Optika

Složený mikroskop (úhlově)

Krátkofokusový objektiv a okulár se násobí na velké úhlové zvětšení pro drobné blízké předměty.

Složený mikroskop (úhlově) — interaktivní simulace Optika. Krátkofokusový objektiv a okulár se násobí na velké úhlové zvětšení pro drobné blízké předměty. Bezplatná virtuální fyzikální laboratoř v prohlížeči se živými měřeními v SI a řízeným tutoriálem.

Optika složeného mikroskopu

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
Dvoučočková soustava

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

Objektiv a okulár složeného mikroskopu mají pevné ohniskové vzdálenosti, ale polohu okuláru — délku tubusu — lze stále upravovat. Mění změna délky tubusu celkové (systémové) zvětšení mikroskopu, i když se ohnisková vzdálenost žádné čočky nemění?

Predikce k zvážení

Ne — délka tubusu celkové zvětšení neovlivňuje, jen jednotlivé ohniskové vzdálenosti čoček.
Záleží jen na ohniskové vzdálenosti okuláru, ne na tom, jak daleko je od objektivu.
Ano — prodloužení tubusu posune okulár blíž k jeho vlastnímu ohnisku (vzhledem ke skutečnému obrazu, který vytváří objektiv), což zvyšuje vlastní zvětšení okuláru a násobí se do většího celkového zvětšení soustavy.

Role proměnných

Co nastavuješ:

Délka tubusu L (cm)

Co měříš:

Systémové zvětšení M

Jak zkoumání probíhá

Otevři předvolbu microscope a stiskni Resetovat. Objektiv (f_o = 8 cm, při pevné vzdálenosti vzorku) vytváří skutečný obraz; okulář má f_e = 25 cm.
Zapni odečet systémového zvětšení (celkové M zobrazovacího řetězce obou čoček).
Nastav délku tubusu (rozestup objektiv–okulár) pro každý pokus a zapiš výsledné systémové zvětšení.

Řídící rovnice

Systémové zvětšení složeného mikroskopu — M = m₁·m₂·…

Celkové zvětšení složeného mikroskopu je součin vlastních obrazových zvětšení objektivu a okuláru, M = m_o × m_e — každé zjištěné z rovnice tenké čočky pomocí skutečného řetězce obrazů obou čoček, ne z idealizovaného vzorce úhlového zvětšení.

Co tisknutelný pracovní list žádá žáky vypočítat

Pro jeden pokus nejprve najdi obrazovou vzdálenost objektivu d_i1 z 1/f_o = 1/d_o1 + 1/d_i1 (d_o1 = 9,6 cm, f_o = 8 cm — zůstává stejná při každé délce tubusu). Pak najdi předmětovou vzdálenost okuláru d_o2 = L − d_i1 a jeho obrazovou vzdálenost d_i2 z 1/f_e = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f_e = 25 cm). Nakonec M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Porovnej M s tabulkou.
Vysvětli, proč vlastní zvětšení objektivu zůstává ve všech třech pokusech stejné, zatímco zvětšení okuláru — a tedy celkové systémové zvětšení — se s délkou tubusu mění.

Kde se to objevuje mimo laboratoř

Porovnej systémové zvětšení tohoto experimentu s M = N/f experimentu jednoduchá lupa. Vysvětli, proč řetězení dvou skutečných obrazů čoček může znásobit zvětšení daleko za to, co by dokázala kterákoli čočka sama.
Skutečné mikroskopy historicky standardizovaly konkrétní délky tubusu (jako 160 mm), aby objektivy a okuláře od různých výrobců šly předvídatelně míchat a kombinovat. Vysvětli, proč standardizace délky tubusu — nejen ohniskové vzdálenosti každé čočky — záleží pro zaměnitelné části mikroskopu.

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

Vítej v Mikroskopu
Vyber objektiv
Stiskni Spustit
Dvoustupňové zvětšení
Otevři panel Vlastnosti
Povedlo se!

Otevři interaktivní simulaci, postav scénu, stiskni Spustit a prozkoumávej s živými měřeními a řízeným tutoriálem.

Otevřít interaktivní laboratoř →

Stáhnout pracovní list →

Vzorec tenké čočky

Optika