Задачник по прикладной оптике - Апенко М.И.
ISBN 5-06-004258-8
Скачать (прямая ссылка):
Задача 10.17. Для рассматривания мелких организмов применяют лупу Стэнхопа, которая представляет собой положительную концентрическую линзу с г2 = -(1/3) d.
1. Определить положение фокусов и главных плоскостей лупы Стэнхопа из стекла с показателем преломления и= 1,5. Где должен располагаться предмет, рассматриваемый через такую лупу?
2. Вычислить радиусы кривизны, толщину, фокусные расстояния и^ фокальные отрезки лупы Стэнхопа, у которой видимое увеличение Гл = 25 мм. Показатель преломления принять равным и =1,5.
Ответ-. 1. /'=-/= (2/3) d = -3r2; г, = -2гг; s'F-= (l/3)/d; sF= 0.
Предмет располагается непосредственно у первой сферической поверхности лупы. 2. /'= -/=10 мм; г, = 10 мм; г2 = ~5 мм; d= 15 мм; s'F-= 5 мм; sF= 0; /я.= -5 мм' sH= 10 мм.
Задача 10.18. При каком увеличении наблюдатель видит шкалу, удаленную от глаза на расстояние s = -2 м, если между глазом и шкалой расположена лупа с фокусным расстоянием 100 мм так, что шкала находится в фокальной плоскости лупы?
Ответ: видимое увеличение лупы должно быть 20х.
Задача 10.19. Определить конструктивные параметры однолинзовой лупы в виде симметричной двояковыпуклой линзы с видимым увеличением Гл = 4, линейным полем 2у = 45 мм, диаметром выходного зрачка ?У = 4 мм, удалением выходного зрачка а'г= 35 мм, считая что лупа изготовлена из стекла марки К2. Для этого следует определить:
1. Фокусное расстояние лупы (/7= 62,5 мм);
2. Световой диаметр лупы (Д., = 29,2 мм);
3. Полный диаметр лупы, приняв припуск на закрепление AD = 2 мм; Dno„ = 31,2 мм;
4. Радиусы кривизны поверхностей бесконечно тонкой лупы (г, = -г2= 62,5 мм);
5. Толщину лупы, если толщина по краю должна быть 2 мм (d = 6 мм);
272
6. Положение предмета относительно передней поверхности лупы (sF= -60,5 мм).
Ответ: ответы приведены в скобках в каждом пункте.
Задана 10.20. Предмет расположен на расстоянии 1,55 мм перед точкой переднего фокуса объектива микроскопа с фокусным расстоянием 15,5 мм. Изображение после объектива рассматривается через окуляр с фокусным расстоянием 20 мм. Найти видимое увеличение микроскопа и оптическую длину тубуса (оптический интервал).
Ответ: Гм=-125; А = 155 мм.
Задача 10.21. Какой наибольшей величины объект можно рассмотреть в микроскоп, у которого видимое увеличение — 400, видимое увеличение окуляра 10х, линейное поле окуляра 14 мм?
Ответ: линейное поле микроскопа 2у = 0,35 мм.
Задача 10.22. При длине механического тубуса_ДМ1 = 130л*,и видимое увеличение отсчетного микроскопа МИР-2 ГИ1 = —19. Как изменится увеличение этого микроскопа, если длина механического тубуса станет AMj = 160 мм и Дм = 190 мм? Фокусное расстояние объектива микроскопа 33,1 мм, а видимое увеличение окуляра Г0, = Т.
Ответ: ГМг=~25,3, ГМз=-31,7.
Задача 10.23. Наибольшая апертура оптического микроскопа Л = 1,6. Какова разрешающая способность микроскопа в видимой области спектра?
Ответ: 5 = 0,17 мкм при X. = 0,55 мкм.
Задача 10.24. Определить геометрическую глубину резко изображаемого пространства микроскопа, состоящего из объектива 90x1,25 и окуляра с фокусным расстоянием 25 мм.
Ответ: Лгг= 0,3 мкм.
Задача 10.25. В металлографическом микроскопе, длина тубуса которого принята равной бесконечности, используется объектив с фокусным расстоянием //=40 мм и числовой апертурой А = 0,10. Фокусное расстояние тубусной линзы /./= 250 мм. Найти полезное увеличение микроскопа и подобрать окуляр из имеющегося набора: Гок = 6,3х; 10х; 12,5х; 16х; 20х; 25х.
Ответ: 50<ГМП<100; Гок = 10х и Гок=16х.
Задача 10.26. Определить глубину резко изображаемого пространства биологического микроскопа, укомплектованного ахроматическими объективами: 4x0,12; 10x0,30; 40x0,65 и окулярами с видимым увеличением Гок = 6,3х, Гок = 10х: а) при наблюдении препарата; б) при использовании окуляров с сеткой. Наблюдения выполняются в свете с длиной волны X = 0,0005 мм.
18-2509
273
Ответ: а) для объектива 4x0,12 и окуляра с Гок = 6,3, Aza= = 0,394 мм, Az,= 0,017 мм; для окуляра Гок = 10, Aza= 0,156 мм, Дг,= 0,017 мм; б) для объектива 10x0,30 и ^окуляра Гок = 6,3, Дza= = 0,063 мм, Дz, = 0,03 мм; для окуляра Гок = 10, Дга = 0,025 мм, Az„= 0,003 мм; в) для объектива 40x0,65 и ^жуляра Гок = 6,3, Aza= = 0,004 мм, Az,= 0,001 мм; для окуляра Гок = 10, Aza= 0,002мм, Az„= 0,001 мм.
Задача 10.27. Определить дифракционный предел разрешения металлографического микроскопа, укомплектованного планахрома-том с. фокусным расстоянием fj= 6,3 мм, числовой апертурой А = 0,65, тубусной линзой с фокусным расстоянием /„'=250 мм и окуляром с видимым увеличением Гок = 10х, если А. = 0,0005 мм.
Ответ: 6 = 0,00038 мм.
Задача 10.28. Определить фокусное расстояние объектива микроскопа с видимым увеличением Гм = -400. Фокусное расстояние окуляра//= 25 мм. Расстояние между предметом и его изображением после объектива ?, = 180 мм. Компоненты микроскопа считать бесконечно тонкими.
Ответ: 4,28 мм.
Задача 10.29. В визирном микроскопе^ используется объектив 10x0,15 и окуляр с видимым увеличением Гок = 10х. Линейное поле микроскопа 2у='\,0 мм. Оптическая длина тубуса Д=160 мм. Определить видимое и полезнее увеличения микроскопа; диаметр и положение выходного зрачка; диаметр полевой диафрагмы; световой диаметр окуляра. Компоненты микроскопа считать бесконечно тонкими.
