اپتیک
میکروسکوپ مرکب (زاویهای)
شیئی و عینکی کوتاهکانونی برای اجسام ریز نزدیک به بزرگنمایی زاویهای بزرگ میرسند.
میکروسکوپ مرکب (زاویهای) — شبیهسازی تعاملی اپتیک. شیئی و عینکی کوتاهکانونی برای اجسام ریز نزدیک به بزرگنمایی زاویهای بزرگ میرسند. آزمایشگاه مجازی فیزیکِ رایگانِ مرورگری با اندازهگیریهای زندهٔ SI و آموزش هدایتشده.
میکروسکوپ مرکب
شیئی و عینکی کوتاهکانونی برای اجسام ریز نزدیک به بزرگنمایی زاویهای بزرگ میرسند.
شیئی تصویر حقیقی بزرگشدهای درست درون نقطهٔ کانونی عینکی میسازد؛ عینکی آنگاه همچون ذرهبین بر آن تصویر عمل میکند. بزرگنمایی زاویهای کل تقریباً حاصلضرب بزرگنمایی عرضی شیئی و توان بزرگنمایی عینکی است — معمولاً صدها برابر برای کار زیستشناختی.
- M = M_obj × M_eye
- بزرگنمایی زاویهای
خلاصهٔ پژوهش
پرسش را پیش از بازکردن آزمایشگاه برنامهریزی کنید
این خلاصه همان صفحهٔ از پیش رندرشده است: پرسش محوری، پیشبینیهای رقیب، نقش متغیرها، قوانین حاکم، برپاسازی، تحلیل و پرسشهای گسترش — به همین ترتیب و همیشه در دید میمانند.
پرسش محوری
میکروسکوپ مرکب از شیئی کوتاهکانونی نزدیک نمونه و سپس عینکی استفاده میکند. آیا بهکارگیری دو عدسی در پیهم، بزرگنمایی خیلی بالاتری از هر عدسیِ تنها به دست میدهد؟
پیشبینیهایی که باید سنجیده شوند
- بله — زنجیرکردن دو بزرگنمایی متوسط آنها را در هم ضرب میکند و بزرگنمایی کل خیلی بالاتر از یک عدسی میدهد.
- نه — دو عدسی، بزرگنمایی را از حد یک عدسیٔ تنها فراتر نمیبرد.
- بزرگنمایی فقط به عینکی بستگی دارد، نه شیئی.
نقش متغیرها
آنچه شما تنظیم میکنید:
- فاصلهٔ نمونه از شیئی (cm)
آنچه اندازه میگیرید:
- فاصلهٔ تصویر شیئی (cm)
- بزرگنمایی سامانه M
پژوهش چگونه اجرا میشود
- پیشتنظیمی compound-microscope را باز کنید و Reset را بفشارید. عدسی شیئی f = 6 cm دارد؛ عدسی چشمی f = 8 cm دارد و با فاصلهٔ 22 cm جدا شدهاند.
- قرائتهای فاصلهٔ تصویر شیئی و بزرگنمایی سامانه را فعال کنید.
- فاصلهٔ نمونه از شیئی را برای هر آزمایش تنظیم کنید و فاصلهٔ تصویر شیئی و بزرگنمایی کل سامانه را ثبت کنید.
معادلهٔ حاکم
بزرگنمایی دومرحلهای میکروسکوپ — M = m₁·m₂·…
بزرگنمایی کل میکروسکوپ مرکب حاصلضرب بزرگنمایی شیئی (تصویرگری از نمونه) و بزرگنمایی چشمی (بازتصویرگری همان تصویر میانی) است: M = m_objective × m_eyepiece.
برگهٔ کار چاپی از دانشآموزان چه میخواهد به دست آورند
- برای یک آزمایش، فاصلهٔ تصویر شیئی یعنی d_i1 را از 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 حساب کنید (f₁ = 6 cm)، سپس فاصلهٔ جسم چشمی یعنی d_o2 = 22 − d_i1، سپس فاصلهٔ تصویر آن یعنی d_i2 را از 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 8 cm). در پایان M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). مقدار M را با جدول مقایسه کنید.
- فاصلهٔ نمونهٔ پیشفرض این پیشتنظیم (12 cm) مقدار M = 4 میدهد. با محاسبهٔ زنجیرهای توضیح دهید چگونه بزرگنمایی متوسط شیئی همراه با بزرگنمایی متوسط چشمی، به عدد کلی بسیار بزرگتری مرکب میشود.
کجا غیر از آزمایشگاه خودش را نشان میدهد
- نمونهای تازه بیرونِ فاصلهٔ کانونی شیئی (مثل این آزمایش) بزرگنمایی مرحلهٔ اول بزرگی میسازد. توضیح دهید چرا شیئیهای میکروسکوپ با فاصلههای کانونی بسیار کوتاه (در ابزار واقعی چند میلیمتر) طراحی میشوند تا این اثر بیشینه شود.
- میکروسکوپهای مرکب نمیتوانند بینهایت بزرگنمایی کنند — از حدی به بعد، بزرگترکردن فقط تاری را بزرگ میکند بیآنکه جزئیات تازهای آشکار کند؛ محدود به خودِ طول موج نور (پراش). چرا صرفاً افزودن مرحلههای عدسیِ بیشتر این حد بنیادی را حل نمیکند؟
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- به میکروسکوپ مرکب خوش آمدید
- انتخاب جسم
- Play را بفشارید
- شیئی بهعلاوه چشمی
- پنل ویژگیها را باز کنید
- انجامش دادید!
شبیهسازی تعاملی را باز کنید تا صحنه را بسازید، Play را بفشارید و با اندازهگیریهای زنده و آموزش هدایتشده کاوش کنید.