Složený mikroskop: délka tubusu a zvětšení

1 · Predikuj

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?

• 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.

2 · Sestavení

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

3 · Sbírej data

Vynes systémové zvětšení M (osa y) proti délce tubusu L (osa x) pro své tři pokusy. Je vztah přímka?

4 · Analyzuj

1. 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.
2. Vysvětli, proč vlastní zvětšení objektivu zůstává ve všech třech pokusech stejné, zatímco zvětšení okuláru — a tedy celkové systémové zvětšení — se s délkou tubusu mění.

5 · Rozšiř

1. 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.
2. 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.

Fyzika za tímto experimentem

← Zpět na experiment

138 bezplatných tisknutelných pracovních listů z fyziky