Liitmikroskoop: toru pikkus ja suurendus

1 · Ennusta

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?

• 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.

2 · Seadista

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.

3 · Kogu andmeid

Joonista süsteemi suurendus M (y-telg) toru pikkuse L (x-telg) suhtes oma kolme katse jaoks. Kas seos on sirgjoon?

4 · Analüüsi

1. 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.
2. Selgita, miks objektiivi enda suurendus jääb kõigi kolme katse vältel samaks, samas kui okulaari suurendus — ja seega kogu süsteemi suurendus — muutub toru pikkusega.

5 · Laienda

1. 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.
2. 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.

Selle eksperimendi füüsika

← Tagasi eksperimendi juurde

138 tasuta prinditavat füüsika töölehte