Òptica
Microscopi compost (angular)
Un objectiu i un ocular de focal curta es multipliquen en un augment angular gran per a objectes propers diminuts.
Microscopi compost (angular) — simulació interactiva de Òptica. Un objectiu i un ocular de focal curta es multipliquen en un augment angular gran per a objectes propers diminuts. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Microscopi compost
Un objectiu i un ocular de focal curta es multipliquen en un augment angular gran per a objectes propers diminuts.
L'objectiu crea una imatge real ampliada just dins del punt focal de l'ocular; l'ocular llavors actua com a lupa sobre aquella imatge. L'augment angular total és aproximadament el producte de l'augment transversal de l'objectiu i la potència de lupa de l'ocular: típicament centenars de vegades en treball biològic.
- M = M_obj × M_eye
- Augment angular
Resum de la investigació
Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori
El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.
Pregunta conductora
Un microscopi compost fa servir una lent objectiu de focal curta a prop del espècimen, seguida d'un ocular. Aconsegueix fer servir dues lents en seqüència un augment molt més alt del que podria cap lent tota sola?
Prediccions a valorar
- Sí: encadenar dos augments moderats els multiplica, donant un augment global molt més alt que una sola lent.
- No: fer servir dues lents no augmenta l'augment més enllà del límit d'una sola lent.
- L'augment depèn només de l'ocular, no de l'objectiu.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Distància del espècimen a l'objectiu (cm)
El que tu mesures:
- Distància de la imatge de l'objectiu (cm)
- Augment del sistema M
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit «El microscopi compost» i prem Restableix. L'objectiu té f = 6 cm; l'ocular té f = 8 cm, separats 22 cm.
- Activa les lectures de distància d'imatge de l'objectiu i augment del sistema.
- Defineix la distància del espècimen a l'objectiu per a cada prova i enregistra la distància d'imatge de l'objectiu i l'augment global del sistema.
Equació governant
Augment del microscopi de dues etapes — M = m₁·m₂·…
L'augment global d'un microscopi compost és el producte de l'augment de l'objectiu (que imageja el espècimen) i el de l'ocular (que reimageja aquella imatge intermèdia): M = m_objective × m_eyepiece.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Per a una prova, calcula la distància d'imatge de l'objectiu d_i1 a partir de 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 6 cm), després la distància d'objecte de l'ocular d_o2 = 22 − d_i1, i la seva distància d'imatge d_i2 a partir de 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 8 cm). Finalment M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Compara M amb la taula.
- La distància per defecte del espècimen d'aquest predefinit (12 cm) dóna M = 4. Explica, amb el càlcul en cadena, com un augment modest de l'objectiu combinat amb un augment modest de l'ocular es compon en un nombre global molt més gran.
On apareix això més enllà del laboratori
- Un espècimen situat tot just fora de la distància focal de l'objectiu (com en aquest experiment) produeix un gran augment de primera etapa. Explica per què els objectius de microscopi es dissenyen amb distàncies focals molt curtes (uns pocs mm en instruments reals) per maximitzar aquest efecte.
- Els microscopis compostos no poden ampliar indefinidament: més enllà d'un cert punt, ampliar més només engrandeix la difuminació sense revelar detall nou, limitat per la longitud d'ona de la llum mateixa (difracció). Per què simplement afegir més etapes de lents podria no resoldre aquest límit fonamental?
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Benvingut al Microscopi compost
- Selecciona l'objecte
- Prem Reprodueix
- Objectiu més ocular
- Obre el panell de Propietats
- Ho has aconseguit!
Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.
Obre el laboratori interactiu →
Descarrega el full de treball →