Оптика

Сложен микроскоп (ъглов)

Късофокусен обектив и окуляр умножават голяма ъглова увеличителност за дребни близки предмети.

Сложен микроскоп (ъглов) — интерактивна симулация Оптика. Късофокусен обектив и окуляр умножават голяма ъглова увеличителност за дребни близки предмети. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.

Сложен микроскоп

Късофокусен обектив и окуляр умножават голяма ъглова увеличителност за дребни близки предмети.

Обективът създава увеличено действително изображение точно вътре във фокуса на окуляра; окулярът тогава действа като лупа върху това изображение. Пълната ъглова увеличителност е приблизително произведението от напречното увеличение на обектива и увеличителната сила на окуляра — обично стотици пъти за биологична работа.

• M = M_obj × M_eye
• Ъглова увеличителност

Резюме на изследването

Планирай въпроса, преди да отвориш лабораторията

Краткото описание повтаря пререндерираната страница: водещият въпрос, съперничещите предсказвания, ролите на променливите, управляващите закони, постановката, анализът и разширяващите подсказки остават видими и в този ред.

Водещ въпрос

Сложният микроскоп ползва късофокусен обектив близо до препарата, последван от окуляр. Постигат ли две лещи последователно много по-високо увеличение, отколкото която и да е леща сама?

Предсказвания за преценка

• Да — верижното свързване на две умерени увеличения ги умножава, давайки много по-високо цялостно увеличение от единична леща.
• Не — ползването на две лещи не увеличава увеличението отвъд границата на единична леща.
• Увеличението зависи само от окуляра, не от обектива.

Роли на променливите

Какво задаваш ти:

• Разстояние до препарата от обектива (cm)

Какво измерваш:

• Разстояние до изображението на обектива (cm)
• Увеличение на системата M

Как протича изследването

1. Отвори настройката сложен микроскоп и натисни Нулирай. Обективът има f = 6 cm; окулярът има f = 8 cm, разделени с 22 cm.
2. Включи показанията за разстояние до изображението на обектива и увеличение на системата.
3. Задай разстоянието на препарата от обектива за всеки опит и запиши разстоянието до изображението на обектива и цялостното увеличение на системата.

Управляващо уравнение

Двустепенно увеличение на микроскоп — M = m₁·m₂·…

Цялостното увеличение на сложен микроскоп е произведение от увеличението на обектива (образуващ препарата) и увеличението на окуляра (преобразуващ това междинно изображение): M = m_objective × m_eyepiece.

Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист

• За един опит изчисли разстоянието до изображението на обектива d_i1 от 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 6 cm), после разстоянието до предмета на окуляра d_o2 = 22 − d_i1, после неговото разстояние до изображението d_i2 от 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 8 cm). Накрая M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Сравни M с таблицата.
• Разстоянието до препарата по подразбиране на тази настройка (12 cm) дава M = 4. Обясни, с верижното изчисление, как умерено увеличение на обектива, комбинирано с умерено увеличение на окуляра, се натрупва в много по-голямо число.

Къде това се появява извън лабораторията

• Препарат, поставен едва-едва извън фокусното разстояние на обектива (както в този експеримент), произвежда голямо увеличение на първия етап. Обясни защо обективите на микроскопи се проектират с много къси фокусни разстояния (няколко mm в реални уреди), за да максимизират този ефект.
• Сложните микроскопи не могат да увеличават неограничено — отвъд определена точка, по-нататъшното увеличаване просто увеличава замъгляването, без да разкрива нов детайл, ограничено от самата дължина на вълната на светлината (дифракция). Защо просто добавянето на повече лещови етапи не би решило тази фундаментална граница?

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Добре дошъл при сложния микроскоп
2. Избери предмета
3. Натисни Пусни
4. Обектив плюс окуляр
5. Отвори панела Свойства
6. Справи се!

Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.

Отвори интерактивната лаборатория →

Изтегли работния лист →

Уравнението на тънката леща