Microscopi compost: longitud del tub i augment
1 · Prediu
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?
- 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.
2 · Configura
- 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.
- Activa la lectura d'augment del sistema (l'M global de la cadena d'imatges de les dues lents).
- Defineix la longitud del tub (separació objectiu-ocular) per a cada prova i enregistra l'augment del sistema resultant.
3 · Recull dades
| Longitud del tub L (cm) | Augment del sistema M |
|---|---|
| 56.00 | |
| 61.00 | |
| 66.00 |
Representa l'augment del sistema M (eix y) contra la longitud del tub L (eix x) per a les tres proves. La relació és una línia recta?
4 · Analitza
- 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.
5 · Amplia
- 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.
La física al darrere d'aquest experiment
Augment del sistema del microscopi compost
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.
Òptica
- Lent convergent: imatges reals més enllà de 2f
- El punt focal: on les imatges se'n van 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
- El microscopi compost: dues lents per a gran augment
- Un ampliador fotogràfic: dues lents per a una imatge real més gran
138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles