Номер 5, страница 108 - гдз по физике 11 класс учебник Башарулы, Шункеев

5. Из каких оптических элементов состоит микроскоп? Объясните ход лучей в микроскопе.

Оптические элементы микроскопа
Микроскоп представляет собой оптическую систему, предназначенную для получения сильно увеличенных изображений очень маленьких объектов. Его оптическая часть состоит из двух основных элементов, каждый из которых, в свою очередь, может быть сложной системой из нескольких линз для устранения искажений (аберраций). В простейшей модели микроскоп состоит из:

1. Объектива – это короткофокусная собирающая линза, обращенная к наблюдаемому объекту. Её фокусное расстояние $F_{об}$ очень мало (от долей миллиметра до нескольких миллиметров), что позволяет получить большое увеличение.

2. Окуляра – это длиннофокусная собирающая линза, обращенная к глазу наблюдателя. Её фокусное расстояние $F_{ок}$ значительно больше фокусного расстояния объектива. Окуляр работает по принципу лупы.

Таким образом, оптическая система микроскопа — это система из двух собирающих линз (или двух систем линз).

Ответ: Основными оптическими элементами микроскопа являются объектив и окуляр. Оба являются собирающими линзами (или системами линз), при этом объектив имеет короткое фокусное расстояние, а окуляр — более длинное.

Ход лучей в микроскопе
Процесс построения изображения в микроскопе происходит в два этапа:

1. Построение изображения объективом. Рассматриваемый предмет помещают перед объективом на расстоянии $d$, которое немного превышает его фокусное расстояние ($d > F_{об}$, но $d < 2F_{об}$). Проходя через объектив, лучи света от предмета преломляются и собираются, формируя первое изображение. Это изображение является действительным, увеличенным и перевернутым. Его называют промежуточным изображением.

2. Построение изображения окуляром. Окуляр и объектив расположены так, чтобы это промежуточное изображение оказалось в фокальной плоскости окуляра или между окуляром и его передним фокусом (т.е. на расстоянии от окуляра, меньшем его фокусного расстояния $F_{ок}$). Окуляр, работая как лупа, использует это промежуточное изображение в качестве объекта. Лучи, выходящие из окуляра, становятся расходящимися или параллельными. Они формируют окончательное изображение, которое видит глаз наблюдателя. Это финальное изображение является мнимым, еще более увеличенным и остается перевернутым по отношению к исходному объекту.

Итоговое изображение наблюдается глазом на расстоянии наилучшего зрения (около 25 см). Общее угловое увеличение микроскопа $Γ$ равно произведению линейного увеличения объектива $|Γ_{об}|$ и углового увеличения окуляра $Γ_{ок}$:

$Γ = |Γ_{об}| \cdot Γ_{ок}$

Ответ: Лучи от предмета, расположенного вблизи фокуса объектива, проходят через него и создают увеличенное, действительное и перевернутое промежуточное изображение. Затем это изображение рассматривается через окуляр как через лупу, который создает финальное, мнимое, еще более увеличенное и перевернутое (относительно предмета) изображение, видимое глазом.