Optik
Mikroskop (winklig)
Ein kurzbrenniges Objektiv und Okular multiplizieren zu großer Winkelvergrößerung für kleine nahe Objekte.
Mikroskop (winklig) — interaktive Optik-Simulation. Ein kurzbrenniges Objektiv und Okular multiplizieren zu großer Winkelvergrößerung für kleine nahe Objekte. Kostenloses browserbasiertes virtuelles Physiklabor mit Live-SI-Messwerten und geführtem Tutorial.
Mikroskop
Ein kurzbrenniges Objektiv und Okular multiplizieren sich zu großer Winkelvergrößerung für kleine nahe Objekte.
Das Objektiv erzeugt ein vergrößertes reelles Bild knapp innerhalb der Brennweite des Okulars; das Okular wirkt dann als Lupe auf dieses Bild. Die gesamte Winkelvergrößerung ist ungefähr das Produkt aus der Quervergrößerung des Objektivs und der Vergrößerungsleistung des Okulars — typischerweise Hunderte von Malen bei biologischer Arbeit.
- M = M_Obj × M_Ok
- Winkelvergrößerung
Untersuchungsbericht
Planen Sie die Frage, bevor Sie das Labor öffnen
Das Briefing entspricht der vorgerenderten Seite: Leitfrage, konkurrierende Vorhersagen, Variablenrollen, maßgebliche Gesetze, Aufbau sowie Analyse- und Erweiterungsaufgaben bleiben sichtbar und in dieser Reihenfolge.
Fahrfrage
Ein zusammengesetztes Mikroskop verwendet ein Objektiv mit kurzer Brennweite nahe der Probe, gefolgt von einem Okular. Erzielt die Verwendung von zwei Objektiven hintereinander eine viel höhere Vergrößerung, als es mit jedem Objektiv allein möglich wäre?
Vorhersagen zum Abwägen
- Ja – durch die Verkettung zweier mittlerer Vergrößerungen werden diese miteinander multipliziert, was zu einer viel höheren Gesamtvergrößerung führt als mit einem einzelnen Objektiv.
- Nein – die Verwendung von zwei Linsen erhöht die Vergrößerung nicht über die Grenze einer einzelnen Linse hinaus.
- Die Vergrößerung hängt nur vom Okular ab, nicht vom Objektiv.
Variable Rollen
Was Sie eingestellt haben:
- Probenabstand vom Objektiv (cm)
Was Sie messen:
- Bildentfernung des Objektivs (cm)
- Systemvergrößerung M
Wie die Untersuchung abläuft
- Öffnen Sie die Compound-Mikroskop-Preset und drücken Sie „Zurücksetzen“. Das Ziel hat f = 6 cm; Das Okular hat f = 8 cm, getrennt durch 22 cm.
- Aktivieren Sie die Bildentfernungs- und Systemvergrößerungsanzeigen des Objektivs.
- Stellen Sie für jeden Versuch den Abstand der Probe vom Objektiv ein und notieren Sie den Bildabstand des Objektivs sowie die Gesamtsystemvergrößerung.
Maßgebende Gleichung
Zweistufige Mikroskopvergrößerung — M = m₁·m₂·…
Die Gesamtvergrößerung eines zusammengesetzten Mikroskops ist das Produkt der Vergrößerung des Objektivs (Abbildung der Probe) und der Vergrößerung des Okulars (Neuabbildung dieses Zwischenbilds): M = m_Objektiv × m_Okular.
Was die Schüler auf dem druckbaren Arbeitsblatt erarbeiten müssen
- Berechnen Sie für einen Versuch den Bildabstand d_i1 des Objektivs aus 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 6 cm), dann den Objektabstand des Okulars d_o2 = 22 − d_i1 und dann seinen Bildabstand d_i2 aus 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 8 cm). Schließlich ist M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Vergleichen Sie M mit der Tabelle.
- Der Standardprobenabstand dieser Preset (12 cm) ergibt M = 4. Erklären Sie anhand der Kettenberechnung, wie eine bescheidene Objektivvergrößerung in Kombination mit einer bescheidenen Okularvergrößerung eine viel größere Gesamtzahl ergibt.
Wo dies außerhalb des Labors sichtbar wird
- Eine Probe, die knapp außerhalb der Brennweite des Objektivs platziert wird (wie in diesem Experiment), erzeugt eine große Vergrößerung der ersten Stufe. Erklären Sie, warum Mikroskopobjektive mit sehr kurzen Brennweiten (einige mm bei echten Instrumenten) konstruiert sind, um diesen Effekt zu maximieren.
- Verbundmikroskope können nicht unbegrenzt vergrößern – ab einem bestimmten Punkt vergrößert eine weitere Vergrößerung nur die Unschärfe, ohne neue Details zu offenbaren, begrenzt durch die Wellenlänge des Lichts selbst (Beugung). Warum löst das einfache Hinzufügen weiterer Linsenstufen dieses grundlegende Problem möglicherweise nicht?
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Willkommen beim Komposit-Mikroskop
- Objekt auswählen
- Abspielen drücken
- Objektiv plus Okular
- Inspektor öffnen
- Geschafft!
Öffnen Sie die interaktive Simulation, um die Szene aufzubauen, drücken Sie auf Play und erkunden Sie sie mit Live-Messungen und einem geführten Tutorial.