm và thị kính có \[{{f}_{2}}\]= 25 mm. Vật AB đặt vuông góc với trục chính, cách vật kính 6,2 mm và được điều chỉ nh để ngắm chừng ở vô cực. Khoảng cách giữ a vật kính và thị kính là?

A. 195 mm. B. 215 mm. C. 185 mm. D. 211 mm.

Câu 10: Vật kính của một kính hiển vi có tiêu cự \[{{f}_{1}}\] = 4 mm; thị kính có tiêu cự \[{{f}_{2}}\]= 4 cm. Người quan sát mắt bình thường có điểm cực cận cách mắt 25 cm. Số bội giác của kính hiển vi khi ngắm chừng ở vô cực là 244. Khoảng cách \[{{O}_{1}}{{O}_{2}}\]của vật kính và thị kính là

A. 4,24 cm

B. 20,016 cm

C. 50,044 cm

D. 25,414 cm

Đáp án