Сложен микроскоп: дължина на тръбата и увеличение

1 · Предскажи

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?

• 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.

2 · Постановка

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.

3 · Събери данни

Чертай системното увеличение M (ос y) спрямо дължината на тръбата L (ос x) за трите си опита. Права линия ли е връзката?

4 · Анализирай

1. 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.
2. 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.

5 · Надгради

1. 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.
2. 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.

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат