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 mikroskops optik

Et objektiv med kort brændvidde og et okular ganges sammen til en stor vinkelforstørrelse af bittesmå genstande tæt på.

Objektivet skaber et forstørret virkeligt billede lige inden for okularets brændpunkt; okularet virker derefter som en lupe på dette billede. Den samlede vinkelforstørrelse er omtrent produktet af objektivets tværforstørrelse og okularets forstørrelsesevne — typisk flere hundrede gange til biologisk arbejde.

• M = −f₁/f₂
• System med to linser

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 mikroskops samlede vinkelforstørrelse afhænger af tubuslængden (afstanden mellem objektiv og okular), ikke kun af deres individuelle brændvidder. Forøger en længere tubuslængde den samlede forstørrelse?

Forudsigelser at afveje

• Nej — tubuslængden påvirker ikke den samlede forstørrelse; kun de enkelte linsers brændvidder gør.
• Kun okularets brændvidde betyder noget, ikke tubuslængden.
• Ja — en længere tubuslængde forøger objektivets egen billedforstørrelse, som multipliceres ind i systemets samlede forstørrelse.

Variablers roller

Det, du indstiller:

• Rørlængde L (cm)

Det, du måler:

• Vinkelforstørrelse M

Sådan forløber undersøgelsen

1. Åbn forudstillingen microscope, og tryk på Nulstil. Objektivet har f_o = 8 cm; okularet har f_e = 25 cm.
2. Slå aflæsningen af vinkelforstørrelse til.
3. Indstil tubuslængden (afstanden mellem objektiv og okular) for hver måling, og registrér den resulterende forstørrelse.

Styrende ligning

Forstørrelse i sammensat mikroskop — M = −(L/f_o)(N/f_e)

Et sammensat mikroskops samlede vinkelforstørrelse er M = −(L/f_o)(N/f_e): objektivets forstørrelse over tubuslængden L, multipliceret med okularets simple-lup-faktor med standardnærpunktet N = 25 cm.

Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud

• Beregn for én måling M = −(L/f_o)·(N/f_e) med f_o = 8 cm, f_e = 25 cm, N = 25 cm (standardnærpunkt). Sammenlign med tabellen.
• Forklar, hvorfor denne formel kombinerer både en 'lateral' forstørrelsesfaktor (L/f_o, fra objektivets afbildning over tubuslængden) og en 'vinkelbaseret' forstørrelsesfaktor (N/f_e, fra okularet, der virker som en enkel lup på det mellemværende billede).

Hvor det viser sig uden for laboratoriet

• Sammenlign dette eksperiments formel med simple-magnifier-eksperimentets M = N/f. Forklar, hvorfor mikroskopets ekstra faktor L/f_o repræsenterer det 'for-forstørrende' trin, som objektivlinsen bidrager med, før okularet overhovedet kommer i spil.
• Rigtige mikroskoper standardiserede historisk på bestemte tubuslængder (som 160 mm), så objektiver og okularer fra forskellige producenter kunne blandes og matches forudsigeligt. Forklar, hvorfor standardisering af L (sammen med f_o og f_e) betyder noget for udskiftelige mikroskopdele.

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

1. Velkommen til Mikroskop
2. Vælg objektivlinsen
3. Tryk på Afspil
4. Totrins-forstørrelse
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