Đây là bản xem thử. Phiên bản đầy đủ trong ứng dụng có bài tập, AI chấm ngay và theo dõi tiến độ học.
Bài học
Thứ tự lấy nét và cách tính độ phóng đại của kính hiển vi
Mục tiêu bài học
Sau bài này, em thực hiện đúng thứ tự các bước lấy nét một tiêu bản bằng kính hiển vi quang học, và tính được độ phóng đại tổng của ảnh quan sát bằng cách nhân độ phóng đại vật kính với thị kính.
Kiến thức nền cần nhớ
Bài trước em đã gọi tên các bộ phận và biết đường đi của ánh sáng qua kính hiển vi (same-grade bridge). Bài này ghép các bộ phận đó lại thành một quy trình thao tác cụ thể, và trả lời câu hỏi: con số ghi trên vật kính và thị kính, ví dụ 10x hay 40x, thực sự có ý nghĩa gì khi kết hợp với nhau?
Khởi động
Nếu vặn ốc thô quá nhanh và quá mạnh ngay từ đầu, chuyện gì có thể xảy ra với tiêu bản đang đặt trên bàn kính? Và tại sao người ta luôn dặn 'bắt đầu từ vật kính nhỏ nhất', dù mục tiêu cuối cùng là nhìn phóng đại thật lớn?
Kiến thức trọng tâm
Lấy nét kính hiển vi luôn bắt đầu từ vật kính có độ phóng đại nhỏ nhất, ví dụ 4x hoặc 10x, dù mục tiêu cuối cùng là quan sát ở độ phóng đại lớn hơn. Lý do nằm ở góc nhìn: vật kính có độ phóng đại càng lớn thì vùng nhìn thấy trên tiêu bản càng nhỏ và khoảng cách lấy nét càng hẹp, khiến việc tìm đúng vị trí mẫu vật ngay từ đầu trở nên rất khó. Bắt đầu với vật kính nhỏ nhất cho một vùng nhìn rộng, dễ tìm thấy mẫu vật, rồi mới chuyển dần sang vật kính lớn hơn khi đã xác định đúng vị trí cần quan sát kỹ.
Sau khi chọn vật kính nhỏ nhất và đặt tiêu bản lên bàn kính, dùng kẹp giữ cố định, bước tiếp theo là vặn ốc thô. Ốc thô di chuyển nhanh, thay đổi khoảng cách lớn chỉ với một vòng vặn — dùng để đưa vật kính đến gần tiêu bản (nhìn từ bên cạnh, không nhìn qua thị kính, để tránh vật kính chạm vỡ tiêu bản), sau đó vừa nhìn qua thị kính vừa vặn ốc thô theo chiều ngược lại cho tới khi thấy một hình ảnh mờ mờ xuất hiện. Khi đã thấy hình mờ, chuyển sang ốc tinh — di chuyển rất chậm, chỉ thay đổi khoảng cách rất nhỏ mỗi vòng vặn — để đưa ảnh từ mờ sang rõ nét hoàn toàn. Không bao giờ dùng ốc tinh ngay từ đầu, vì phạm vi điều chỉnh của nó quá nhỏ để tìm được ảnh ban đầu trong thời gian hợp lý.
Thứ tự này luôn cố định: đổi vật kính lớn hơn thì chỉ cần lặp lại bước lấy nét tinh, không cần làm lại từ đầu.
Con số ghi trên vật kính và thị kính là độ phóng đại riêng của từng thấu kính. Vì ảnh đi qua vật kính rồi tiếp tục qua thị kính — hai lần phóng đại nối tiếp nhau — độ phóng đại tổng của cả hệ bằng tích của hai độ phóng đại đó:
$$\text{Độ phóng đại tổng} = \text{độ phóng đại vật kính} \times \text{độ phóng đại thị kính}$$
Ví dụ, với thị kính 10x và vật kính 40x, độ phóng đại tổng là $10 \times 40 = 400$ lần — nghĩa là mẫu vật trông to gấp 400 lần kích thước thật của nó qua thị kính. Đổi sang vật kính 4x với cùng thị kính 10x, độ phóng đại tổng chỉ còn $10\times 4=40$ lần — một vùng nhìn rộng hơn nhiều nhưng chi tiết kém hơn hẳn, đúng như quy tắc lấy nét từ vật kính nhỏ đã nêu ở trên.
Độ phóng đại tổng = độ phóng đại vật kính × độ phóng đại thị kính (thị kính cố định 10x): $4\times10=40$, $10\times10=100$, $40\times10=400$ lần.
Ví dụ
Tính độ phóng đại khi quan sát tiêu bản biểu bì hành
1
Một học sinh quan sát tiêu bản biểu bì hành bằng vật kính 40x và thị kính 10x. Tính độ phóng đại tổng của ảnh nhìn thấy.
2
Ảnh đi qua vật kính rồi qua thị kính, nên độ phóng đại tổng bằng tích độ phóng đại vật kính và thị kính.
3
$40\times 10 = 400$ lần.
4
400 lần nằm trong khoảng phóng đại thường gặp khi quan sát tế bào ở trường phổ thông (thường từ 100 đến 400 lần), hợp lý với việc quan sát tế bào biểu bì hành.
5
Vậy độ phóng đại tổng của ảnh là 400 lần.
Ví dụ
Chọn vật kính để đạt độ phóng đại yêu cầu (dạng đề thi)
1
Kính hiển vi của phòng thực hành có thị kính 10x và ba vật kính 4x, 10x, 40x. Một học sinh muốn quan sát tổng thể toàn bộ tiêu bản trước ở độ phóng đại khoảng 100 lần, sau đó phóng to dần lên khoảng 400 lần để nhìn chi tiết một tế bào. Hãy xác định thứ tự vật kính cần dùng và độ phóng đại tổng tương ứng ở mỗi bước.
2
Với thị kính cố định 10x, để đạt độ phóng đại tổng khoảng 100 lần, cần vật kính sao cho $10\times x = 100$, suy ra $x=10$ — dùng vật kính 10x. (1)
3
Để đạt độ phóng đại tổng khoảng 400 lần, cần $10\times x = 400$, suy ra $x=40$ — dùng vật kính 40x. (2)
4
Theo quy tắc lấy nét đã học, luôn bắt đầu từ vật kính nhỏ nhất trong nhóm cần dùng, rồi mới chuyển sang vật kính lớn hơn — kết hợp (1) và (2), thứ tự đúng là: bắt đầu bằng vật kính 4x để tìm mẫu vật, tiếp theo chuyển sang vật kính 10x (đạt 100 lần) để quan sát tổng thể, cuối cùng chuyển sang vật kính 40x (đạt 400 lần) để nhìn chi tiết.
5
Độ phóng đại tăng dần đúng theo thứ tự 40 → 100 → 400 lần, khớp với yêu cầu đề bài là quan sát tổng thể trước rồi mới phóng to dần.
6
Vậy thứ tự vật kính là 4x (tìm mẫu) → 10x (phóng đại 100 lần, quan sát tổng thể) → 40x (phóng đại 400 lần, quan sát chi tiết), mỗi lần chuyển vật kính chỉ cần vặn thêm ốc tinh chứ không phải lấy nét lại từ đầu.
Sai lầm thường gặp
Sai lầm phổ biến nhất là bắt đầu ngay bằng vật kính có độ phóng đại lớn nhất — vùng nhìn quá hẹp khiến rất khó tìm ra vị trí mẫu vật, tốn nhiều thời gian mà vẫn không thấy gì. Một sai lầm khác là dùng ốc thô để lấy nét tinh ở vật kính phóng đại lớn — chỉ một vòng vặn nhỏ của ốc thô cũng đủ khiến vật kính chạm vỡ tiêu bản, vì phạm vi điều chỉnh của ốc thô quá lớn so với khoảng cách lấy nét rất hẹp ở độ phóng đại cao.
Luyện tập có hướng dẫn
Luyện tập độc lập
Kiểm tra nhanh
Ghi nhớ
Luôn lấy nét từ vật kính nhỏ nhất, dùng ốc thô đưa gần rồi lấy nét thô, sau đó ốc tinh để rõ hẳn. Độ phóng đại tổng bằng độ phóng đại vật kính nhân độ phóng đại thị kính.
Sau khi biết cách lấy nét và tính độ phóng đại trên một tiêu bản có sẵn, bài tiếp theo hướng dẫn em tự tay làm ra tiêu bản đó.
Lấy nét kính hiển vi luôn bắt đầu từ vật kính có độ phóng đại nhỏ nhất, ví dụ 4x hoặc 10x, dù mục tiêu cuối cùng là quan sát ở độ phóng đại lớn hơn. Lý do nằm ở góc nhìn: vật kính có độ phóng đại càng lớn thì vùng nhìn thấy trên tiêu bản càng nhỏ và khoảng cách lấy nét càng hẹp, khiến việc tìm đúng vị trí mẫu vật ngay từ đầu trở nên rất khó. Bắt đầu với vật kính nhỏ nhất cho một vùng nhìn rộng, dễ tìm thấy mẫu vật, rồi mới chuyển dần sang vật kính lớn hơn khi đã xác định đúng vị trí cần quan sát kỹ.
Sau khi chọn vật kính nhỏ nhất và đặt tiêu bản lên bàn kính, dùng kẹp giữ cố định, bước tiếp theo là vặn ốc thô. Ốc thô di chuyển nhanh, thay đổi khoảng cách lớn chỉ với một vòng vặn — dùng để đưa vật kính đến gần tiêu bản (nhìn từ bên cạnh, không nhìn qua thị kính, để tránh vật kính chạm vỡ tiêu bản), sau đó vừa nhìn qua thị kính vừa vặn ốc thô theo chiều ngược lại cho tới khi thấy một hình ảnh mờ mờ xuất hiện. Khi đã thấy hình mờ, chuyển sang ốc tinh — di chuyển rất chậm, chỉ thay đổi khoảng cách rất nhỏ mỗi vòng vặn — để đưa ảnh từ mờ sang rõ nét hoàn toàn. Không bao giờ dùng ốc tinh ngay từ đầu, vì phạm vi điều chỉnh của nó quá nhỏ để tìm được ảnh ban đầu trong thời gian hợp lý.
Con số ghi trên vật kính và thị kính là độ phóng đại riêng của từng thấu kính. Vì ảnh đi qua vật kính rồi tiếp tục qua thị kính — hai lần phóng đại nối tiếp nhau — độ phóng đại tổng của cả hệ bằng tích của hai độ phóng đại đó:
Độ phoˊng đại tổng=độ phoˊng đại vật kıˊnh×độ phoˊng đại thị kıˊnh
Ví dụ, với thị kính 10x và vật kính 40x, độ phóng đại tổng là 10×40=400 lần — nghĩa là mẫu vật trông to gấp 400 lần kích thước thật của nó qua thị kính. Đổi sang vật kính 4x với cùng thị kính 10x, độ phóng đại tổng chỉ còn 10×4=40 lần — một vùng nhìn rộng hơn nhiều nhưng chi tiết kém hơn hẳn, đúng như quy tắc lấy nét từ vật kính nhỏ đã nêu ở trên.
Độ phóng đại tổng = độ phóng đại vật kính × độ phóng đại thị kính (thị kính cố định 10x): 4×10=40, 10×10=100, 40×10=400 lần.
40×10=400 lần.
Với thị kính cố định 10x, để đạt độ phóng đại tổng khoảng 100 lần, cần vật kính sao cho 10×x=100, suy ra x=10 — dùng vật kính 10x. (1)
Để đạt độ phóng đại tổng khoảng 400 lần, cần 10×x=400, suy ra x=40 — dùng vật kính 40x. (2)
Sai lầm phổ biến nhất là bắt đầu ngay bằng vật kính có độ phóng đại lớn nhất — vùng nhìn quá hẹp khiến rất khó tìm ra vị trí mẫu vật, tốn nhiều thời gian mà vẫn không thấy gì. Một sai lầm khác là dùng ốc thô để lấy nét tinh ở vật kính phóng đại lớn — chỉ một vòng vặn nhỏ của ốc thô cũng đủ khiến vật kính chạm vỡ tiêu bản, vì phạm vi điều chỉnh của ốc thô quá lớn so với khoảng cách lấy nét rất hẹp ở độ phóng đại cao.