Номер 5, страница 227 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Ответь на вопросы. § 47. Оптические приборы. Глава 3. Световые явления. Электромагнитные волны - номер 5, страница 227.

5. Как устроен микроскоп? Объясните, используя рисунок 171, ход лучей в микроскопе.

Микроскоп — это оптический прибор, предназначенный для получения сильно увеличенных изображений объектов, невидимых невооруженным глазом.

Устройство микроскопа:

Основными частями оптического микроскопа являются объектив и окуляр, которые закреплены в подвижном тубусе. Ключевые компоненты включают:

- Объектив: Это система линз, обращенная к наблюдаемому объекту. Он имеет короткое фокусное расстояние (несколько миллиметров). Объектив создает первое, увеличенное, действительное и перевернутое изображение объекта.

- Окуляр: Это система линз, обращенная к глазу наблюдателя. Он работает как лупа, через которую рассматривается изображение, созданное объективом. Фокусное расстояние окуляра больше, чем у объектива.

- Тубус: Трубка, соединяющая объектив и окуляр и обеспечивающая необходимое расстояние между ними.

- Механизмы фокусировки (макровинт и микровинт): Позволяют перемещать тубус или предметный столик для получения резкого изображения.

- Предметный столик: Место для размещения наблюдаемого образца (препарата).

- Система освещения: Включает источник света и конденсор (система линз), который направляет и фокусирует свет на препарате.

Ход лучей в микроскопе:

Принцип действия микроскопа основан на двухэтапном увеличении. Хотя рисунок 171 не предоставлен, общий ход лучей следующий:

1. Предмет AB помещают перед объективом на расстоянии, немного превышающем его фокусное расстояние ($F_{об}$).

2. Объектив, как собирающая линза, строит действительное, увеличенное и перевернутое изображение предмета — так называемое промежуточное изображение A₁B₁.

3. Это промежуточное изображение A₁B₁ располагается в фокальной плоскости окуляра или между окуляром и его передним фокусом ($F_{ок}$). Таким образом, для окуляра оно является предметом.

4. Окуляр, работая как лупа, создает мнимое, еще более увеличенное и прямое (по отношению к промежуточному изображению) изображение A₂B₂.

5. Итоговое изображение A₂B₂, которое видит наблюдатель, является мнимым, перевернутым (по отношению к исходному предмету AB) и сильно увеличенным.

Общее угловое увеличение микроскопа равно произведению линейного увеличения объектива ($Г_{об}$) на угловое увеличение окуляра ($Г_{ок}$):

$Г = |Г_{об}| \cdot Г_{ок}$

Линейное увеличение объектива определяется как $Г_{об} \approx \frac{L}{f_{об}}$, где $L$ — оптическая длина тубуса (расстояние между задним фокусом объектива и передним фокусом окуляра), а $f_{об}$ — фокусное расстояние объектива.

Угловое увеличение окуляра (как и для лупы) равно $Г_{ок} = \frac{d_0}{f_{ок}}$, где $d_0$ — расстояние наилучшего зрения (стандартно принимается равным 25 см), а $f_{ок}$ — фокусное расстояние окуляра.

Таким образом, общее увеличение микроскопа можно рассчитать по формуле:

$Г \approx \frac{L \cdot d_0}{f_{об} \cdot f_{ок}}$

Ответ: Микроскоп состоит из двух основных оптических систем: объектива и окуляра. Объектив, являясь короткофокусной собирающей линзой, создает увеличенное, действительное, перевернутое промежуточное изображение объекта. Окуляр, работая как лупа, создает из этого промежуточного изображения окончательное, мнимое, еще более увеличенное изображение, которое и наблюдает глаз. Таким образом, микроскоп обеспечивает значительное увеличение за счет последовательного действия двух оптических систем.