Optik

Sammensat mikroskop (vinkel)

Et objektiv med kort brændvidde og et okular giver tilsammen en stor vinkelforstørrelse af bittesmå objekter på nært hold.

Sammensat mikroskop (vinkel) — interaktiv Optik-simulation. Et objektiv med kort brændvidde og et okular giver tilsammen en stor vinkelforstørrelse af bittesmå objekter på nært hold. Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.

Sammensat mikroskop

Et objektiv med kort brændvidde og et okular giver tilsammen en stor vinkelforstørrelse af bittesmå objekter på nært hold.

Objektivet skaber et forstørret virkeligt billede lige inde for okularets brændpunkt; okularet virker derefter som en lupe på det billede. Den samlede vinkelforstørrelse er tilnærmelsesvis produktet af objektivets tværforstørrelse og okularets forstørrelse — typisk hundredvis af gange i biologisk arbejde.

• M = M_obj × M_eye
• Vinkelforstørrelse

Undersøgelsesoplæg

Planlæg spørgsmålet, før du åbner laboratoriet

Resuméet spejler den forhåndsrenderede side: drivende spørgsmål, konkurrerende forudsigelser, variablernes roller, styrende love, opsætning, analyse- og udvidelsesspørgsmål forbliver synlige og i denne rækkefølge.

Drivende spørgsmål

Et sammensat mikroskop bruger et objektiv med kort brændvidde tæt på præparatet efterfulgt af et okular. Opnår brugen af to linser i træk en meget højere forstørrelse, end nogen af linserne kunne alene?

Forudsigelser at afveje

• Ja — at kæde to moderate forstørrelser sammen multiplicerer dem og giver en langt højere samlet forstørrelse end en enkelt linse.
• Nej — brugen af to linser forøger ikke forstørrelsen ud over en enkelt linses grænse.
• Forstørrelsen afhænger kun af okularet, ikke af objektivet.

Variablers roller

Det, du indstiller:

• Præparatafstand fra objektiv (cm)

Det, du måler:

• Objektivets billedafstand (cm)
• Systemforstørrelse M

Sådan forløber undersøgelsen

1. Åbn forudstillingen compound-microscope, og tryk på Nulstil. Objektivet har f = 6 cm; okularet har f = 8 cm, med 22 cm imellem.
2. Slå aflæsningerne af objektivets billedafstand og systemforstørrelse til.
3. Indstil præparatets afstand fra objektivet for hver måling, og registrér objektivets billedafstand og systemets samlede forstørrelse.

Styrende ligning

Forstørrelse i totrins mikroskop — M = m₁·m₂·…

Et sammensat mikroskops samlede forstørrelse er produktet af objektivets forstørrelse (som afbilder præparatet) og okularets forstørrelse (som afbilder mellembilledet igen): M = m_objective × m_eyepiece.

Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud

• Beregn for én måling objektivets billedafstand d_i1 ud fra 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 6 cm), derefter okularets genstandsafstand d_o2 = 22 − d_i1 og derefter dets billedafstand d_i2 ud fra 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 8 cm). Til sidst M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Sammenlign M med tabellen.
• Denne forudstillings standardpræparatafstand (12 cm) giver M = 4. Forklar ud fra kædeberegningen, hvordan en beskeden objektivforstørrelse kombineret med en beskeden okularforstørrelse bliver til et langt større samlet tal.

Hvor det viser sig uden for laboratoriet

• Et præparat, der placeres lige netop uden for objektivets brændvidde (som i dette eksperiment), giver en stor første-trins forstørrelse. Forklar, hvorfor mikroskopobjektiver designes med meget korte brændvidder (nogle få mm i rigtige instrumenter) for at maksimere denne effekt.
• Sammensatte mikroskoper kan ikke forstørre i det uendelige — ud over et vist punkt forstørrer yderligere forstørrelse bare sløringen uden at afsløre nye detaljer, begrænset af selve lysets bølgelængde (diffraktion). Hvorfor ville det at tilføje flere linsetrin måske ikke løse denne fundamentale grænse?

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

1. Velkommen til Sammensat mikroskop
2. Vælg objektet
3. Tryk på Afspil
4. Objektiv plus okular
5. Åbn egenskabspanelet
6. Du klarede det!

Åbn den interaktive simulation for at bygge scenen, tryk på Afspil og udforsk med live-målinger og en guidet gennemgang.

Åbn interaktivt laboratorium →

Download labark →

Tyndlinseligningen