Летучки и кр по физике

171

6. Препарат сердца человека рассматривается в световой микроскоп с угловой апертурой 120° и водной иммерсией (n = 1,33) при освещении голубым светом с длиной волны λ = 495 нм. Можно ли увидеть в такой микроскоп: а) сократительные кардиомиоциты (длина 50–120 мкм, ширина 15–20 мкм); б) атипичные кардиомиоциты синусно-предсердного узла (диаметр 8–10 мкм); в) стрептококковую инфекцию (диаметр клетки стрептококка 0,6–1 мкм)? Найти минимальное и максимальное значения полезного увеличения микроскопа.

Вариант 8

1.Изменятся ли предел разрешения микроскопа и его полезное увеличение, если между предметом и объективом поместить воду? Почему?

2.Чему равна длина волны света, если при дифракции в дифракционной решетке его третий дифракционный максимум наблюдается под углом 19°, в то время как второй дифракционный максимум для длины волны 546 нм наблюдается под углом 15° 40' относительно того же направления? Какова постоянная решетки?

3.Постройте изображение предмета, распложенного на расстоянии d от рассеивающей линзы с фокусным расстоянием F, при условии d 2,25F .

Предмет представляет собой стрелку с началом на главной оптической оси линзы. Охарактеризуйте полученное изображение.

4.Сравнить размеры предмета и его изображения в системе, описанной в Задаче 3.

5.В таблице даны некоторые характеристики светового микроскопа, рассматриваемого микрообъекта и его изображения. Заполнить пустые ячейки таблицы, подтвердить расчетами.

172

6. Препарат печени человека рассматривается в микроскоп с угловой апертурой 140° и водной иммерсией (n = 1,33) при освещении фиолетовым светом с длиной волны λ = 430 нм. Можно ли увидеть в такой микроскоп: а) ядра клеток печени – гепатоцитов (размер 7–16 мкм); б) митохондрии гепатоцитов (размер 0,8–2 мкм); в) вирус гепатита B (размер вириона 42–45 нм)? Найти минимальное и максимальное значения полезного увеличения микроскопа.

Вариант 9

1.Что такое линейное увеличение микроскопа? От каких параметров микроскопа оно зависит? Чем отличается полезное увеличение микроскопа от линейного?

2.Дифракционная решетка имеет 200 штрихов на 1 мм. Определите расстояние

дифракционной решетки на 2,5 м. Учесть при расчетах, что для малых углов tg φ ≈ sin φ.

3. Постройте изображение предмета, распложенного на расстоянии d от рассеивающей линзы с фокусным расстоянием F, при условии d 43 F . Предмет

представляет собой стрелку с началом на главной оптической оси линзы. Охарактеризуйте полученное изображение.

4.Сравнить размеры предмета и его изображения в системе, описанной в Задаче 3.

5.В таблице даны некоторые характеристики светового микроскопа, рассматриваемого микрообъекта и его изображения. Заполнить пустые ячейки таблицы, подтвердить расчетами.

173

6. Препарат стенки дна желудка человека рассматривается в микроскоп с угловой апертурой 130° и водной иммерсией (n = 1,33) при освещении синим светом с длиной волны λ = 460 нм. Можно ли увидеть в такой микроскоп: а) собственные железы желудка (диаметром 30-50 мкм); б) секреторные гранулы (0,9–1 мкм); в) бактерии Helicobacter pylori, инфицирующие желудок (3 мкм в длину, 0,5 мкм в диаметре)? Найти минимальное и максимальное значения полезного увеличения микроскопа.

Вариант 10

1.Какое физическое явление ограничивает предел разрешения микроскопа? Изменится ли предел разрешения микроскопа, если взять окуляр с большим увеличением?

2.Четвертое дифракционное изображение красной линии лития, получаемое с дифракционной решеткой, отклонено от центрального изображения на 12° 20'. Вычислить длину волны для этой линии, если решетка имеет 80 штрихов на

1мм. Каков будет угол дифракции для этой же линии, если взять дифракционную решетку, имеющую 250 штрихов на 1 мм?

3.Постройте изображение предмета, распложенного на расстоянии d от

рассеивающей линзы с фокусным расстоянием F, при условии d 0,8F . Предмет представляет собой стрелку с началом на главной оптической оси линзы. Охарактеризуйте полученное изображение.

4.Сравнить размеры предмета и его изображения в системе, описанной в Задаче 3.

5.В таблице даны некоторые характеристики светового микроскопа, рассматриваемого микрообъекта и его изображения. Заполнить пустые ячейки таблицы, подтвердить расчетами.

174

6. Препарат скелетных мышц человека в продольном разрезе рассматривается в микроскоп с угловой апертурой 130° и масляной иммерсией (n = 1,5) при освещении желтым светом с длиной волны λ = 570 нм. Можно ли увидеть в такой микроскоп: а) отдельные мышечные волокна (толщина 50–100 мкм); б) отдельные саркомеры – участки между двумя Z-линями мышечного волокна (2,5 мкм); в) толстые филаменты (толщина 15 нм)? Найти минимальное и максимальное значения полезного увеличения микроскопа.

Вариант 11

1.Как увеличить разрешающую способность микроскопа? Перечислить и пояснить основные способы.

2.Дифракционная решетка находится на расстоянии 3 м от экрана. При освещении ее нормально падающим монохроматическим светом на экране появилась дифракционная картина, где первый главный максимум удален от центрального на 30 см. Какова длина световой волны, если дифракционная решетка имеет 200 штрихов на миллиметр? Учесть при расчетах, что для малых углов tg φ ≈ sin φ.

3.Постройте изображение предмета, распложенного на расстоянии d от собирающей линзы с фокусным расстоянием F, при условии d 2,75F . Предмет

представляет собой стрелку с началом на главной оптической оси линзы. Охарактеризуйте полученное изображение.

4.Сравнить размеры предмета и его изображения в системе, описанной в Задаче 3.

5.В таблице даны некоторые характеристики светового микроскопа, рассматриваемого микрообъекта и его изображения. Заполнить пустые ячейки таблицы, подтвердить расчетами.

175

6. Препарат стенки двенадцатиперстной кишки человека рассматривается в световой микроскоп с угловой апертурой 130° и водной иммерсией (n = 1,33) при освещении зеленым светом с длиной волны λ = 550 нм. Можно ли увидеть в такой микроскоп: а) кишечные крипты (диаметр 70 мкм); б) отдельные микроворсинки на поверхности клеток кишечного эпителия (0,08 – 0,11 мкм в диаметре, 0,01 – 0,02 мкм - промежутки между ворсинками; в) бактерии Helicobacter pylori, инфицирующие двенадцатиперстную кишку (3 мкм в длину, 0,5 мкм в диаметре)? Найти минимальное и максимальное значения полезного увеличения микроскопа.

176

Вариант 12

1.Что такое иммерсионный объектив? С какой целью используется иммерсия?

2.Сколько штрихов на 1 мм имеет дифракционная решетка, если

оранжевая линия спектра белого света (λ1 = 600 нм) наблюдается в главном максимуме второго порядка под углом 17о28'? Под каким углом

наблюдается голубая линия спектра белого света (λ2 = 490 нм) в спектре первого порядка?

3.Постройте изображение предмета, распложенного на расстоянии d от собирающей линзы с фокусным расстоянием F, при условии d 1,75F .

Предмет представляет собой стрелку с началом на главной оптической оси линзы. Охарактеризуйте полученное изображение.

4.Сравнить размеры предмета и его изображения в системе, описанной в Задаче 3.

5.В таблице даны некоторые характеристики светового микроскопа, рассматриваемого микрообъекта и его изображения. Заполнить пустые ячейки таблицы, подтвердить расчетами.

6. Препарат сетчатки глаза человека рассматривается в световой микроскоп с угловой апертурой 130° и водным раствором глицерина в качестве иммерсионной жидкости (n = 1,43) при освещении зеленым светом с длиной волны λ = 530 нм. Можно ли увидеть в такой микроскоп: а) наружный сегмент палочек – фоторецепторных клеток (длина 20– 25 мкм, диаметр 2 мкм); б) гранулы меланина в пигментных клетках сетчатки (средний диаметр 1 мкм); в) отдельный мембранный диск наружного сегмента палочки (толщина 15 нм)? Найти минимальное и максимальное значения полезного увеличения микроскопа.

Вариант 13

1. Какое отношение к явлению дифракции света имеет явление интерференции света?

178

3. Постройте изображение предмета, распложенного на расстоянии d от собирающей линзы с фокусным расстоянием F, при условии d 2 13 F .

Предмет представляет собой стрелку с началом на главной оптической оси линзы. Охарактеризуйте полученное изображение.

4.Сравнить размеры предмета и его изображения в системе, описанной в Задаче 3.

5.В таблице даны некоторые характеристики светового микроскопа, рассматриваемого микрообъекта и его изображения. Заполнить пустые ячейки таблицы, подтвердить расчетами.

6. Препарат почек человека рассматривается в световой микроскоп с угловой апертурой 120° и водным раствором глицерина в качестве иммерсионной жидкости (n = 1,43) при освещении синим светом с длиной волны λ = 470 нм. Можно ли увидеть в такой микроскоп: а) почечные тельца нефронов (диаметр 200 мкм); б) дистальный канальцы нефронов (диаметром 20–50 мкм); в) отдельные микроворсинки щеточной каемки проксимальных канальцев нефрона (диаметр около 0,1 мкм)? Найти минимальное и максимальное значения полезного увеличения микроскопа.

Вариант 15

1.Перечислите и кратко охарактеризуйте основные аберрации линз микроскопа. Какие способы борьбы с аберрациями вы можете назвать?

2.На дифракционную решетку нормально падает пучок света. Угол дифракции для натриевой линии (λ = 589 нм) в спектре первого порядка равен 17° 8'. Некоторая линия дает в спектре второго порядка угол дифракции, равный 24°12'. Найти длину волны этой линии и число штрихов на 1мм решетки.

3.Постройте изображение предмета, распложенного на расстоянии d от

собирающей линзы с фокусным расстоянием F, при условии d 23 F .

Предмет представляет собой стрелку с началом на главной оптической оси линзы. Охарактеризуйте полученное изображение.

179

4.Сравнить размеры предмета и его изображения в системе, описанной в Задаче 3.

5.В таблице даны некоторые характеристики светового микроскопа, рассматриваемого микрообъекта и его изображения. Заполнить пустые ячейки таблицы, подтвердить расчетами.

6. Препарат сердца человека рассматривается в световой микроскоп с угловой апертурой 140° и водной иммерсией (n = 1,33) при освещении желтым светом с длиной волны λ = 570 нм. Можно ли увидеть в такой микроскоп: а) сократительные кардиомиоциты (длина 50–120 мкм, ширина 15–20 мкм); б) атипичные кардиомиоциты синусно-предсердного узла (диаметр 8–10 мкм); в) стрептококковую инфекцию (диаметр клетки стрептококка 0,6–1 мкм)? Найти минимальное и максимальное значения полезного увеличения микроскопа.

Вариант 16

1.Два объектива имеют одно и то же фокусное расстояние, но различную ширину. У какого объектива широкого или узкого разрешающая способность выше? А увеличение? Почему?

2.Какова ширина всего спектра первого порядка (длины волн заключены в пределах от 380 нм до 760 нм), полученного на экране, отстоящем на 3 м от дифракционной решетки с периодом 0,01 мм, при падении на нее белого света?

3.Постройте изображение предмета, распложенного на расстоянии d от

рассеивающей линзы с фокусным расстоянием F, при условии d 23 F .

Предмет представляет собой стрелку с началом на главной оптической оси линзы. Охарактеризуйте полученное изображение.

4.Сравнить размеры предмета и его изображения в системе, описанной в Задаче 3.

5.В таблице даны некоторые характеристики светового микроскопа, рассматриваемого микрообъекта и его изображения. Заполнить пустые ячейки таблицы, подтвердить расчетами.