Optika

Liitmikroskoop (nurgeline)

Lühikese fookuskaugusega objektiiv ja okulaar korrutuvad suureks nurksuurenduseks väikeste lähiesemete jaoks.

Liitmikroskoop (nurgeline) — interaktiivne Optika simulatsioon. Lühikese fookuskaugusega objektiiv ja okulaar korrutuvad suureks nurksuurenduseks väikeste lähiesemete jaoks. Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor reaalaja SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.

Liitmikroskoobi optika

Lühikese fookusega objektiiv ja okulaar korrutuvad suureks nurksuurenduseks väikeste lähiesemete jaoks.

Objektiiv tekitab suurendatud tegeliku kujutise just okulaari fookuspunktist seespool; okulaar toimib siis sellel kujutisel suurendina. Kogu nurksuurendus on ligikaudu objektiivi ristsuurenduse ja okulaari suurendusvõime korrutis — bioloogilises töös tavaliselt sadu kordi.

• M = M_obj × M_eye
• Kahe läätse süsteem

Uurimise kokkuvõte

Planeeri küsimus enne labori avamist

Kokkuvõte peegeldab eelrenderdatud lehte: juhtküsimus, konkureerivad ennustused, muutujate rollid, juhtivad seadused, seadistus, analüüs ja laiendusärgitused jäävad nähtavale ja selles järjekorras.

Juhtküsimus

Liitmikroskoobi objektiivil ja okulaaril on püsivad fookuskaugused, kuid okulaari asukohta — toru pikkust — saab siiski reguleerida. Kas toru pikkuse muutmine muudab mikroskoobi kogu (süsteemi) suurendust, ehkki kummagi läätse fookuskaugus ei muutu?

Kaalutavad ennustused

• Ei — toru pikkus ei mõjuta kogu suurendust, ainult individuaalsete läätsete fookuskaugused teevad.
• Ainult okulaari fookuskaugus loeb, mitte see, kui kaugel see objektiivist asub.
• Jah — toru pikkuse suurendamine liigutab okulaari lähemale tema enda fookuspunktile (objektiivi moodustatud tõelise kujutise suhtes), mis suurendab okulaari enda suurendust ning korrutub suuremaks kogu süsteemi suurenduseks.

Muutujate rollid

Mida sina sead:

• Toru pikkus L (cm)

Mida sa mõõdad:

• Süsteemi suurendus M

Kuidas uurimustöö käib

1. Ava mikroskoobi eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Objektiiv (f_o = 8 cm, fikseeritud objektikaugusel) moodustab tõelise kujutise; okulaaril on f_e = 25 cm.
2. Lülita sisse süsteemi suurenduse näit (kahe läätse kujutiseahela kogu-M).
3. Sea iga katse jaoks toru pikkus (objektiivi-okulaari vahemaa) ja kirjuta üles tulev süsteemi suurendus.

Juhtiv võrrand

Liitmikroskoobi süsteemi suurendus — M = m₁·m₂·…

Liitmikroskoobi kogu suurendus on objektiivi ja okulaari enda kujutise suurenduste korrutis, M = m_o × m_e — kumbki leitud õhukese läätse valemist, kasutades kahe läätse tegelikku kujutiseahelat, mitte idealiseeritud nurksuurenduse valemit.

Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib

• Ühe katse jaoks leia kõigepealt objektiivi kujutisekaugus d_i1 valemist 1/f_o = 1/d_o1 + 1/d_i1 (d_o1 = 9,6 cm, f_o = 8 cm — jääb igal toru pikkusel samaks). Seejärel leia okulaari esemekaugus d_o2 = L − d_i1 ja selle kujutisekaugus d_i2 valemist 1/f_e = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f_e = 25 cm). Lõpuks M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Võrdle M-i tabeliga.
• Selgita, miks objektiivi enda suurendus jääb kõigi kolme katse vältel samaks, samas kui okulaari suurendus — ja seega kogu süsteemi suurendus — muutub toru pikkusega.

Kus see laborist kaugemale ilmneb

• Võrdle selle eksperimendi süsteemi suurendust lihtsuurendi eksperimendi M = N/f-ga. Selgita, miks kahe tõelise läätsekujutise ahelasse ühendamine võib suurendust korrutada palju rohkem, kui ükski lääts üksi suudaks.
• Päris mikroskoobid standardiseerisid ajalooliselt kindlatele toru pikkustele (nagu 160 mm), nii et erinevate tootjate objektiive ja okulaare saaks etteaimatavalt segada ja sobitada. Selgita, miks toru pikkuse standardimine — mitte ainult iga läätse fookuskaugus — loeb vahetatavate mikroskoobiosade jaoks.

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

1. Tere tulemast mikroskoobi juurde
2. Vali objektiivlääts
3. Vajuta Esita
4. Kaheastmeline suurendus
5. Ava Omaduste paneel
6. Said hakkama!

Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida reaalaja mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.

Ava interaktiivne labor →

Laadi tööleht alla →

Õhese läätse võrrand