Σύνθετο μικροσκόπιο: Μήκος σωλήνα και μεγέθυνση

1 · Πρόβλεψε

Ο αντικειμενικός και ο προσοφθάλμιος φακός ενός σύνθετου μικροσκοπίου έχουν σταθερές εστιακές αποστάσεις, αλλά η θέση του προσοφθάλμιου — το μήκος σωλήνα — μπορεί ακόμη να ρυθμιστεί. Η αλλαγή του μήκους σωλήνα αλλάζει τη συνολική (συστημική) μεγέθυνση του μικροσκοπίου, παρότι η εστιακή απόσταση κανενός φακού δεν αλλάζει;

• Όχι — το μήκος σωλήνα δεν επηρεάζει τη συνολική μεγέθυνση, μόνο οι επιμέρους εστιακές αποστάσεις φακών επηρεάζουν.
• Μόνο η εστιακή απόσταση του προσοφθάλμιου παίζει ρόλο, όχι πόσο μακριά βρίσκεται από τον αντικειμενικό.
• Ναι — η αύξηση του μήκους σωλήνα μετακινεί τον προσοφθάλμιο πιο κοντά στο δικό του εστιακό σημείο (σε σχέση με την πραγματική εικόνα που σχηματίζει ο αντικειμενικός), κάτι που αυξάνει τη δική του μεγέθυνση και πολλαπλασιάζεται σε μεγαλύτερη συνολική μεγέθυνση συστήματος.

2 · Διάταξη

1. Άνοιξε την προεπιλογή microscope και πάτησε Επαναφορά. Ο αντικειμενικός (f_o = 8 cm, σε σταθερή απόσταση δείγματος) σχηματίζει πραγματική εικόνα· ο προσοφθάλμιος έχει f_e = 25 cm.
2. Ενεργοποίησε την ένδειξη μεγέθυνσης συστήματος (το συνολικό M της αλυσίδας εικόνων των δύο φακών).
3. Ρύθμισε το μήκος σωλήνα (απόσταση αντικειμενικού-προς-προσοφθάλμιο) για κάθε δοκιμή και κατέγραψε τη μεγέθυνση συστήματος που προκύπτει.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Χάραξε τη μεγέθυνση συστήματος M (άξονας y) έναντι του μήκους σωλήνα L (άξονας x) για τις τρεις δοκιμές σου. Είναι η σχέση ευθεία γραμμή;

4 · Ανάλυση

1. Για μία δοκιμή, βρες πρώτα την απόσταση εικόνας του αντικειμενικού d_i1 από 1/f_o = 1/d_o1 + 1/d_i1 (d_o1 = 9,6 cm, f_o = 8 cm — παραμένει ίδια σε κάθε μήκος σωλήνα). Έπειτα βρες την απόσταση αντικειμένου του προσοφθάλμιου d_o2 = L − d_i1, και την απόσταση εικόνας του d_i2 από 1/f_e = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f_e = 25 cm). Τέλος M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Σύγκρινε το M με τον πίνακα.
2. η ιδία μεγέθυνση του αντικειμενικού

5 · Επέκταση

1. Σύγκρινε τη μεγέθυνση συστήματος αυτού του πειράματος με το M = N/f του πειράματος simple-magnifier. Εξήγησε γιατί η αλυσιδωτή σύνδεση δύο πραγματικών εικόνων φακών μπορεί να πολλαπλασιάσει τη μεγέθυνση πολύ πέρα από ό,τι θα μπορούσε να δώσει μόνος του οποιοσδήποτε φακός.
2. Τα πραγματικά μικροσκόπια ιστορικά τυποποιήθηκαν σε συγκεκριμένα μήκη σωλήνα (όπως 160 mm) ώστε αντικειμενικοί και προσοφθάλμιοι από διαφορετικούς κατασκευαστές να μπορούσαν να αναμειχθούν και ταιριαστούν προβλέψιμα. Εξήγησε γιατί η τυποποίηση του μήκους σωλήνα — όχι μόνο η εστιακή απόσταση κάθε φακού — παίζει ρόλο για ανταλλάξιμα εξαρτήματα μικροσκοπίου.

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

← Πίσω στο πείραμα

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής