El microscopi compost: dues lents per a gran augment
1 · Prediu
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?
- 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.
2 · Configura
- 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.
3 · Recull dades
| Distància del espècimen a l'objectiu (cm) | Distància de la imatge de l'objectiu (cm) | Augment del sistema M |
|---|---|---|
| 10.00 | ||
| 12.00 | ||
| 14.00 |
Representa l'augment del sistema M (eix y) contra la distància del espècimen (eix x) per a les tres proves.
4 · Analitza
- 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.
5 · Amplia
- 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?
La física al darrere d'aquest experiment
Augment del microscopi de dues etapes
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.
Òptica
- Lent convergent: imatges reals més enllà de 2f
- El punt focal: on les imatges escapolen a l'infinit
- Una lent com a lupa
- Una lent divergent: sempre virtual, sempre reduïda
- Un mirall còncau: imatges reals com una lent convergent
- Un mirall convex: sempre una imatge virtual reduïda
- El mirall pla: un cas especial invariant
- Profunditat aparent: per què una piscina sembla menys fonda del que és
- Reflexió total interna: l'angle límit
- Un relé de dues lents: encadenar imatges
- Un ampliador fotogràfic: dues lents per a una imatge real més gran
- Un prisma desvia la llum: angle de desviació
138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles