Film samouczek

Zdolność rozdzielcza mikroskopu w kontekście zjawiska dyfrakcji

Obejrzyj film, w którym przeanalizowano możliwości obserwacji kultury bakterii o rozmiarach rzędu $1 - 2 μ m$ za pomocą mikroskopu optycznego. Zwróć uwagę, jak wpływa na obserwowany obraz oświetlenie preparatu światłem białym.

Zapoznaj się z filmem, w którym przeanalizowano możliwości obserwacji kultury bakterii o rozmiarach rzędu 1 do 2 mikrometrów za pomocą mikroskopu optycznego. Zwróć uwagę, jak wpływa na obserwowany obraz oświetlenie preparatu światłem białym.

R1V4Br4Ad8mpw

Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

Polecenie 1

Gdybyśmy dysponowali soczewkami, które potrafią ogniskować światło nadfioletowe i podczerwone, czy można byłoby obejrzeć omawiany preparat (którego szczegóły mają rozmiary rzędu 0,1 - 0,2 $μ m$ ) używając takiego promieniowania? Uzasadnij odpowiedź.

Polecenie 2

RmG3YIdSpUu1F

λ = \frac{h}{p}

, gdzie p oznacza pęd cząstki, a

h = 6, 6 \cdot 10^{- 34} J \cdot s

- stałą Plancka. Oblicz długość fali de Broglie'a elektronów, przyspieszanych napięciem

U = 100 V

. Zastosuj klasyczną zależność pędu elektronów od napięcia przyspieszającego: > > > > gdzie

m = 9, 1 \cdot 10^{- 31} k g

- masa elektronu,

e = 1, 6 \cdot 10^{- 19} C

- ładunek elementarny.

Mikroskop elektronowy wykorzystuje do obrazowania wiązkę elektronów.
Zgodnie z hipotezą Louisa de Broglie'a o istnieniu fal materii, poruszającym się cząstkom można przypisać falę o długości $λ = \frac{h}{p}$ , gdzie p oznacza pęd cząstki, a $h = 6, 6 \cdot 10^{- 34} J \cdot s$ - stałą Plancka.

Oblicz długość fali de Broglie'a elektronów przyspieszanych napięciem $U = 100 V$ . Zastosuj klasyczną zależność pędu elektronów od napięcia przyspieszającego: $p = \sqrt{2 m e U}$ , gdzie $m = 9, 1 \cdot 10^{- 31} k g$ - masa elektronu, $e = 1, 6 \cdot 10^{- 19} C$ - ładunek elementarny.
Podaj wynik z dokładnością do dwóch cyfr znaczących.

$λ$ = ............· 10^-10m.

λ = \frac{h}{\sqrt{2 m e U}} = \frac{6, 6 \cdot 10^{- 34} J \cdot s}{\sqrt{2 \cdot 9, 1 \cdot 10^{- 31} kg \cdot 1, 6 \cdot 10^{- 19}} C \cdot 100 V} \approx 1, 2 \cdot 10^{- 10} m

Przeczytaj

Sprawdź się

Zdolność rozdzielcza mikroskopu w kontekście zjawiska dyfrakcji