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.

Оптика на 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
• Система с две лещи

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

Обективът и окулярът на сложен микроскоп имат фиксирани фокусни разстояния, но положението на окуляра — дължината на тръбата — все още може да се регулира. Промяната на дължината на тръбата променя ли цялостното (системно) увеличение на микроскопа, въпреки че фокусното разстояние на нито една леща не се променя?

Предсказвания за преценка

• Не — дължината на тръбата не влияе на цялостното увеличение, само отделните фокусни разстояния на лещите.
• Само фокусното разстояние на окуляра има значение, не колко далеч е от обектива.
• Да — увеличаването на дължината на тръбата приближава окуляра до собствения му фокус (спрямо реалното изображение, образувано от обектива), което увеличава собственото увеличение на окуляра и се умножава в по-голямо цялостно системно увеличение.

Роли на променливите

Какво задаваш ти:

• Дължина на тръбата L (cm)

Какво измерваш:

• Системно увеличение M

Как протича изследването

1. Отвори настройката микроскоп и натисни Нулирай. Обективът (f_o = 8 cm, на фиксирано разстояние до образеца) образува реално изображение; окулярът има f_e = 25 cm.
2. Включи показанието за системно увеличение (общото M на веригата от изображения на двете лещи).
3. Задай дължината на тръбата (разделението обектив–окуляр) за всеки опит и запиши полученото системно увеличение.

Управляващо уравнение

Системно увеличение на сложен микроскоп — M = m₁·m₂·…

Цялостното увеличение на сложен микроскоп е произведението на собствените изображителни увеличения на обектива и окуляра, M = m_o × m_e — всяко намерено от уравнението на тънката леща с реалната верига от изображения на двете лещи, а не от идеализирана формула за ъглово увеличение.

Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист

• За един опит първо намери разстоянието до изображението на обектива d_i1 от 1/f_o = 1/d_o1 + 1/d_i1 (d_o1 = 9.6 cm, f_o = 8 cm — остава едно и също при всяка дължина на тръбата). После намери разстоянието до предмета на окуляра d_o2 = L − d_i1, и разстоянието до неговото изображение d_i2 от 1/f_e = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f_e = 25 cm). Накрая M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Сравни M с таблицата.
• Обясни защо собственото увеличение на обектива остава постоянно във всичките три опита, докато увеличението на окуляра — а с него и цялостното системно увеличение — се променя с дължината на тръбата.

Къде това се появява извън лабораторията

• Сравни системното увеличение на този експеримент с M = N/f от експеримента проста лупа. Обясни защо свързването на две реални лещови изображения може да умножи увеличението далеч отвъд това, което всяка леща сама може да постигне.
• Реалните микроскопи исторически стандартизирали върху конкретни дължини на тръбата (като 160 mm), за да могат обективи и окуляри от различни производители да се смесват и съчетават предвидимо. Обясни защо стандартизирането на дължината на тръбата — не само фокусното разстояние на всяка леща — има значение за взаимозаменяемите части на микроскопа.

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

1. Добре дошъл при микроскопа
2. Избери обектива
3. Натисни Пусни
4. Двустепенно увеличение
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