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.

Òptica del 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
• Sistema de dues lents

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

L'objectiu i l'ocular d'un microscopi compost tenen distàncies focals fixes, però la posició de l'ocular — la longitud del tub — encara es pot ajustar. Canviar la longitud del tub canvia l'augment global (del sistema) del microscopi, encara que la focal de cap lent no canviï?

Prediccions a valorar

• No: la longitud del tub no afecta l'augment global; només les focals individuals.
• Només compta la focal de l'ocular, no la distància a què es troba de l'objectiu.
• Sí: augmentar la longitud del tub acosta l'ocular al seu propi punt focal (respecte a la imatge real que forma l'objectiu), cosa que augmenta l'augment propi de l'ocular i es multiplica en un augment global del sistema més gran.

Rols de les variables

El que tu defines:

• Longitud del tub L (cm)

El que tu mesures:

• Augment del sistema M

Com funciona la investigació

1. Obre el predefinit «Augment del microscopi compost» i prem Restableix. L'objectiu (f_o = 8 cm, a una distància fixa de la mostra) forma una imatge real; l'ocular té f_e = 25 cm.
2. Activa la lectura d'augment del sistema (l'M global de la cadena d'imatges de les dues lents).
3. Defineix la longitud del tub (separació objectiu-ocular) per a cada prova i enregistra l'augment del sistema resultant.

Equació governant

Augment del sistema del microscopi compost — M = m₁·m₂·…

L'augment global d'un microscopi compost és el producte dels augments d'imatge propis de l'objectiu i l'ocular, M = m_o × m_e — cadascun trobat a partir de l'equació de la lent prima usant la cadena real d'imatges de les dues lents, no una fórmula idealitzada d'augment angular.

El que el full imprimible demana treballar a l'alumne

• Per a una prova, primer troba la distància d'imatge de l'objectiu d_i1 amb 1/f_o = 1/d_o1 + 1/d_i1 (d_o1 = 9,6 cm, f_o = 8 cm — es manté igual a qualsevol longitud de tub). Després troba la distància d'objecte de l'ocular d_o2 = L − d_i1, i la seva distància d'imatge d_i2 amb 1/f_e = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f_e = 25 cm). Finalment M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Compara M amb la taula.
• Explica per què l'augment propi de l'objectiu es manté constant en les tres proves, mentre que l'augment de l'ocular — i per tant l'augment global del sistema — canvia amb la longitud del tub.

On apareix això més enllà del laboratori

• Compara l'augment del sistema d'aquest experiment amb el M = N/f de l'experiment «La lupa simple». Explica per què encadenar dues imatges reals de lent pot multiplicar l'augment molt més enllà del que qualsevol lent sola podria produir.
• Els microscopis reals van estandarditzar històricament longituds de tub específiques (com 160 mm) perquè objectius i oculars de fabricants diferents es poguessin barrejar amb predictibilitat. Explica per què estandarditzar la longitud del tub — no només la focal de cada lent — importa per a peces de microscopi intercanviables.

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

1. Benvingut al Microscopi
2. Selecciona la lent objectiu
3. Prem Reprodueix
4. Augment de dues etapes
5. Obre el panell de Propietats
6. 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 →

L'equació de la lent prima