Сложният микроскоп: две лещи за високо увеличение

1 · Предскажи

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?

• 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.

2 · Постановка

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.

3 · Събери данни

Чертай увеличението на системата M (ос y) спрямо разстоянието до препарата (ос x) за трите си опита.

4 · Анализирай

1. 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.
2. 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.

5 · Надгради

1. 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.
2. 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?

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат