Το σύνθετο μικροσκόπιο: Δύο φακοί για υψηλή μεγέθυνση

1 · Πρόβλεψε

Σύνθετο μικροσκόπιο χρησιμοποιεί αντικειμενικό φακό μικρής εστιακής απόστασης κοντά στο δείγμα, ακολουθούμενο από προσοφθάλμιο. Η χρήση δύο φακών με τη σειρά επιτυγχάνει πολύ υψηλότερη μεγέθυνση από ό,τι θα μπορούσε κανένας φακός μόνος;

• Ναι — η αλυσίδωση δύο μέτριων μεγενθύνσεων τις πολλαπλασιάζει μεταξύ τους, δίνοντας πολύ υψηλότερη συνολική μεγέθυνση από έναν μόνο φακό.
• Όχι — η χρήση δύο φακών δεν αυξάνει τη μεγέθυνση πέρα από το όριο ενός μονού φακού.
• Η μεγέθυνση εξαρτάται μόνο από τον προσοφθάλμιο, όχι από τον αντικειμενικό.

2 · Διάταξη

1. Άνοιξε την προεπιλογή compound-microscope και πάτησε Επαναφορά. Ο αντικειμενικός έχει f = 6 cm· ο προσοφθάλμιος έχει f = 8 cm, σε απόσταση 22 cm.
2. Ενεργοποίησε τις ενδείξεις απόστασης εικόνας αντικειμενικού και μεγέθυνσης συστήματος.
3. Ρύθμισε την απόσταση δείγματος από τον αντικειμενικό για κάθε δοκιμή και κατέγραψε την απόσταση εικόνας του αντικειμενικού και τη συνολική μεγέθυνση συστήματος.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Χαράξε τη μεγέθυνση συστήματος M (άξονας y) έναντι της απόστασης δείγματος (άξονας x) για τις τρεις δοκιμές σου.

4 · Ανάλυση

1. Για μία δοκιμή, υπολόγισε την απόσταση εικόνας αντικειμενικού d_i1 από 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 6 cm), μετά την απόσταση αντικειμένου προσοφθαλμίου d_o2 = 22 − d_i1, μετά την απόσταση εικόνας του d_i2 από 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 8 cm). Τέλος M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Σύγκρινε το M με τον πίνακα.
2. Η προεπιλεγμένη απόσταση δείγματος αυτής της προεπιλογής (12 cm) δίνει M = 4. Εξήγησε, χρησιμοποιώντας τον υπολογισμό αλυσίδας, πώς μια μετριαμένη μεγέθυνση αντικειμενικού σε συνδυασμό με μετριαμένη μεγέθυνση προσοφθαλμίου αθροίζεται σε πολύ μεγαλύτερο συνολικό αριθμό.

5 · Επέκταση

1. Δείγμα τοποθετημένο barely έξω από την εστιακή απόσταση αντικειμενικού (όπως σε αυτό το πείραμα) παράγει μεγάλη μεγέθυνση πρώτου σταδίου. Εξήγησε γιατί οι αντικειμενικοί φακοί μικροσκοπίων σχεδιάζονται με πολύ μικρές εστιακές αποστάσεις (λίγα mm σε πραγματικά όργανα) για να μεγιστοποιηθεί αυτό το φαινόμενο.
2. Σύνθετα μικροσκόπια δεν μπορούν να μεγεθύνουν επ' αόριστον — πέρα από ένα σημείο, η περαιτέρω μεγέθυνση απλώς μεγαλώνει τη θόλωση χωρίς να αποκαλύπτει νέα λεπτομέρεια, περιορισμένη από το ίδιο το μήκος κύματος του φωτός (περίθλαση). Γιατί η απλή προσθήκη περισσότερων σταδίων φακών δεν θα έλυνε αυτό το θεμελιώδες όριο;

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

← Πίσω στο πείραμα

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής