Optika
Složený mikroskop (úhlově)
Krátkofokusový objektiv a okulár se násobí ve velkou úhlovou zvětšení pro drobné blízké předměty.
Složený mikroskop (úhlově) — interaktivní simulace Optika. Krátkofokusový objektiv a okulár se násobí ve velkou úhlovou zvětšení pro drobné blízké předměty. Bezplatná virtuální fyzikální laboratoř v prohlížeči se živými měřeními v SI a řízeným tutoriálem.
Složený mikroskop
Krátkofokusový objektiv a okulár se násobí ve velkou úhlovou zvětšení pro drobné blízké předměty.
Objektiv vytváří zvětšený skutečný obraz jen uvnitř ohniska okuláru; okulár pak na tento obraz funguje jako lupa. Celkové úhlové zvětšení je přibližně součinem příčného zvětšení objektivu a zvětšovací mohutnosti okuláru — typicky stovkykrát pro biologickou práci.
- M = M_obj × M_eye
- Úhlové zvětšení
Souhrn zkoumání
Naplánuj otázku dřív, než otevřeš laboratoř
Stručný přehled odpovídá předrenderované stránce: hlavní otázka, konkurenční predikce, role proměnných, řídicí zákony, sestavení, analýza i rozšiřující podněty zůstávají viditelné a v tomto pořadí.
Hlavní otázka
Mikroskop používá objektiv s krátkou ohniskovou vzdáleností blízko preparátu, následovaný okulárem. Dosahuje použití dvou čoček v řadě mnohem vyššího zvětšení, než by dokázala kterákoli čočka sama?
Predikce k zvážení
- Ano — řetězení dvou středních zvětšení je násobí dohromady a dává mnohem vyšší celkové zvětšení než jediná čočka.
- Ne — použití dvou čoček nezvyšuje zvětšení za limit jedné čočky.
- Zvětšení závisí jen na okuláru, ne na objektivu.
Role proměnných
Co nastavuješ:
- Vzdálenost preparátu od objektivu (cm)
Co měříš:
- Vzdálenost obrazu objektivu (cm)
- Zvětšení soustavy M
Jak zkoumání probíhá
- Otevři předvolbu compound-microscope a stiskni Resetovat. Objektiv má f = 6 cm; okulář má f = 8 cm, oddělené 22 cm.
- Zapni odečty vzdálenosti obrazu objektivu a zvětšení soustavy.
- Nastav vzdálenost preparátu od objektivu pro každý pokus a zapiš vzdálenost obrazu objektivu a celkové zvětšení soustavy.
Řídící rovnice
Dvoustupňové zvětšení mikroskopu — M = m₁·m₂·…
Celkové zvětšení mikroskopu je součinem zvětšení objektivu (zobrazujícího preparát) a zvětšení okuláru (znovuzobrazujícího ten meziobráz): M = m_objective × m_eyepiece.
Co tisknutelný pracovní list žádá žáky vypočítat
- Pro jeden pokus spočti vzdálenost obrazu objektivu d_i1 z 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 6 cm), pak vzdálenost předmětu okuláru d_o2 = 22 − d_i1, pak jeho vzdálenost obrazu d_i2 z 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 8 cm). Nakonec M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Porovnej M s tabulkou.
- Výchozí vzdálenost preparátu této předvolby (12 cm) dává M = 4. Vysvětli pomocí řetězového výpočtu, jak skromné zvětšení objektivu kombinované se skromným zvětšením okuláru se skládá do mnohem většího celkového čísla.
Kde se to objevuje mimo laboratoř
- Preparát umístěný jen těsně za ohniskovou vzdálenost objektivu (jako v tomto experimentu) produkuje velké zvětšení prvního stupně. Vysvětli, proč objektivy mikroskopů jsou navrhovány s velmi krátkými ohniskovými vzdálenostmi (pár mm u skutečných přístrojů), aby maximalizovaly tento efekt.
- Mikroskopy nemohou zvětšovat donekonečna — za určitým bodem další zvětšení jen zvětšuje rozmazání bez odhalení nových detailů, omezené samotnou vlnovou délkou světla (difrakce). Proč by prosté přidání dalších čočkových stupňů nevyřešilo tento fundamentální limit?
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Vítej v Mikroskopu
- Vyber předmět
- Stiskni Spustit
- Objektiv plus okulár
- Otevři panel Vlastnosti
- Povedlo se!
Otevři interaktivní simulaci, postav scénu, stiskni Spustit a prozkoumávej s živými měřeními a řízeným tutoriálem.
Otevřít interaktivní laboratoř →