المجهر المركب: طول الأنبوب والتكبير

1 · توقّع

للشيئية والعينية في المجهر المركب بعدان بؤريان ثابتان، لكن موضع العينية — طول الأنبوب — يمكن تعديله. هل يغيّر تغيير طول الأنبوب التكبير الكلي (تكبير النظام) للمجهر، مع أن البعد البؤري لأي من العدستين لا يتغيّر؟

• لا — طول الأنبوب لا يؤثر في التكبير الكلي، بل البعدان البؤريان الفرديان فقط.
• بعد تركيز العينية وحده يهم، لا مدى بُعدها عن الشيئية.
• نعم — زيادة طول الأنبوب تقرّب العينية من نقطة تركيزها الخاصة (بالنسبة إلى الصورة الحقيقية التي تكوّنها الشيئية)، فيزداد تكبير العينية نفسها ويُضرب في تكبير النظام الكلي فيكبر.

2 · التجهيز

1. افتح مسبق المجهر واضغط إعادة الضبط. الشيئية (f_o = 8 cm، عند مسافة عينة ثابتة) تكوّن صورة حقيقية؛ وللعينية f_e = 25 cm.
2. فعّل قراءة تكبير النظام (التكبير الكلي لسلسلة تصوير العدستين).
3. اضبط طول الأنبوب (الفصل بين الشيئية والعينية) لكل تجربة وسجل تكبير النظام الناتج.

3 · اجمع البيانات

ارسم تكبير النظام M (المحور y) مقابل طول الأنبوب L (المحور x) لتجاربك الثلاث. هل العلاقة خط مستقيم؟

4 · حلّل

1. لمحاولة واحدة، أوجد أولًا بعد صورة الشيئية d_i1 من 1/f_o = 1/d_o1 + 1/d_i1 (d_o1 = 9.6 cm، f_o = 8 cm — يبقى ثابتًا عند كل طول أنبوب). ثم أوجد بعد جسم العينية d_o2 = L − d_i1، وبعد صورتها d_i2 من 1/f_e = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f_e = 25 cm). أخيرًا M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). قارن M بالجدول.
2. اشرح لماذا يبقى تكبير الشيئية نفسه ثابتًا عبر المحاولات الثلاث، بينما يتغيّر تكبير العينية — وبالتالي تكبير النظام الكلي — مع طول الأنبوب.

5 · وسّع

1. قارن تكبير نظام هذه التجربة بصيغة تجربة العدسة المكبرة البسيطة M = N/f. اشرح لماذا يمكن لتسلسل صورتَي عدستين حقيقيتين أن يضاعف التكبير إلى ما هو أبعد بكثير مما تستطيعه أي عدسة بمفردها.
2. وحّدت المجاهر الحقيقية تاريخيًا على أطوال أنابيب محددة (مثل 160 mm) لتُخلط شيئيات وعينيات مصنّعين مختلفين وتطابقها بتوقع. اشرح لماذا يهم توحيد طول الأنبوب — لا البعد البؤري لكل عدسة وحده — لأجزاء المجهر القابلة للتبديل.

الفيزياء خلف هذه التجربة

← عودة إلى التجربة

138 ورقة عمل فيزياء مجانية قابلة للطباعة